專利名稱：一種直流斷路器用快速開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高壓絕緣技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種直流斷路器用快速開關(guān)。
背景技術(shù)：
基于電壓源換流站(voltage source converter, VSC)的高壓直流輸電(HighVoltage Direct Current Transmission, HVDC)的進(jìn)步使構(gòu)建直流電網(wǎng)(DC-grid)成為可能。相對(duì)于交流電網(wǎng)，直流電網(wǎng)短路電流大且上升速率快，對(duì)網(wǎng)絡(luò)危害更大。因此，需要可靠的高壓直路斷路器來迅速切除故障，以避免直流電網(wǎng)的電壓解列，保證換流站的正常運(yùn)行。為了減少對(duì)換流站的擾動(dòng)，尤其是減少對(duì)沒有連接到故障點(diǎn)的電纜和輸電線路的影響，應(yīng)在幾ms內(nèi)切除故障?，F(xiàn)有的機(jī)械式高壓直流斷路器可以在數(shù)十ms內(nèi)分?jǐn)嘀绷麟娏?，因其速度慢而無法滿足可靠直流電網(wǎng)的要求。用于直流斷路器的半導(dǎo)體開關(guān)可以很容易的克服動(dòng)作速度上的限制，但其傳輸損耗較大，約占到電壓源型換流站損耗的30%。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種直流斷路器用快速開關(guān)，解決了多個(gè)隔離開關(guān)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)的動(dòng)作分散性問題，可同時(shí)安裝多個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，提供較大的驅(qū)動(dòng)力，同時(shí)簡(jiǎn)化了電磁斥力機(jī)構(gòu)使用中分合閘保持機(jī)構(gòu)的使用；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)緊湊。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案:提供一種直流斷路器用快速開關(guān)，所述快速開關(guān)包括主回路機(jī)構(gòu)、電磁斥力機(jī)構(gòu)、控制回路和緩沖保持機(jī)構(gòu)；所述主回路機(jī)構(gòu)通過電磁斥力機(jī)構(gòu)和控制回路連接，所述電磁斥力機(jī)構(gòu)通過緩沖保持機(jī)構(gòu)固定在水平面上。所述主回路機(jī)構(gòu)包括金屬封閉容器、絕緣套管、均壓電阻、隔離開關(guān)、絕緣轉(zhuǎn)軸和支架A ;所述均壓電阻、隔離開關(guān)、絕緣轉(zhuǎn)軸和支架A均置于所述金屬封閉容器內(nèi)部，所述均壓電阻與隔離開關(guān)并聯(lián)；所述隔離開關(guān)的動(dòng)觸頭固定在絕緣轉(zhuǎn)軸上；所述絕緣轉(zhuǎn)軸的一端與穿過金屬封閉容器的聯(lián)動(dòng)裝置連接；所述絕緣轉(zhuǎn)軸通過支架A支撐，所述支架A固定在金屬封閉容器底部。所述絕緣套管的個(gè)數(shù)為所述隔離開關(guān)個(gè)數(shù)的2倍，所述均壓電阻個(gè)數(shù)與隔離開關(guān)的個(gè)數(shù)相等。所述絕緣套管通過螺紋連接的方式安裝在所述金屬封閉容器的側(cè)壁上，其一端與隔離開關(guān)連接，另一端和與其串聯(lián)的絕緣套管連接。所述金屬封閉容器內(nèi)充有SF6氣體。所述電磁斥力機(jī)構(gòu)包括分閘線圈、合閘線圈a2、銅盤連桿、支架B和聯(lián)動(dòng)裝置；所述銅盤連桿包括銅盤和連桿；所述分閘線圈B1和合閘線圈a2均通過所述支架B固定，所述連桿連接所述聯(lián)動(dòng)裝置，且其從上到下依次穿過分閘線圈B1、銅盤和合閘線圈a2與所述緩沖保持機(jī)構(gòu)的分閘彈簧連接。
所述控制回路包括電子監(jiān)控模塊和放電回路；所述放電回路包括儲(chǔ)能電容，所述電子監(jiān)控模塊通過放電回路連接所述電磁斥力機(jī)構(gòu)。所述緩沖保持機(jī)構(gòu)包括緩沖膠墊、分閘彈簧和底座；所述緩沖膠墊置于所述金屬封閉容器內(nèi)壁，所述分閘彈簧通過底座固定在水平面上。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于:I)采用多斷口隔離開關(guān)串聯(lián)以承受較高電壓等級(jí)；2)解決了多個(gè)隔離開關(guān)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)的動(dòng)作分散性問題；3)可同時(shí)安裝多個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，提供較大的驅(qū)動(dòng)力；4)簡(jiǎn)化了電磁斥力機(jī)構(gòu)使用中分合閘保持機(jī)構(gòu)的使用；5)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，采用SF6絕緣介質(zhì)，使結(jié)構(gòu)更緊湊；6)將本發(fā)明提供的快速開關(guān)串聯(lián)使用即可應(yīng)用于更高電壓等級(jí)的高壓直流斷路器中，用于快速分合閘。


圖1是直流斷路器用快速開關(guān)的結(jié)構(gòu)圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例中聯(lián)動(dòng)裝置受力分析圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例中隔離開關(guān)和均壓電阻并聯(lián)示意圖；其中，1-電子監(jiān)控模塊，2-聯(lián)動(dòng)裝置，3-金屬封閉容器，4-隔離開關(guān)，5-絕緣套管，6-絕緣轉(zhuǎn)軸，7-連桿，8-分閘線圈al，9-合閘線圈a2，10-分閘彈簧，11-底座，12-銅盤，13-儲(chǔ)能電容。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。如圖1，提供一種直流斷路器用快速開關(guān)，所述快速開關(guān)包括主回路機(jī)構(gòu)、電磁斥力機(jī)構(gòu)、控制回路和緩沖保持機(jī)構(gòu)；所述主回路機(jī)構(gòu)通過電磁斥力機(jī)構(gòu)和控制回路連接，所述電磁斥力機(jī)構(gòu)通過緩沖保持機(jī)構(gòu)固定在水平面上。所述主回路機(jī)構(gòu)包括金屬封閉容器3、絕緣套管5、均壓電阻、隔離開關(guān)4、絕緣轉(zhuǎn)軸6和支架A ;所述、隔離開關(guān)4、絕緣轉(zhuǎn)軸6和支架A均置于所述金屬封閉容器3內(nèi)部，所述均壓電阻與隔離開關(guān)4并聯(lián)；所述隔離開關(guān)4的動(dòng)觸頭固定在絕緣轉(zhuǎn)軸6上；所述絕緣轉(zhuǎn)軸6的一端與穿過金屬封閉容器3的聯(lián)動(dòng)裝置2連接；所述絕緣轉(zhuǎn)軸6通過支架A支撐，所述支架A固定在金屬封閉容器3底部。所述絕緣套管5的個(gè)數(shù)為所述隔離開關(guān)4個(gè)數(shù)的2倍，所述均壓電阻個(gè)數(shù)與隔離開關(guān)4的個(gè)數(shù)相等。所述絕緣套管5通過螺紋連接的方式安裝在所述金屬封閉容器3的側(cè)壁上，其一端與隔離開關(guān)4連接，另一端和與其串聯(lián)的絕緣套管5連接。所述金屬封閉容器3內(nèi)充有SF6氣體。所述電磁斥力機(jī)構(gòu)包括分閘線圈&18、合閘線圈a29、銅盤連桿、支架B和聯(lián)動(dòng)裝置2 ;所述銅盤連桿包括銅盤12和連桿7 ;所述分閘線圈a#和合閘線圈a29均通過所述支架B固定，所述連桿7連接所述聯(lián)動(dòng)裝置2，且其從上到下依次穿過分閘線圈&18、銅盤12和合閘線圈a29與所述緩沖保持機(jī)構(gòu)的分閘彈簧10連接。所述控制回路包括電子監(jiān)控模塊I和放電回路；所述放電回路包括儲(chǔ)能電容13，所述電子監(jiān)控模塊I通過放電回路連接所述電磁斥力機(jī)構(gòu)。電子監(jiān)控模塊I包括電流互感器、單片機(jī)和光控開關(guān)，采用單片機(jī)采集電流和控制，光控開關(guān)串聯(lián)在放電回路里，以控制儲(chǔ)能電容13放電。所述緩沖保持機(jī)構(gòu)包括緩沖膠墊、分閘彈簧10和底座11 ;所述緩沖膠墊置于所述金屬封閉容器3內(nèi)壁，所述分閘彈簧10通過底座11固定在水平面上。本發(fā)明提供的直流斷路器用快速開關(guān)工作過程為:A、正常導(dǎo)通時(shí)，隔離開關(guān)4閉合，其動(dòng)觸頭固定于絕緣轉(zhuǎn)軸6上，串聯(lián)在電路中。B、需要電路開斷時(shí)，首先觸發(fā)導(dǎo)通儲(chǔ)能電容13的放電回路，儲(chǔ)能電容13向分閘線圈a#放電產(chǎn)生持續(xù)幾ms的脈沖電流。C、銅盤12因感應(yīng)渦流而受到電磁斥力F1作用運(yùn)動(dòng)，同時(shí)迅速帶動(dòng)聯(lián)動(dòng)裝置2，觸頭壓力為F2,如圖2所示。在幾ms時(shí)間內(nèi)電磁斥力產(chǎn)生較小行程L1,因其聯(lián)動(dòng)裝置2使得隔離開關(guān)4觸頭間形成較大開距L2,以耐受較高電壓。D、金屬封閉容器3內(nèi)安裝緩沖膠墊使絕緣轉(zhuǎn)軸6減速，分閘彈簧10提供分閘保持力，完成分閘。隔離開關(guān)4并聯(lián)均壓電阻，使各斷口均勻承壓，如圖3所示，R表示均壓電阻，k表不隔尚開關(guān)。E、合閘時(shí)，合閘線圈a29受到脈沖電流作用，產(chǎn)生的電磁斥力使得隔離開關(guān)4閉合，金屬封閉容器3內(nèi)安裝緩沖膠墊使絕緣轉(zhuǎn)軸6減速，同時(shí)觸頭間的壓力提供了合閘保持力，完成合閘。最后應(yīng)當(dāng)說明的是:以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制，盡管參照上述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:依然可以對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行修改或者等同替換，而未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種直流斷路器用快速開關(guān)，其特征在于:所述快速開關(guān)包括主回路機(jī)構(gòu)、電磁斥力機(jī)構(gòu)、控制回路和緩沖保持機(jī)構(gòu)；所述主回路機(jī)構(gòu)通過電磁斥力機(jī)構(gòu)和控制回路連接，所述電磁斥力機(jī)構(gòu)通過緩沖保持機(jī)構(gòu)固定在水平面上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流斷路器用快速開關(guān)，其特征在于:所述主回路機(jī)構(gòu)包括金屬封閉容器、絕緣套管、均壓電阻、隔離開關(guān)、絕緣轉(zhuǎn)軸和支架A ;所述隔離開關(guān)、絕緣轉(zhuǎn)軸和支架A均置于所述金屬封閉容器內(nèi)部，所述均壓電阻與隔離開關(guān)并聯(lián)；所述隔離開關(guān)的動(dòng)觸頭固定在絕緣轉(zhuǎn)軸上；所述絕緣轉(zhuǎn)軸的一端與穿過金屬封閉容器的聯(lián)動(dòng)裝置連接；所述絕緣轉(zhuǎn)軸通過支架A支撐，所述支架A固定在金屬封閉容器底部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的直流斷路器用快速開關(guān)，其特征在于:所述絕緣套管的個(gè)數(shù)為所述隔離開關(guān)個(gè)數(shù)的2倍，所述均壓電阻個(gè)數(shù)與隔離開關(guān)的個(gè)數(shù)相等。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的直流斷路器用快速開關(guān)，其特征在于:所述絕緣套管通過螺紋連接的方式安裝在所述金屬封閉容器的側(cè)壁上，其一端與隔離開關(guān)連接，另一端和與其串聯(lián)的絕緣套管連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的直流斷路器用快速開關(guān)，其特征在于:所述金屬封閉容器內(nèi)充有SF6氣體。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流斷路器用快速開關(guān)，其特征在于:所述電磁斥力機(jī)構(gòu)包括分閘線圈B1、合閘線圈a2、銅盤連桿、支架B和聯(lián)動(dòng)裝置；所述銅盤連桿包括銅盤和連桿；所述分閘線圈和合閘線圈a2均通過所述支架B固定，所述連桿連接所述聯(lián)動(dòng)裝置，且其從上到下依次穿過分閘線圈B1、銅盤和合閘線圈a2與所述緩沖保持機(jī)構(gòu)的分閘彈簧連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流斷路器用快速開關(guān)，其特征在于:所述控制回路包括電子監(jiān)控模塊和放電回路；所述放電回路包括儲(chǔ)能電容，所述電子監(jiān)控模塊通過放電回路連接所述電磁斥力機(jī)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流斷路器用快速開關(guān)，其特征在于:所述緩沖保持機(jī)構(gòu)包括緩沖膠墊、分閘彈簧和底座；所述緩沖膠墊置于所述金屬封閉容器內(nèi)壁，所述分閘彈簧通過底座固定在水平面上。
全文摘要
本發(fā)明提供一種直流斷路器用快速開關(guān)，所述快速開關(guān)包括主回路機(jī)構(gòu)、電磁斥力機(jī)構(gòu)、控制回路和緩沖保持機(jī)構(gòu)；所述主回路機(jī)構(gòu)通過電磁斥力機(jī)構(gòu)和控制回路連接，所述電磁斥力機(jī)構(gòu)通過緩沖保持機(jī)構(gòu)固定在水平面上。解決了多個(gè)隔離開關(guān)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)的動(dòng)作分散性問題，可同時(shí)安裝多個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，提供較大的驅(qū)動(dòng)力，同時(shí)簡(jiǎn)化了電磁斥力機(jī)構(gòu)使用中分合閘保持機(jī)構(gòu)的使用；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)緊湊。
文檔編號(hào)H01H33/38GK103117188SQ20131001800
公開日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2013年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月17日
發(fā)明者邱宇峰, 張寧, 羅湘, 劉遠(yuǎn), 周萬迪 申請(qǐng)人:國網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院, 中電普瑞電力工程有限公司, 國家電網(wǎng)公司