專利名稱：提高特高壓交流敞開式隔離開關(guān)轉(zhuǎn)換電流開合能力的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于特高壓輸電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種提高特高壓敞開式交流隔離開關(guān) 轉(zhuǎn)換電流開合能力的方法。
背景技術(shù)：
為了提高特高壓輸電線路的輸送能力，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，需要在線路上裝設(shè)特高 壓串補(bǔ)裝置，并聯(lián)隔離開關(guān)用于串補(bǔ)裝置運(yùn)行方式的倒換，是重要的操作設(shè)備，通常采用 敞開式交流隔離開關(guān)。特高壓串補(bǔ)用并聯(lián)隔離開關(guān)要求轉(zhuǎn)換電流開合能力滿足轉(zhuǎn)換電流 6300A、轉(zhuǎn)換電壓6000V。按照現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，常規(guī)隔離開關(guān)轉(zhuǎn)換電流開合能力最高參數(shù)為轉(zhuǎn)換電 流1600A、轉(zhuǎn)換電壓400V，根本無(wú)法直接滿足并聯(lián)隔離開關(guān)使用需求，需要尋找提高轉(zhuǎn)換電 流開合能力的方法。提高隔離開關(guān)轉(zhuǎn)換電流開合能力的常規(guī)方法是通過拉長(zhǎng)電弧來提高熄弧能力，并 通過采用耐電弧燒蝕材料做成的弧觸頭引弧以減輕電弧燒蝕的危害，提高轉(zhuǎn)換電流開合能 力有限，很難滿足并聯(lián)隔離開關(guān)高轉(zhuǎn)換電流開合的要求。提高隔離開關(guān)轉(zhuǎn)換電流開合能力的常規(guī)方法技術(shù)缺點(diǎn) 靠拉長(zhǎng)空氣電弧來熄弧，開斷能力非常有限，而且受環(huán)境條件影響很大； 會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的敞開空氣電弧，其燒蝕和擴(kuò)散會(huì)對(duì)開關(guān)設(shè)備及其周圍設(shè)備安全運(yùn) 行造成嚴(yán)重影響。 提高開合能力有限，只能滿足現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最高參數(shù)轉(zhuǎn)換電流1600A、轉(zhuǎn)換 電壓400V，無(wú)法滿足并聯(lián)隔離開關(guān)轉(zhuǎn)換電流6300A、轉(zhuǎn)換電壓6000V的轉(zhuǎn)換電流開合要求。本發(fā)明提出一種新的提高隔離開關(guān)轉(zhuǎn)換電流開合能力的方法，即通過在主觸頭上 加裝輔助回路開合轉(zhuǎn)換電流，并且利用隔離開關(guān)主導(dǎo)電桿操作，能夠大幅度提高隔離開關(guān) 的轉(zhuǎn)換電流開合能力，滿足并聯(lián)隔離開關(guān)的使用需求。本發(fā)明提出的提高隔離開關(guān)轉(zhuǎn)換電流開合能力的方法以前無(wú)相似的技術(shù)方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種新的提高隔離開關(guān)轉(zhuǎn)換電流開合能力的方法，即通過在主觸頭上 加裝輔助回路開合轉(zhuǎn)換電流，并利用隔離開關(guān)主導(dǎo)電桿操作，能夠大幅度提高隔離開關(guān)的 轉(zhuǎn)換電流開合能力，滿足并聯(lián)隔離開關(guān)的使用需求。本發(fā)明的一種提高特高壓交流敞開式隔離開關(guān)轉(zhuǎn)換電流開合能力的方法，其特征 在于通過在主觸頭上加裝輔助回路開合轉(zhuǎn)換電流，并利用隔離開關(guān)主導(dǎo)電桿操作，能 夠大幅度提高隔離開關(guān)的轉(zhuǎn)換電流開合能力；包括以下步驟1)隔離開關(guān)關(guān)合過程(1)在隔離開關(guān)關(guān)合之前，主觸頭是斷開狀態(tài)，輔助觸頭是斷開狀態(tài)，真空斷路器是分閘狀態(tài)；主回路和輔助回路都是斷開狀態(tài)，電路中沒有電流；(2)在隔離開關(guān)關(guān)合過程中的第一個(gè)暫態(tài)過程中，輔助觸頭已經(jīng)接通，真空斷路器 處于分閘狀態(tài)，輔助回路并沒有導(dǎo)通；主觸頭是斷開狀態(tài)，主回路沒有導(dǎo)通；電路中沒有電 流；(3)在隔離開關(guān)關(guān)合過程中的第二個(gè)暫態(tài)過程中，輔助觸頭為閉合狀態(tài)，真空斷路 器開始合閘，完成12kv及以下電壓下8000A及以下電流的關(guān)合，此時(shí)整個(gè)輔助回路接通；主 觸頭是斷開狀態(tài)，主回路沒有導(dǎo)通。電路中的電流通過輔助回路流過；(4)在隔離開關(guān)關(guān)合過程中的第三個(gè)暫態(tài)過程中，輔助觸頭為閉合狀態(tài)，真空斷路 器為合閘狀態(tài)，整個(gè)輔助回路接通；由于輔助回路是導(dǎo)通的，主觸頭在幾乎沒有預(yù)擊穿的條 件下接通，可保證主觸頭不被燒損或輕微燒損，隨即主回路導(dǎo)通；電路中的電流通過主回路 和輔助回路并聯(lián)流過；(5)在隔離開關(guān)關(guān)合過程中的最后狀態(tài)，輔助觸頭斷開，真空斷路器仍為合閘狀 態(tài)，整個(gè)輔助回路斷開；主觸頭是閉合狀態(tài)，主回路導(dǎo)通。電路中的電流通過主回路流過； 至此，隔離開關(guān)完成了關(guān)合過程，處于合閘狀態(tài)；2)隔離開關(guān)開斷過程(1)在隔離開關(guān)開斷過程中的初始狀態(tài)，輔助觸頭為斷開狀態(tài)，真空斷路器為合 閘狀態(tài)，整個(gè)輔助回路斷開；主觸頭是接通狀態(tài)，主回路導(dǎo)通；電路中的電流通過主回路流 過；(2)在隔離開關(guān)開斷過程中的第一個(gè)暫態(tài)過程中，輔助觸頭接通，真空斷路器為合 閘狀態(tài)，整個(gè)輔助回路接通；主觸頭為接通狀態(tài)，主回路導(dǎo)通。電路中的電流通過主回路和 輔助回路并聯(lián)流過；(3)在隔離開關(guān)開斷過程中的第二個(gè)暫態(tài)過程中，輔助觸頭為閉合狀態(tài)，真空斷路 器為合閘狀態(tài)，整個(gè)輔助回路導(dǎo)通。由于輔助回路是導(dǎo)通的，主觸頭在幾乎沒有恢復(fù)電壓的 條件下斷開，減小甚至避免了主觸頭發(fā)生燃弧，進(jìn)而保證主觸頭不被燒損或輕微燒損；電路 中的電流通過輔助回路流過；(4)在隔離開關(guān)開斷過程中的第三個(gè)暫態(tài)過程中，輔助觸頭為閉合狀態(tài)，真空斷路 器開始分閘，開斷8000A及以下電流并承受12kv及以下恢復(fù)電壓，此時(shí)輔助回路斷開；主觸 頭是斷開狀態(tài)，主回路不導(dǎo)通。整個(gè)電路沒有電流流過；(5)在隔離開關(guān)開斷過程中的最后狀態(tài)，輔助觸頭斷開，真空斷路器是分閘狀態(tài)， 主觸頭是斷開狀態(tài)，主回路和輔助回路都是斷開狀態(tài)，電路中沒有電流；至此，隔離開關(guān)完 成了開斷過程，處于分閘狀態(tài)；3)輔助回路的操作隔離開關(guān)操作過程中隔離開關(guān)操動(dòng)機(jī)構(gòu)會(huì)操作主導(dǎo)電桿動(dòng)作，主導(dǎo)電桿動(dòng)作過程 中可以驅(qū)動(dòng)輔助回路操作，從而實(shí)現(xiàn)由隔離開關(guān)操動(dòng)機(jī)構(gòu)操作，由機(jī)械位置和結(jié)構(gòu)保證輔 助回路和主回路的動(dòng)作時(shí)序配合。本發(fā)明提出的提高隔離開關(guān)轉(zhuǎn)換電流開合能力的方法技術(shù)優(yōu)點(diǎn)(1)轉(zhuǎn)換電流開合能力主要取決于輔助回路中的真空斷路器，轉(zhuǎn)換電流開合能力 可以非常高，輕松滿足并聯(lián)隔離開關(guān)要求；(2)電弧密封在真空滅弧室內(nèi)部，不會(huì)對(duì)真空滅弧室以外設(shè)備產(chǎn)生影響；
4
(3)利用隔離開關(guān)主導(dǎo)電桿操作真空斷路器，真空斷路器操作和控制大大簡(jiǎn)化，成 本降低，可靠性提高。本發(fā)明創(chuàng)造性的解決了提高隔離開關(guān)轉(zhuǎn)換電流開合能力的常規(guī)方法的技術(shù)缺點(diǎn)， 輕松就能滿足并聯(lián)隔離開關(guān)的高轉(zhuǎn)換電壓、大轉(zhuǎn)換電流開合能力要求，并且簡(jiǎn)單可靠，實(shí)現(xiàn) 容易，且節(jié)省成本，具有非常高的技術(shù)經(jīng)濟(jì)價(jià)值和應(yīng)用前景。


為了使本發(fā)明的內(nèi)容被更清楚的理解，并便于具體實(shí)施方式
的描述，下面給出與 本發(fā)明相關(guān)的

如下圖1是本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)示意圖。圖2-6分別是示出了隔離開關(guān)關(guān)合過程的五個(gè)步驟的詳圖。圖7-11分別是示出了隔離開關(guān)開斷過程的五個(gè)步驟的詳圖。
具體實(shí)施例方式相關(guān)技術(shù)術(shù)語(yǔ)的名詞解釋串聯(lián)補(bǔ)償(簡(jiǎn)稱“串補(bǔ)”)利用在線路中串聯(lián)接入電容器組抵消部分線路感抗以 減小線路總阻抗的一種技術(shù)，可以大幅度提高線路輸送容量和系統(tǒng)穩(wěn)定性。隔離開關(guān)在分閘位置時(shí)，觸頭間有符合規(guī)定要求的絕緣距離和明顯的斷開標(biāo)志； 在合閘位置時(shí)，能承載正常回路條件下的電流及在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)異常條件(例如短路)下 的電流的開關(guān)設(shè)備。注當(dāng)回路電流“很小”時(shí)，或者當(dāng)隔離開關(guān)每極的兩接線端間的電壓在關(guān)合和開 斷前后無(wú)顯著變化時(shí)，隔離開關(guān)具有關(guān)合和開斷回路的能力。串聯(lián)補(bǔ)償裝置用并聯(lián)隔離開關(guān)串聯(lián)在輸電線路中，與串聯(lián)補(bǔ)償裝置并聯(lián)，用于投 切串聯(lián)補(bǔ)償裝置的隔離開關(guān)。開合轉(zhuǎn)換電流將負(fù)荷從輸電線路轉(zhuǎn)移到串聯(lián)補(bǔ)償裝置或從串聯(lián)補(bǔ)償裝置轉(zhuǎn)移到 輸電線路時(shí)，隔離開關(guān)在有載條件下進(jìn)行的開斷和關(guān)合操作。本發(fā)明技術(shù)方案技術(shù)原理 在隔離開關(guān)的觸頭上加裝由輔助觸頭和真空斷路器構(gòu)成的輔助回路，利用隔離 開關(guān)的主導(dǎo)電桿操作，通過機(jī)械位置和結(jié)構(gòu)的配合，實(shí)現(xiàn)以下操作時(shí)序 隔離開關(guān)關(guān)合操作時(shí)，主導(dǎo)電桿動(dòng)作_輔助觸頭關(guān)合_真空斷路器關(guān)合_主觸 頭關(guān)合； 隔離開關(guān)開斷操作時(shí)，主導(dǎo)電桿動(dòng)作_主觸頭開斷_真空斷路器開斷_輔助觸 頭開斷；本發(fā)明技術(shù)方案詳細(xì)闡述如圖1所示，支路1是本方案所提出加裝的輔助回路，輔助回路包括輔助觸頭和真 空斷路器。支路2是主回路，主回路包括主觸頭。本方案正是加裝了輔助回路以提高轉(zhuǎn)換 電流開合的能力。具體過程如下所述1)隔離開關(guān)關(guān)合過程(參見圖2-6)(1)圖2為隔離開關(guān)關(guān)合之前各斷口的狀態(tài)，此時(shí)主觸頭是斷開狀態(tài)，輔助觸頭是
5主回路和輔助回路都是斷開狀態(tài)，電路中沒有電流。(2)圖3為隔離開關(guān)關(guān)合過程中的第一個(gè)暫態(tài)過程，此時(shí)輔助觸頭已經(jīng)接通，真空 斷路器處于分閘狀態(tài)，輔助回路并沒有導(dǎo)通。主觸頭是斷開狀態(tài)，主回路沒有導(dǎo)通，電路中 沒有電流。(3)圖4為隔離開關(guān)關(guān)合過程中的第二個(gè)暫態(tài)過程，此時(shí)輔助觸頭為閉合狀態(tài)，真 空斷路器開始合閘，完成12kV及以下電壓下8000A及以下電流的關(guān)合，此時(shí)整個(gè)輔助回路 接通。主觸頭是斷開狀態(tài)，主回路沒有導(dǎo)通。電路中的電流通過輔助回路流過。(4)圖5為隔離開關(guān)關(guān)合過程中的第三個(gè)暫態(tài)過程，此時(shí)輔助觸頭為閉合狀態(tài)，真 空斷路器為合閘狀態(tài)，整個(gè)輔助回路接通。由于輔助回路是導(dǎo)通的，主觸頭在幾乎沒有預(yù)擊 穿的條件下接通，可保證主觸頭不被燒損或輕微燒損，隨即主回路導(dǎo)通。電路中的電流通過 主回路和輔助回路并聯(lián)流過。(5)圖6為隔離開關(guān)關(guān)合過程中的最后狀態(tài)，此時(shí)輔助觸頭斷開，真空斷路器仍為 合閘狀態(tài)，整個(gè)輔助回路斷開。主觸頭是閉合狀態(tài)，主回路導(dǎo)通。電路中的電流通過主回路 流過。至此，隔離開關(guān)完成了關(guān)合過程，處于合閘狀態(tài)。2)隔離開關(guān)開斷過程(參見圖7-11)(1)圖7為隔離開關(guān)開斷過程中的初始狀態(tài)，此時(shí)輔助觸頭為斷開狀態(tài)，真空斷路 器為合閘狀態(tài)，整個(gè)輔助回路斷開。主觸頭是接通狀態(tài)，主回路導(dǎo)通。電路中的電流通過主 回路流過。(2)圖8為隔離開關(guān)開斷過程中的第一個(gè)暫態(tài)過程，此時(shí)輔助觸頭接通，真空斷路 器為合閘狀態(tài)，整個(gè)輔助回路接通。主觸頭為接通狀態(tài)，主回路導(dǎo)通。電路中的電流通過主 回路和輔助回路并聯(lián)流過。(3)圖9為隔離開關(guān)開斷過程中的第二個(gè)暫態(tài)過程，此時(shí)輔助觸頭為閉合狀態(tài)，真 空斷路器為合閘狀態(tài)，整個(gè)輔助回路導(dǎo)通。由于輔助回路是導(dǎo)通的，主觸頭在幾乎沒有恢復(fù) 電壓的條件下斷開，減小甚至避免了主觸頭發(fā)生燃弧，進(jìn)而保證主觸頭不被燒損或輕微燒 損。電路中的電流通過輔助回路流過。(4)圖10為隔離開關(guān)開斷過程中的第三個(gè)暫態(tài)過程，此時(shí)輔助觸頭為閉合狀態(tài)， 真空斷路器開始分閘，開斷8000A及以下電流并承受12kV及以下恢復(fù)電壓，此時(shí)輔助回路 斷開。主觸頭是斷開狀態(tài)，主回路不導(dǎo)通。整個(gè)電路沒有電流流過。(5)圖11為隔離開關(guān)開斷過程中的最后狀態(tài)，此時(shí)輔助觸頭斷開，真空斷路器是 分閘狀態(tài)，主觸頭是斷開狀態(tài)，主回路和輔助回路都是斷開狀態(tài)，電路中沒有電流。至此，隔 離開關(guān)完成了開斷過程，處于分閘狀態(tài)。3)輔助回路的操作隔離開關(guān)操作過程中隔離開關(guān)操動(dòng)機(jī)構(gòu)會(huì)操作主導(dǎo)電桿動(dòng)作，主導(dǎo)電桿動(dòng)作過程 中可以驅(qū)動(dòng)輔助回路操作，從而實(shí)現(xiàn)由隔離開關(guān)操動(dòng)機(jī)構(gòu)操作，由機(jī)械位置和結(jié)構(gòu)保證的 輔助回路和主回路的動(dòng)作時(shí)序配合，使隔離開關(guān)操作和控制大大簡(jiǎn)化，可靠性提高，成本下 降。綜上所述，通過加裝輔助回路并利用主導(dǎo)電桿操作，可以大幅度提高特高壓敞開 式隔離開關(guān)轉(zhuǎn)換電流開合能力，滿足特高壓串補(bǔ)用并聯(lián)隔離開關(guān)轉(zhuǎn)換電流開合的要求。上面通過特別的實(shí)施例內(nèi)容描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員還可意識(shí)到變型
6和可選的實(shí)施例的多種可能性，例如，通過組合和/或改變單個(gè)實(shí)施例的特征。因此，可以 理解的是這些變型和可選的實(shí)施例將被認(rèn)為是包括在本發(fā)明中，本發(fā)明的范圍僅僅被附上 的專利權(quán)利要求書及其同等物限制。
權(quán)利要求
一種提高特高壓交流敞開式隔離開關(guān)轉(zhuǎn)換電流開合能力的方法，其特征在于通過在主觸頭上加裝輔助回路開合轉(zhuǎn)換電流，并利用隔離開關(guān)主導(dǎo)電桿操作，能夠大幅度提高隔離開關(guān)的轉(zhuǎn)換電流開合能力；包括以下步驟1)隔離開關(guān)關(guān)合過程(1)在隔離開關(guān)關(guān)合之前，主觸頭是斷開狀態(tài)，輔助觸頭是斷開狀態(tài)，真空斷路器是分閘狀態(tài)；主回路和輔助回路都是斷開狀態(tài)，電路中沒有電流；(2)在隔離開關(guān)關(guān)合過程中的第一個(gè)暫態(tài)過程中，輔助觸頭已經(jīng)接通，真空斷路器處于分閘狀態(tài)，輔助回路并沒有導(dǎo)通；主觸頭是斷開狀態(tài)，主回路沒有導(dǎo)通；電路中沒有電流；(3)在隔離開關(guān)關(guān)合過程中的第二個(gè)暫態(tài)過程中，輔助觸頭為閉合狀態(tài)，真空斷路器開始合閘，完成12kv及以下電壓下8000A及以下電流的關(guān)合，此時(shí)整個(gè)輔助回路接通；主觸頭是斷開狀態(tài)，主回路沒有導(dǎo)通。電路中的電流通過輔助回路流過；(4)在隔離開關(guān)關(guān)合過程中的第三個(gè)暫態(tài)過程中，輔助觸頭為閉合狀態(tài)，真空斷路器為合閘狀態(tài)，整個(gè)輔助回路接通；由于輔助回路是導(dǎo)通的，主觸頭在幾乎沒有預(yù)擊穿的條件下接通，可保證主觸頭不被燒損或輕微燒損，隨即主回路導(dǎo)通；電路中的電流通過主回路和輔助回路并聯(lián)流過；(5)在隔離開關(guān)關(guān)合過程中的最后狀態(tài)，輔助觸頭斷開，真空斷路器仍為合閘狀態(tài)，整個(gè)輔助回路斷開；主觸頭是閉合狀態(tài)，主回路導(dǎo)通。電路中的電流通過主回路流過；至此，隔離開關(guān)完成了關(guān)合過程，處于合閘狀態(tài)；2)隔離開關(guān)開斷過程(1)在隔離開關(guān)開斷過程中的初始狀態(tài)，輔助觸頭為斷開狀態(tài)，真空斷路器為合閘狀態(tài)，整個(gè)輔助回路斷開；主觸頭是接通狀態(tài)，主回路導(dǎo)通；電路中的電流通過主回路流過；(2)在隔離開關(guān)開斷過程中的第一個(gè)暫態(tài)過程中，輔助觸頭接通，真空斷路器為合閘狀態(tài)，整個(gè)輔助回路接通；主觸頭為接通狀態(tài)，主回路導(dǎo)通。電路中的電流通過主回路和輔助回路并聯(lián)流過；(3)在隔離開關(guān)開斷過程中的第二個(gè)暫態(tài)過程中，輔助觸頭為閉合狀態(tài)，真空斷路器為合閘狀態(tài)，整個(gè)輔助回路導(dǎo)通。由于輔助回路是導(dǎo)通的，主觸頭在幾乎沒有恢復(fù)電壓的條件下斷開，減小甚至避免了主觸頭發(fā)生燃弧，進(jìn)而保證主觸頭不被燒損或輕微燒損；電路中的電流通過輔助回路流過；(4)在隔離開關(guān)開斷過程中的第三個(gè)暫態(tài)過程中，輔助觸頭為閉合狀態(tài)，真空斷路器開始分閘，開斷12kv及以下電流并承受8000A及以下恢復(fù)電壓，此時(shí)輔助回路斷開；主觸頭是斷開狀態(tài)，主回路不導(dǎo)通。整個(gè)電路沒有電流流過；(5)在隔離開關(guān)開斷過程中的最后狀態(tài)，輔助觸頭斷開，真空斷路器是分閘狀態(tài)，主觸頭是斷開狀態(tài)，主回路和輔助回路都是斷開狀態(tài)，電路中沒有電流；至此，隔離開關(guān)完成了開斷過程，處于分閘狀態(tài)；3)輔助回路的操作隔離開關(guān)操作過程中隔離開關(guān)操動(dòng)機(jī)構(gòu)會(huì)操作主導(dǎo)電桿動(dòng)作，主導(dǎo)電桿動(dòng)作過程中可以驅(qū)動(dòng)輔助回路操作，從而實(shí)現(xiàn)由隔離開關(guān)操動(dòng)機(jī)構(gòu)操作，由機(jī)械位置和結(jié)構(gòu)保證輔助回路和主回路的動(dòng)作時(shí)序配合。
全文摘要
本發(fā)明屬于特高壓輸電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種提高特高壓敞開式交流隔離開關(guān)轉(zhuǎn)換電流開合能力的方法。在主觸頭上加裝輔助回路開合轉(zhuǎn)換電流，并利用隔離開關(guān)主導(dǎo)電桿操作，能夠大幅度提高隔離開關(guān)的轉(zhuǎn)換電流開合能力，滿足并聯(lián)隔離開關(guān)的使用需求。其優(yōu)點(diǎn)在于使轉(zhuǎn)換電流開合能力大大提高，輕松滿足并聯(lián)隔離開關(guān)要求；幾乎完全消除了電弧的影響；隔離開關(guān)操作和控制大大簡(jiǎn)化，成本降低，可靠性提高。
文檔編號(hào)H01H33/66GK101969006SQ20101025728
公開日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2010年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月19日
發(fā)明者劉北陽(yáng), 崔博源, 李志兵, 王承玉 申請(qǐng)人:中國(guó)電力科學(xué)研究院