快速高壓開關(guān)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于高壓電器領(lǐng)域的可用于中高壓快速分合閘應(yīng)用場合的快速高壓開關(guān)。
【背景技術(shù)】
[0002]為提升輸配電能力，電力系統(tǒng)一直在向高壓發(fā)展，而當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障時故障電流上升快，如果不及時開斷故障會對系統(tǒng)、設(shè)備以及人員造成危害。為降低短路故障對電網(wǎng)造成的危害，可采用分、合閘速度快的開關(guān)快速切除故障電流，或者采用快速高壓開關(guān)在短路線路中投入限流電抗器抑制故障電流等措施。因?yàn)槎搪冯娏饕话阍诘谝粋€半周波，S卩10ms內(nèi)就會上升到最大值，因此上述采取的措施對開關(guān)的分、合閘速度要求很高，一般需要其在3ms內(nèi)分閘。同時，對開關(guān)的耐壓能力也有很高的要求，開斷斷口必須能夠承受電流過零后的暫態(tài)恢復(fù)過電壓。
[0003]目前傳統(tǒng)開關(guān)的分合閘時間一般都在數(shù)十個毫秒，時間上不能滿足快速分合閘的要求。
[0004]基于前述需求，本案由此產(chǎn)生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于，提供快速高壓開關(guān)，能夠在3ms內(nèi)快速實(shí)現(xiàn)分、合閘動作，并且能夠承受高壓，可快速切除故障電流或抑制故障電流上升，為電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是:快速高壓開關(guān)，其特征在于:包括N只真空滅弧室、N套電磁斥力操作機(jī)構(gòu)和1套儲能及觸發(fā)單元，N為大于等于2的自然數(shù);所述N只真空滅弧室依次串聯(lián)連接，每只真空滅弧室的動觸頭連接1套電磁斥力操作機(jī)構(gòu)的絕緣拉桿;N套電磁斥力機(jī)構(gòu)的分閘線圈依次串聯(lián)后又與儲能及觸發(fā)單元串聯(lián)，形成閉環(huán)回路;N套電磁斥力機(jī)構(gòu)的合閘線圈也依次串聯(lián)后又與儲能及觸發(fā)單元串聯(lián)，也形成閉環(huán)回路。
[0007]進(jìn)一步的，所述電磁斥力機(jī)構(gòu)由絕緣拉桿、分閘線圈、合閘線圈、斥力盤、金屬連桿、雙穩(wěn)態(tài)碟簧和緩沖墊構(gòu)成;絕緣拉桿底部與金屬連桿連接，金屬連桿穿過斥力盤并與斥力盤固定連接，斥力盤處于分閘線圈與合閘線圈中間，雙穩(wěn)態(tài)碟簧與金屬連桿固定連接，緩沖墊安裝于金屬連桿底部。
[0008]進(jìn)一步的，所述儲能及觸發(fā)單元由分閘儲能電容、分閘觸發(fā)開關(guān)、分閘續(xù)流二極管、合閘儲能電容、合閘觸發(fā)開關(guān)、合閘續(xù)流二極管構(gòu)成;分閘儲能電容和合閘儲能電容用于外接充電設(shè)備，分閘續(xù)流二極管、合閘續(xù)流二極管分別與電磁斥力機(jī)構(gòu)的分閘線圈和合閘線圈連接。
[0009]采用上述方案后，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0010]1、能夠在3ms內(nèi)快速實(shí)現(xiàn)分、合閘動作，并且能夠承受高壓，可快速切除故障電流或抑制故障電流上升，為電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供保障；
[0011]2、根據(jù)電壓等級，真空滅弧室串聯(lián)數(shù)量可進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，配置靈活；
[0012]3、采用電磁斥力操作機(jī)構(gòu)，分、合閘速度快，機(jī)構(gòu)簡單、易于實(shí)現(xiàn)；
[0013]4、多組電磁斥力機(jī)構(gòu)分閘線圈相互串聯(lián)，合閘線圈也相互串聯(lián)，只由1套儲能及觸發(fā)單元控制，分、合閘同期性好，控制簡單，成本低。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明快速高壓開關(guān)的原理圖
[0015]其中1為真空滅弧室，Ι-a為真空滅弧室靜觸頭，Ι-b為真空滅弧室動觸頭，2為電磁斥力操作機(jī)構(gòu)，2-a為絕緣拉桿，2-b為分閘線圈，2-c為斥力盤，2_d為合閘線圈，2_e為雙穩(wěn)態(tài)碟簧，2-f為金屬連桿，2-g為緩沖墊，3為儲能及觸發(fā)單元，3-al為分閘儲能電容，3_a2為合閘儲能電容，3-bl分閘觸發(fā)開關(guān)，3-b2合閘觸發(fā)開關(guān)，3-cl分閘續(xù)流二極管，3-c2合閘續(xù)流二極管。
【具體實(shí)施方式】
[0016]以下將結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0017]如圖1所示，本快速高壓開關(guān)包括3組真空滅弧室(1)，3組電磁斥力操作機(jī)構(gòu)(2)以及1套儲能及觸發(fā)單元(3)。3組真空滅弧室相互串聯(lián)連接，形成多斷口的開距，起到高壓絕緣作用，可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場合的電壓等級增加或減少真空滅弧室數(shù)量，靈活配置。每1組真空滅弧室的動觸頭(Ι-b)與1組電磁斥力操作機(jī)構(gòu)(2)的絕緣拉桿(2-a)上端連接，電磁斥力操作機(jī)構(gòu)的數(shù)量與真空滅弧室數(shù)量相同。3組電磁斥力操作機(jī)構(gòu)(2)的分閘線圈(2-b)相互串聯(lián)，合閘線圈(2-d)也相互串聯(lián)，并分別與儲能及觸發(fā)單元連接，由1套儲能及觸發(fā)單元進(jìn)行分、合閘控制。
[0018]電磁斥力操作機(jī)構(gòu)(2)包括絕緣拉桿(2-a)、分閘線圈(2-b)、斥力盤(2-c)、合閘線圈(2-d)、雙穩(wěn)態(tài)碟簧(2-e)、金屬連桿(2-f)和緩沖墊(2-g)。絕緣拉桿(2-a)上部連接真空滅弧室的動觸頭，下部連接金屬連桿(2-f)，金屬連桿(2-f)穿過斥力盤(2-c)，并與斥力盤(2-c)固定，斥力盤(2-c)處于分閘線圈(2-b)與合閘線圈(2-d)中間。雙穩(wěn)態(tài)碟簧與金屬碟簧固定，并保持一定的預(yù)壓縮，為真空滅弧室觸頭提供合位、分位時所需要保持力。緩沖墊(2-g)位于金屬連桿(2-f)底部，開關(guān)分閘時緩沖運(yùn)動部件的動能，防止反彈過大，造成分閘失敗。
[0019]儲能及觸發(fā)單元(3)包括分閘儲能電容(3-al)，合閘儲能電容(3_a2)，分閘觸發(fā)開關(guān)(3-bl)，合閘觸發(fā)開關(guān)(3-b2)，分閘續(xù)流二極管(3-cl)，合閘續(xù)流二極管(3-c2)。分閘、合閘儲能電容(3-al)、(3_a2)分別接外部充電設(shè)備，并分別與分閘、合閘觸發(fā)開關(guān)(3_bl)、(3_b2)，以及上述電磁斥力操作機(jī)構(gòu)(2)中串聯(lián)的分閘、合閘線圈(2-b)、(2-d)連接，分閘、合閘續(xù)流二極管(3-cl)、(3-c2)分別與電磁斥力操作機(jī)構(gòu)(2)中串聯(lián)的分閘、合閘線圈(2-b)、(2-d)并聯(lián)連接。
[0020]分閘、合閘儲能電容(3-al)、(3_a2)由外部充電設(shè)備充電完成充電，當(dāng)分閘觸發(fā)開關(guān)(3-bl)接到分閘命令后導(dǎo)通，使得分閘儲能電容(3-al)對電磁斥力操作機(jī)構(gòu)(2)中3組串聯(lián)的分閘線圈放電，3組線圈中同時產(chǎn)生脈沖電流，并且在3個斥力盤(2-c)中產(chǎn)生方向相反的感應(yīng)渦流，線圈中的脈沖電流的磁場與感應(yīng)渦流的磁場相互作用，產(chǎn)生斥力，使得斥力盤(2-c)帶動金屬連桿(2-f)、絕緣拉桿(2-a)以及真空滅弧室的動觸頭(Ι-b)向下運(yùn)動，完成分閘動作。
[0021]當(dāng)合閘觸發(fā)開關(guān)(3_b2)接到合閘命令后導(dǎo)通，使得合閘儲能電容(3_a2)對電磁斥力操作機(jī)構(gòu)(2)中3組串聯(lián)的合閘線圈(2-d)放電，3組線圈中同時產(chǎn)生脈沖電流，并且在3個斥力盤(2-c)中產(chǎn)生方向相反的感應(yīng)渦流，線圈中的脈沖電流的磁場與感應(yīng)渦流的磁場相互作用，產(chǎn)生斥力，使得斥力盤(2-c)帶動金屬連桿(2-f)、絕緣拉桿(2-a)以及真空滅弧室的動觸頭(1 _b)向上運(yùn)動，完成合閘動作。
[0022]為了降低分、合閘時間，分閘、合閘觸發(fā)開關(guān)(3-bl)、(3_b2)的延時應(yīng)盡量小，可以是晶閘管、IGBT等可靠型半導(dǎo)體器件，也可以是真空觸發(fā)開關(guān)等導(dǎo)通速度極快的設(shè)備。
[0023]以上實(shí)施例僅為說明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動，均落入本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.快速高壓開關(guān)，其特征在于:包括N只真空滅弧室、N套電磁斥力操作機(jī)構(gòu)和1套儲能及觸發(fā)單元，N為大于等于2的自然數(shù);所述N只真空滅弧室依次串聯(lián)連接，每只真空滅弧室的動觸頭連接1套電磁斥力操作機(jī)構(gòu)的絕緣拉桿;N套電磁斥力機(jī)構(gòu)的分閘線圈依次串聯(lián)后又與儲能及觸發(fā)單元串聯(lián)，形成閉環(huán)回路;N套電磁斥力機(jī)構(gòu)的合閘線圈也依次串聯(lián)后又與儲能及觸發(fā)單元串聯(lián)，也形成閉環(huán)回路。2.如權(quán)利要求1所述的快速高壓開關(guān)，其特征在于:所述電磁斥力機(jī)構(gòu)由絕緣拉桿、分閘線圈、合閘線圈、斥力盤、金屬連桿、雙穩(wěn)態(tài)碟簧和緩沖墊構(gòu)成;絕緣拉桿底部與金屬連桿連接，金屬連桿穿過斥力盤并與斥力盤固定連接，斥力盤處于分閘線圈與合閘線圈中間，雙穩(wěn)態(tài)碟簧與金屬連桿固定連接，緩沖墊安裝于金屬連桿底部。3.如權(quán)利要求1所述的快速高壓開關(guān)，其特征在于:所述儲能及觸發(fā)單元由分閘儲能電容、分閘觸發(fā)開關(guān)、分閘續(xù)流二極管、合閘儲能電容、合閘觸發(fā)開關(guān)、合閘續(xù)流二極管構(gòu)成；分閘儲能電容和合閘儲能電容用于外接充電設(shè)備，分閘續(xù)流二極管、合閘續(xù)流二極管分別與電磁斥力機(jī)構(gòu)的分閘線圈和合閘線圈連接。
【專利摘要】本發(fā)明提出了快速高壓開關(guān)，包括N只真空滅弧室、N套電磁斥力操作機(jī)構(gòu)和1套儲能及觸發(fā)單元；N只真空滅弧室相互串聯(lián)，每只真空滅弧室連接1套電磁斥力操作機(jī)構(gòu)，N套電磁斥力操作機(jī)構(gòu)由1套儲能及觸發(fā)單元控制分、合閘動作。本快速高壓開關(guān)經(jīng)多斷口串聯(lián)，增加了絕緣斷口開距，可承受更高電壓。且只由1套儲能觸發(fā)機(jī)構(gòu)控制，分、合閘同步性高，整體分、合閘時間不變。
【IPC分類】H01H33/666
【公開號】CN105470041
【申請?zhí)枴緾N201510938768
【發(fā)明人】黃曉明, 陸翌, 裘鵬, 華文, 王松, 楊濤, 楊勇, 謝曄源, 楊浩, 呂瑋, 楊兵, 王宇, 石巍, 劉彬
【申請人】國網(wǎng)浙江省電力公司電力科學(xué)研究院, 南京南瑞繼保電氣有限公司
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2015年12月16日