CN207053167U - 高压机械开关用阻容均压装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种高压机械开关用阻容均压装置，包括均压电容Cg、串联电阻R1和并联电阻Rp，所述串联电阻R1与均压电容Cg串联构成串联支路；所述并联电阻Rp与所述串联支路并联或者与所述均压电容Cg并联。本实用新型能够解决多个高速机械开关串联使用时分压不均导致绝缘击穿的技术问题。

Description

高压机械开关用阻容均压装置

技术领域

本实用新型涉及高压大容量开关领域，尤其涉及一种高压机械开关用阻容均压装置。

背景技术

随着全球能源短缺和环境污染问题的日趋严重，可再生能源的利用和开发受到了世界各国的重视，特别是风电、光伏等新能源在未来能源供给中的比例将逐步增加。但由于新能源出力的间隙性、不确定性和电力系统的消纳能力等问题，新能源的有效利用率并不高。基于常规直流及柔性直流的多端直流输电系统和直流电网技术是解决新能源并网和消纳问题的有效技术方案之一。

然而，由于直流系统的阻抗较小，相比于交流输电系统，直流系统的短路电流上升很快、故障影响面广且更加复杂，控制保护难度更大。为了保证直流电网可靠性，作为承载、开断直流网络正常电流以及各种故障电流的保护设备，高压直流断路器应能根据不同网络拓扑在发生故障后2-5ms内切除故障电流，越快越好，这给直流断路器的开断性能提出了很大的挑战。因此，具有高开断能力的快速高压直流断路器是直流电网发展的一个瓶颈，限制着高压直流电网的发展。

目前国内外研究的快速高压直流断路器主要是基于机械开关的人工过零直流断路器和基于大功率电力电子器件、机械开关结合的混合式高压直流断路器。这两种拓扑结构的高压直流断路器都必须要求高压机械开关在2-5ms内完成快速分断和承受短路电流切除过程中的系统暂态开断电压TIV。现有技术中，高压机械开关采用单断口或者双断口，为了满足故障切除后绝缘耐受能力，灭弧室触头需要在2-5ms内运动数十mm的距离，这对高压机械开关提出极高要求，现有技术很难满足快速高压直流断路器的要求。采用多断口串联技术将多个短间隙高压机械开关串联，每个断口高压机械开关的动触头在2-5ms内运动10-20mm，从而能够很好满足高压直流断路器开断故障电流过程中耐受暂态开断TIV的动态绝缘能力要求。

多个串联构成的高速机械开关，由于杂散电容的存在，使得施加在每个断口上的电压并不均分，并且不均匀程度与各个断口的布置紧密相关，这对高压直流断路器的开断极为不利，必须采取合适的均压措施提高各个断口的电压分布均匀性。

为了提高多断口高压机械开关串联时电压分布不均的问题，目前行业内主要采用以下两种方式：

方式一，如图1所示，在多个串联高压机械开关每个断口旁单纯的并联一个均压电容C。

方式二，如图2所示，在方式一的基础上，在均压电容上再并联一个避雷器T。

上述两种方式存在如下的技术缺点：

1、不能限制高压直流断路器开断过程中产生的高频暂态开断电压，作用于均压电容时产生的高频暂态电流对电容器性能影响；

2、对高频瞬态开断电压不能起到限制作用。

3、高压直流断路器故障开断后，施加在高压机械开关两端的直流耐受电压不能起到均压作用。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种高压机械开关用阻容均压装置，能够解决多个高速机械开关串联使用时分压不均导致绝缘击穿的技术问题。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型公开的高压机械开关用阻容均压装置，包括均压电容Cg、串联电阻R1和并联电阻Rp，所述串联电阻R1与均压电容Cg串联构成串联支路；所述并联电阻Rp与所述串联支路并联或者与所述均压电容Cg并联。

进一步的，所述均压电容Cg、串联电阻R1和并联电阻Rp组装在外壳中，所述外壳上设有至少两个接线端，两个接线端与串联支路的两端分别电连接，所述外壳中填充绝缘材料。

作为一种优选，所述绝缘材料为绝缘气体。

作为另一种优选，所述绝缘材料为固化有机绝缘材料。

优选的，所述均压电容Cg为1～8nF±5％；并联电阻Rp为200～400MΩ，串联电阻R1的阻值为55～100Ω。

优选的，所述并联电阻Rp的等级为：环境温度-25～55℃，允许偏差为0～5％；串联电阻R1的等级为环境温度-25～55℃，允许偏差为±5％。

优选的，所述均压电容Cg为金属化膜高压电容，所述并联电阻Rp为无感高压厚膜电阻器。

本实用新型能够解决多个高速机械开关串联使用时分压不均导致绝缘击穿的技术问题，具体的有益效果如下：

1、能够限制高压直流断路器开断过程中产生的高频暂态开断电压，避免其作用于均压电容时产生的高频暂态电流对电容器性能影响；

2、能够限制高频瞬态开断电压。

3、在高压直流断路器故障开断时，能够对施加在高压机械开关两端的直流耐受电压起到均压作用。

附图说明

图1为现有技术方式一的原理图；

图2为现有技术方式二的原理图；

图3为实施例1的原理图；

图4为实施例1的使用原理图；

图5为实施例2的原理图；

图6为实施例2的使用原理图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型进行进一步详细说明。

实施例1

如图3所示，本实施例包括均压电容Cg、串联电阻R1和并联电阻Rp，串联电阻R1与均压电容Cg串联构成串联支路；并联电阻Rp与串联支路并联。

具体使用时，如图4所示，串联支路与高压机械开关的一对触头并联；在采用多断口串联技术时，将多个串联支路分别与多个短间隙高压机械开关并联，起到均压作用。

本实施例可采用如下封装形式：

均压电容Cg、串联电阻R1和并联电阻Rp可集成组装在外壳中，外壳上设有至少两个接线端，两个接线端与串联支路的两端分别电连接，外壳中填充绝缘材料，可采用绝缘气体填充，也可采用可固化有机绝缘材料进行浸渍填充。

均压电容Cg、并联电阻Rp、串联电阻R1的技术条件如下：

均压电容Cg为1～8nF±5％；并联电阻Rp为200～400MΩ，串联电阻R1的阻值为55～100Ω；并联电阻Rp的等级为：环境温度-25～55℃，允许偏差为0～5％；串联电阻R1的等级为环境温度-25～55℃，允许偏差为±5％。均压电容Cg为金属化膜高压电容，并联电阻Rp为无感高压厚膜电阻器。

实施例2

如图5所示，本实施例包括均压电容Cg、串联电阻R1和并联电阻Rp，串联电阻R1与均压电容Cg串联构成串联支路；并联电阻Rp与均压电容Cg并联。

如图6所示，本实施例的使用方法与实施例1相同，故不赘述。

本实施例的封装形式、技术条件与实施例1相同，故不赘述。

当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.高压机械开关用阻容均压装置，其特征在于：包括均压电容Cg、串联电阻R1和并联电阻Rp，所述串联电阻R1与均压电容Cg串联构成串联支路；所述并联电阻Rp与所述串联支路并联或者与所述均压电容Cg并联。

2.根据权利要求1所述的高压机械开关用阻容均压装置，其特征在于：所述均压电容Cg、串联电阻R1和并联电阻Rp组装在外壳中，所述外壳上设有至少两个接线端，两个接线端与串联支路的两端分别电连接，所述外壳中填充绝缘材料。

3.根据权利要求2所述的高压机械开关用阻容均压装置，其特征在于：所述绝缘材料为绝缘气体。

4.根据权利要求2所述的高压机械开关用阻容均压装置，其特征在于：所述绝缘材料为固化有机绝缘材料。

5.根据权利要求1-4任一项所述的高压机械开关用阻容均压装置，其特征在于：所述均压电容Cg为1～8nF±5％；并联电阻Rp为200～400MΩ，串联电阻R1的阻值为55～100Ω。

6.根据权利要求5所述的高压机械开关用阻容均压装置，其特征在于：所述并联电阻Rp的等级为：环境温度-25～55℃，允许偏差为0～5％；串联电阻R1的等级为环境温度-25～55℃，允许偏差为±5％。

7.根据权利要求5所述的高压机械开关用阻容均压装置，其特征在于：所述均压电容Cg为金属化膜高压电容，所述并联电阻Rp为无感高压厚膜电阻器。