CN114300297A - 一种超导隔离开关 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超导隔离开关，包括：隔离开关本体，隔离开关本体的内部设有装配腔，装配腔分别设有位于隔离开关本体侧面的第一装配法兰和位于隔离开关本体相对两端面上的第二装配法兰，隔离开关本体上设有观察窗；装设在第一装配法兰上的隔离开关操作组件，隔离开关操作组件包括多个动触头；装设在第二装配法兰上的超低温盆式绝缘子，超低温盆式绝缘子上连接有多个隔离开关导体；装设在隔离开关操作组件上的绝热端子箱。实施本发明的超导隔离开关，开关的热损耗仅发生在动触头和隔离开关导体的接触点，及导体与超低温盆式绝缘子的连接面上，降低其它部分的电阻损耗；精简结构，更便于维修维护及控制成本。
Description
技术领域
本发明涉及超导设备技术领域，尤其涉及一种超导隔离开关。
背景技术
现有技术中，超导体是在临界温度下具有零电阻特性的一种导体，可降低电能传输时的电阻损耗。
采用超导体的电能传输设备，为方便检修，避免单个部件故障导致整套系统停运，需要采用控制器件对导体的连接状态进行控制。传统的方式下，需要采用超导-常温套管将超导体引出，通过普通隔离开关进行控制，结构复杂，且漏热严重，导致全系统损耗增加。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种超导隔离开关，使开关的热损耗仅发生在动触头和隔离开关导体的接触点，及导体与超低温盆式绝缘子的连接面上，降低损耗；精简结构，更便于维修维护及控制成本。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种超导隔离开关，包括：隔离开关本体，隔离开关本体的内部设有装配腔，装配腔分别设有位于隔离开关本体侧面的第一装配法兰和位于隔离开关本体相对两端面上的第二装配法兰，隔离开关本体上设有观察窗；装设在第一装配法兰上的隔离开关操作组件，隔离开关操作组件包括多个动触头；装设在第二装配法兰上的超低温盆式绝缘子，超低温盆式绝缘子上连接有多个隔离开关导体；装设在隔离开关操作组件上的绝热端子箱，其中：通过隔离开关操作组件分别控制多个动触头的升起或下降，使位于两侧超低温盆式绝缘子上的隔离开关导体导通或断开。
其中，多个动触头包括：A相动触头、B相动触头及C相动触头；多个隔离开关导体包括：A相左导体、A相右导体、B相左导体、B相右导体、C相左导体及C相右导体，其中：A相动触头分别与A相左导体和A相右导体接触，B相动触头分别与B相左导体和B相右导体接触，C相动触头分别与C相左导体和C相右导体接触，导通两侧的隔离开关导体。
其中，A相左导体、B相左导体及C相左导体呈三角状布置；A相右导体、B相右导体及C相右导体呈三角状布置。
其中，多个动触头和多个隔离开关导体分别具备液氮温度下的超导性能；多个隔离开关导体的热损耗发生在动触头和导体的接触点上，及隔离开关导体与超低温盆式绝缘子的连接面上。
其中，还包括：连接在超低温盆式绝缘子上的金属封闭式超导输电线路。
其中，动触头包括：动触头绝缘拉杆、套接在动触头绝缘拉杆上的超导触指及紧固在动触头绝缘拉杆端头的触头逆向螺栓。
其中，动触头绝缘拉杆上设有触指安装台阶，其端部设有T4梯形螺纹；超导触指采用超导带材焊接制成，其带材表面镀银。
其中，触头逆向螺栓包括：屏蔽帽、连接在屏蔽帽上的螺纹部及开设在螺纹部上的内六角孔。
其中，隔离开关导体包括：用以均匀导体根部电场的屏蔽罩、连接在屏蔽罩上的导电臂以及连接在导电臂上的用以提供导电接触面的触头孔。
其中，隔离开关本体的壁面为夹层空心结构，且在该夹层中抽真空后填充绝热珍珠岩，以保证绝热性能。
实施本发明的超导隔离开关，具有如下的有益效果：超导隔离开关包括：隔离开关本体，隔离开关本体的内部设有装配腔，装配腔分别设有位于隔离开关本体侧面的第一装配法兰和位于隔离开关本体相对两端面上的第二装配法兰，隔离开关本体上设有观察窗；装设在第一装配法兰上的隔离开关操作组件，隔离开关操作组件包括多个动触头；装设在第二装配法兰N上的超低温盆式绝缘子，超低温盆式绝缘子上连接有多个隔离开关导体；装设在隔离开关操作组件上的绝热端子箱，其中：通过隔离开关操作组件分别控制多个动触头的升起或下降，使位于两侧超低温盆式绝缘子上的隔离开关导体导通或断开，开关的热损耗仅发生在动触头和隔离开关导体的接触点，及导体与超低温盆式绝缘子的连接面上，降低其它部分的电阻损耗；精简结构，更便于维修维护及控制成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例超导隔离开关的内部结构示意图。
图2为本发明实施例超导隔离开关的爆破的结构示意图。
图3为本发明实施例超导隔离开关的隔离开关本体的局部截面结构示意图。
图4为本发明实施例超导隔离开关的动触头的装配结构示意图。
图5为本发明实施例超导隔离开关的动触头的爆破结构示意图。
图6为本发明实施例超导隔离开关的隔离开关导体的结构示意图。
图7为本发明实施例动触头的触头逆向螺栓的结构示意图。
图8为本发明实施例动触头将两侧超低温盆式绝缘子上的隔离开关导体导通的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-图8所示，为本发明超导隔离开关的实施例一。
本实施例中的超导隔离开关包括：隔离开关本体1，隔离开关本体1的内部设有装配腔11，装配腔11分别设有位于隔离开关本体1侧面的第一装配法兰M和位于隔离开关本体1相对两端面上的第二装配法兰N，隔离开关本体1上设有观察窗12；装设在第一装配法兰M上的隔离开关操作组件2，隔离开关操作组件2包括多个动触头21；装设在第二装配法兰N上的超低温盆式绝缘子3，超低温盆式绝缘子3上连接有多个隔离开关导体4；装设在隔离开关操作组件2上的绝热端子箱5，其中：通过隔离开关操作组件2分别控制多个动触头21的升起或下降，使位于两侧超低温盆式绝缘子3上的隔离开关导体4导通或断开。
实施时，隔离开关本体1的壁面为夹层空心结构，且在该夹层中抽真空后填充绝热珍珠岩，以保证绝热性能。隔离开关腔体采用304不锈钢焊接制成。第一装配法兰M和第二装配法兰N尺寸相同，法兰外径600mm，6个24mm通孔，在直径560mm的圆上均布。工作时，隔离开关腔体内充满液氮，为内部的超导器件提供低温环境。
进一步的，多个动触头21包括：A相动触头21a、B相动触头21b及C相动触头21c；多个隔离开关导体4包括：A相左导体41、A相右导体42、B相左导体43、B相右导体44、C相左导体45及C相右导体46，其中：A相动触头21a分别与A相左导体41和A相右导体42接触，B相动触头21b分别与B相左导体43和B相右导体44接触，C相动触头21c分别与C相左导体45和C相右导体46接触，导通两侧的隔离开关导体。
隔离开关导体4的上述A、B、C三相左导体、右导体结构尺寸完全一致。隔离开关导体4采用铜制，表面采用气相沉积方式镀有二代超导材料，可实现液氮环境下的超导输电。
实施时，A相左导体41、B相左导体43及C相左导体45呈三角状布置，A相右导体42、B相右导体44及C相右导体46呈三角状布置。多个动触头21和多个隔离开关导体4分别具备液氮温度下的超导性能；多个隔离开关导体4的热损耗发生在动触头和导体的接触点上，及隔离开关导体与超低温盆式绝缘子3的连接面上，其余部分无电阻损耗。
进一步的，动触头21包括：动触头绝缘拉杆211、套接在1动触头绝缘拉杆211上的超导触指212及紧固在动触头绝缘拉杆211端头的触头逆向螺栓213。
实施时，动触头绝缘拉杆211的内部设为空心，其上设有用于提供安装限位的触指安装台阶2111，其端部设有T4梯形螺纹2112。
本实施例中，动触头绝缘拉杆211采用聚四氟乙烯制成，其A、B、C三相的下圆柱段长度相同，均为120mm，A相上圆柱段长230mm，B、C相上圆柱段长350mm。下圆柱段与触指相配合。
超导触指212采用超导带材焊接制成，其带材表面镀银。超导触指212可实现2000A电流的通流。
触头逆向螺栓213包括：屏蔽帽2131、连接在屏蔽帽2131上的螺纹部2132及开设在螺纹部2132上的内六角孔2133。
实施时，螺栓的屏蔽帽2131暴露在外，用于均匀电场，防止因局部场强过大发生电晕放电；螺纹部2132和内六角孔2133装配于动触头绝缘拉杆211的内部，如此设置的作用是：将容易导致放电的部分置入动触头绝缘拉杆211和超导触指212组成的屏蔽腔内。
装配时，将超导触指212套入动触头绝缘拉杆211的下圆柱段，旋入触头逆向螺栓213，即完成装配。
进一步的，隔离开关导体4包括：用以均匀导体根部电场的屏蔽罩41、连接在屏蔽罩41上的用于传导电流的导电臂42以及连接在导电臂上的用以提供导电接触面的触头孔43。
实施时，屏蔽罩41用于均匀导体根部电场，内部有通孔，与超低温盆式绝缘子的触头座采用螺栓连接。屏蔽帽2131的壁面为中空结构，以保证绝热性能。此外，在屏蔽帽2131端部设有用以将其与超低温盆式绝缘子3进行装配连接的装配孔。
其它实施方式中，超导隔离开关还包括：连接在超低温盆式绝缘子3上的金属封闭式超导输电线路。
本实施例中的超导隔离开关在具体实施时，A相动触头21a、B相动触头21b及C相动触头21c同时与A相左导体41、A相右导体42、B相左导体43、B相右导体44、C相左导体45及C相右导体46相接触，此时，A、B、C三相左右导体之间处于导通状态，可以流通电流。A相动触头21a、B相动触头21b及C相动触头21c与A、B、C三相左右导体脱离，此时，A、B、C三相左右导体之间处于绝缘状态，无法流通电流。通过隔离开关操作组件2控制多个动触头21的升起、下降即可实现两侧导体通、断状态的切换。
实施本发明的超导隔离开关，具有如下的有益效果：
第一，超导隔离开关，包括：隔离开关本体，隔离开关本体的内部设有装配腔，装配腔分别设有位于隔离开关本体侧面的第一装配法兰和位于隔离开关本体相对两端面上的第二装配法兰，隔离开关本体上设有观察窗；装设在第一装配法兰上的隔离开关操作组件，隔离开关操作组件包括多个动触头；装设在第二装配法兰N上的超低温盆式绝缘子，超低温盆式绝缘子上连接有多个隔离开关导体；装设在隔离开关操作组件上的绝热端子箱，其中：通过隔离开关操作组件分别控制多个动触头的升起或下降，使位于两侧超低温盆式绝缘子上的隔离开关导体导通或断开，使开关的热损耗仅发生在动触头和隔离开关导体的接触点，及导体与超低温盆式绝缘子的连接面上，降低损耗。
第二、除可降低超导常温转换环节导致的漏热损耗，还可用于超导组合电器、金属封闭式超导输电线路的主导体分合控制，应用范围广。
第三、精简结构，更便于维修维护及控制成本。
Claims (10)
1.一种超导隔离开关，其特征在于，包括：
隔离开关本体，所述隔离开关本体的内部设有装配腔，所述装配腔分别设有位于所述隔离开关本体侧面的第一装配法兰和位于所述隔离开关本体相对两端面上的第二装配法兰，隔离开关本体上设有观察窗；
装设在所述第一装配法兰上的隔离开关操作组件，所述隔离开关操作组件包括多个动触头；
装设在所述第二装配法兰上的超低温盆式绝缘子，所述超低温盆式绝缘子上连接有多个隔离开关导体；
装设在所述隔离开关操作组件上的绝热端子箱，其中：通过所述隔离开关操作组件分别控制所述多个动触头的升起或下降，使位于两侧超低温盆式绝缘子上的所述隔离开关导体导通或断开。
2.如权利要求1所述的超导隔离开关，其特征在于，所述多个动触头包括：A相动触头、B相动触头及C相动触头；所述多个隔离开关导体包括：A相左导体、A相右导体、B相左导体、B相右导体、C相左导体及C相右导体，其中：
所述A相动触头分别与所述A相左导体和所述A相右导体接触，所述B相动触头分别与所述B相左导体和所述B相右导体接触，所述C相动触头分别与所述C相左导体和所述C相右导体接触，导通两侧的隔离开关导体。
3.如权利要求2所述的超导隔离开关，其特征在于，所述A相左导体、所述B相左导体及所述C相左导体呈三角状布置；所述A相右导体、所述B相右导体及所述C相右导体呈三角状布置。
4.如权利要求2所述的超导隔离开关，其特征在于，所述多个动触头和所述多个隔离开关导体分别具备液氮温度下的超导性能；
所述多个隔离开关导体的热损耗发生在动触头和导体的接触点上，及隔离开关导体与所述超低温盆式绝缘子的连接面上。
5.如权利要求1所述的超导隔离开关，其特征在于，还包括：连接在所述超低温盆式绝缘子上的金属封闭式超导输电线路。
6.如权利要求1所述的超导隔离开关，其特征在于，所述动触头包括：动触头绝缘拉杆、套接在所述动触头绝缘拉杆上的超导触指及紧固在所述动触头绝缘拉杆端头的触头逆向螺栓。
7.如权利要求6所述的超导隔离开关，其特征在于，所述动触头绝缘拉杆上设有触指安装台阶，其端部设有T4梯形螺纹；
所述超导触指采用超导带材焊接制成，其带材表面镀银。
8.如权利要求6所述的超导隔离开关，其特征在于，所述触头逆向螺栓包括：屏蔽帽、连接在所述屏蔽帽上的螺纹部及开设在所述螺纹部上的内六角孔。
9.如权利要求1所述的超导隔离开关，其特征在于，所述隔离开关导体包括：用以均匀导体根部电场的屏蔽罩、连接在所述屏蔽罩上的导电臂以及连接在所述导电臂上的用以提供导电接触面的触头孔。
10.如权利要求1所述的超导隔离开关，其特征在于，所述隔离开关本体的壁面为夹层空心结构，且在该夹层中抽真空后填充绝热珍珠岩，以保证绝热性能。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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