一種高壓直流開斷實驗裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高壓直流開斷實驗裝置。
【背景技術】
[0002]高壓直流輸電系統(tǒng)中，某些運行方式的轉換和故障的切除需要采用直流轉換開關，而直流電流沒有過零點，所以開斷直流電流必須強迫過零。但當直流電流強迫過零時，由于直流系統(tǒng)儲存著巨大的能量要釋放出來，釋放出的能量會在回路上產生過電壓，引起斷口間的電弧重燃，以致造成開斷失敗。我國已建的高壓直流換流站中采用的直流轉換開關均由三部分組成:1.由交流斷路器改造而成的轉換開關；2.以形成電流過零點為目的的振蕩回路；3.以吸收直流回路中儲存的能量為目的的耗能元件。振蕩回路和耗能元件成本車父尚，現(xiàn)有的直流轉換開關結構復雜，制造以及維護成本$父尚。提尚尚壓直流開關的快速開斷性能、降低制造成本，是高壓開關的發(fā)展方向。高壓開關的開斷可靠性由哪些因素制約，還需要研究。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種高壓直流開斷實驗裝置，以分析影響電弧參數(shù)的數(shù)據(jù)、發(fā)現(xiàn)電弧的發(fā)生規(guī)律，進一步可以指導開關結構的優(yōu)化設計。
[0004]為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明高壓直流開斷實驗裝置的技術方案如下:高壓直流開斷實驗裝置，包括裝置本體及位于裝置本體內的觸頭組件，觸頭組件包括上下設置有靜弧觸頭、動弧觸頭，所述實驗裝置還包括驅動所述靜弧觸頭、動弧觸頭進行分合閘的操動機構，所述裝置本體具有供所述動弧觸頭運動的腔體，所述靜弧觸頭、動弧觸頭上分別連接有施加電壓端，通過施加電壓端施加電壓使靜弧觸頭、動弧觸頭在合閘時形成閉合回路，裝置本體外側壁上設有用于觀察所述靜弧觸頭、動弧觸頭在分閘時產生的電弧的觀察窗。
[0005]裝置本體上設有用于采集電弧的相應數(shù)據(jù)的測量裝置。
[0006]測量裝置包括測量蓋板及溫度傳感器、氣體壓力傳感器，測量蓋板上設有對應的溫度傳感器出線端及氣體壓力傳感器出線端。
[0007]裝置本體呈沿上下方向延伸的筒狀，所述裝置本體側壁上沿徑向凸設有測量筒，所述測量筒具有連通裝置本體的腔體的、用于放置所述溫度傳感器、氣體壓力傳感器的安裝空間，所述測量蓋板連接在所述測量筒上。
[0008]觸頭組件由靜弧觸頭、動弧觸頭組成。
[0009]操動機構為電機驅動操動機構，電機驅動操動機構包括伺服電機及位于伺服電機與動弧觸頭之間的傳動機構。
[0010]伺服電機的輸出軸的軸線與所述動弧觸頭的運動方向垂直。
[0011]裝置本體上于所述靜弧觸頭與動弧觸頭之間設有防爆片。
[0012]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明提供的高壓直流開斷實驗裝置，可以模擬動弧觸頭、靜弧觸頭的分合閘過程，通過改變驅動動弧觸頭的操動機構的參數(shù)，可以改變動弧觸頭的運動速度，就可通過設于裝置本體上的觀察窗觀察在不同分閘速度下的電弧形態(tài)，找出電弧的發(fā)生規(guī)律，進一步指導開關結構的優(yōu)化設計。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明高壓直流開斷實驗裝置實施例的結構示意圖；
圖2是圖1中的裝置本體的結構示意圖；
圖3是本發(fā)明高壓直流開斷實驗裝置中的操動機構的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0014]本發(fā)明一種高壓直流開斷實驗裝置的實施例:如圖1-3所示，高壓直流開斷實驗裝置包括支架5及設于支架5上的裝置本體6，裝置本體6呈沿上下方向延伸的筒狀，裝置本體6內設有觸頭組件，觸頭組件包括上下設置有靜弧觸頭8、動弧觸頭9，裝置本體6具有供動弧觸頭9運動的腔體。本實驗裝置還包括驅動靜弧觸頭8、動弧觸頭9進行分合閘的電機驅動操動機構。裝置本體上設有兩個施加電壓端以使靜弧觸頭、動弧觸頭在合閘時形成閉合回路，一個是位于裝置本體的上端的施加電壓端1，另一個是位于裝置本體的側壁上的施加電壓端3。裝置本體6外側壁上設有用于觀察靜弧觸頭8、動弧觸頭9在分閘時產生的電弧的觀察窗2，裝置本體6上于施加電壓端的上方凸設有觀察孔，觀察孔的外端安裝有蓋板14，蓋板14的材料采用丙烯酸，透光率達到90%以上，能夠耐受電弧發(fā)生時裝置本體內產生的瞬時壓力沖擊?？墒褂酶咚贁z像機拍攝電弧的形態(tài)。
[0015]裝置本體6上于施加電壓端3的相對的一側設有用于采集電弧的相應數(shù)據(jù)的測量裝置，測量裝置包括測量蓋板13及溫度傳感器、氣體壓力傳感器，測量蓋板13上設有對應的溫度傳感器出線端11及氣體壓力傳感器出線端12。裝置本體6側壁上沿徑向凸設有測量筒10，測量筒10具有連通裝置本體的腔體的、用于放置溫度傳感器、氣體壓力傳感器的安裝空間，測量蓋板13連接在測量筒10上。
[0016]操動機構為電機驅動操動機構，電機驅動操動機構包括伺服電機4及位于伺服電機4與動弧觸頭之間的傳動機構。傳動機構包括拐臂19、絕緣拉桿18，絕緣拉桿可帶動壓氣缸上下動作，壓氣缸包括缸體和活塞17。壓氣缸16上連接有噴口 15。伺服電機的輸出軸的軸線與動弧觸頭的運動方向垂直。在本實施例中，之所以采用伺服電機4作為動力源，是考慮到采用常用的彈簧操動機構，受到彈簧機構自身特點的限制，無法實現(xiàn)對斷口開距、分合閘速度的調整，不能對電弧電壓、電流形態(tài)的影響因素進行全面的研究。采用伺服電機，可以調整電機輸出軸的轉速及旋轉角度，通過傳動系統(tǒng)實現(xiàn)對分合閘速度和斷口開距的調節(jié)。通過改變開距和分合閘速度來改變電弧溫度和形態(tài)，從而獲得更多的影響電弧參數(shù)的數(shù)據(jù)，有利于尋找電弧的發(fā)生規(guī)律和優(yōu)化開關的結構設計。在其它實施例中，也可采用斷路器中常用的彈簧操動機構作為操動機構。
[0017]為了試驗的安全性考慮，裝置本體上于靜弧觸頭與動弧觸頭之間設有防爆片7，在裝置本體內的氣體壓力過大時，防爆片優(yōu)先爆裂，釋放裝置本體內的壓力。
[0018]在本實施例中，通過設置測量筒，使得相應的傳感器的安裝更加方便，也更安全。在其它實施例中，也可直接在裝置本體上設置相應的用于安裝傳感器的嵌入件，或者也將測量裝置設置成盒狀，測量裝置本身具有用于放置相應的傳感器的安裝空間，并在測量裝置上預留對應的傳感器出線端，以便與外界的數(shù)據(jù)采集裝置連接。
[0019]在本實施例中，觸頭組件由靜弧觸頭、動弧觸頭組成，簡化了斷口結構，減少了動、靜主觸頭，通過動、靜弧觸頭的開斷產生電弧，這樣就減輕了動弧觸頭運動組件的質量，同時減小了動、靜主觸頭間的摩擦力，在一定程度上提高了動弧觸頭組件的運動速度，從而提高了分合閘速度。在其它實施例中，也可采用斷路器中常采用的觸頭組件，包括動觸頭、靜觸頭。
[0020]進一步地，通過增加拐臂19、壓氣缸16以及活塞17的長度，增大了觸頭的最大開距，也即增加了動弧觸頭組件的有效運動距離，有利于對分合閘速度以及開距的調整。
【主權項】
1.一種高壓直流開斷實驗裝置，其特征在于:包括裝置本體及位于裝置本體內的觸頭組件，觸頭組件包括上下設置有靜弧觸頭、動弧觸頭，所述實驗裝置還包括驅動所述靜弧觸頭、動弧觸頭進行分合閘的操動機構，所述裝置本體具有供所述動弧觸頭運動的腔體，所述靜弧觸頭、動弧觸頭上分別連接有施加電壓端，通過施加電壓端施加電壓使靜弧觸頭、動弧觸頭在合閘時形成閉合回路，裝置本體外側壁上設有用于觀察所述靜弧觸頭、動弧觸頭在分閘時產生的電弧的觀察窗。2.根據(jù)權利要求1所述的高壓直流開斷實驗裝置，其特征在于:所述裝置本體上設有用于采集電弧的相應數(shù)據(jù)的測量裝置。3.根據(jù)權利要求2所述的高壓直流開斷實驗裝置，其特征在于:所述測量裝置包括測量蓋板及溫度傳感器、氣體壓力傳感器，測量蓋板上設有對應的溫度傳感器出線端及氣體壓力傳感器出線端。4.根據(jù)權利要求3所述的高壓直流開斷實驗裝置，其特征在于:所述裝置本體呈沿上下方向延伸的筒狀，所述裝置本體側壁上沿徑向凸設有測量筒，所述測量筒具有連通裝置本體的腔體的、用于放置所述溫度傳感器、氣體壓力傳感器的安裝空間，所述測量蓋板連接在所述測量筒上。5.根據(jù)權利要求1所述的高壓直流開斷實驗裝置，其特征在于:所述觸頭組件由靜弧觸頭、動弧觸頭組成。6.根據(jù)權利要求1所述的高壓直流開斷實驗裝置，其特征在于:所述操動機構為電機驅動操動機構，電機驅動操動機構包括伺服電機及位于伺服電機與動弧觸頭之間的傳動機構。7.根據(jù)權利要求6所述的高壓直流開斷實驗裝置，其特征在于:所述伺服電機的輸出軸的軸線與所述動弧觸頭的運動方向垂直。8.根據(jù)權利要求1至7任意一項所述的高壓直流開斷實驗裝置，其特征在于:所述裝置本體上于所述靜弧觸頭與動弧觸頭之間設有防爆片。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高壓直流開斷實驗裝置，該實驗裝置包括裝置本體及位于裝置本體內的上下設置有靜弧觸頭、動弧觸頭，實驗裝置還包括驅動動、靜弧觸頭進行分合閘的操動機構，靜弧觸頭、動弧觸頭上分別連接有施加電壓端，裝置本體外側壁上設有用于觀察所述靜弧觸頭、動弧觸頭在分閘時產生的電弧的觀察窗。本發(fā)明提供的高壓直流開斷實驗裝置可以模擬動弧觸頭、靜弧觸頭的分合閘過程，通過改變驅動動弧觸頭的操動機構的參數(shù)，可以改變動弧觸頭的運動速度，就可通過設于裝置本體上的觀察窗觀察在不同分閘速度下的電弧形態(tài)，找出電弧的發(fā)生規(guī)律，進一步指導開關結構的優(yōu)化設計。
【IPC分類】G01R31/327
【公開號】CN105259501
【申請?zhí)枴緾N201510735360
【發(fā)明人】張豪, 郭煜敬, 林生軍, 王之軍, 張博, 劉亞培
【申請人】平高集團有限公司, 國家電網(wǎng)公司
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年11月3日