專利名稱：12kV真空發(fā)電機(jī)出口保護(hù)專用斷路器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電力設(shè)備中使用的斷路器，特別是一種發(fā)電機(jī)用的發(fā)電機(jī)型斷路器。
背景技術(shù)：
早期在發(fā)電機(jī)型斷路器標(biāo)準(zhǔn)未實(shí)施之前，因?yàn)闆]有專門的發(fā)電機(jī)保護(hù)斷路器產(chǎn)
品，人們對(duì)于發(fā)電機(jī)斷路器設(shè)計(jì)選型，只是考慮額定電流、短路開斷電流，，用通用型斷路器應(yīng)用于發(fā)電機(jī)回路；我國(guó)過去常用于小容量水電站的發(fā)電機(jī)保護(hù)斷路器主要是少油SN3-10型和SN4-10型，這些產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單、技術(shù)落后、額定參數(shù)低、運(yùn)行極不可靠、滿足不了當(dāng)前發(fā)展中的小型水力發(fā)電站的技術(shù)要求；在中小型水力發(fā)電站設(shè)計(jì)中，當(dāng)前應(yīng)根據(jù)已經(jīng)執(zhí)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的相關(guān)技術(shù)參數(shù)，合理配置發(fā)電機(jī)保護(hù)斷路器，應(yīng)該是科學(xué)的、規(guī)范的、有益的最佳選擇。而當(dāng)前小容量發(fā)電機(jī)真空斷路器的研制在我國(guó)處于空白，不能為快速發(fā)展的小容量水電站的發(fā)電機(jī)保護(hù)斷路器提供設(shè)計(jì)選型。發(fā)電機(jī)型斷路器與通用型斷路器之異同發(fā)電機(jī)型斷路器與通用型斷路器在機(jī)械特性、絕緣特性和電氣特性的表述方式上基本相同。如對(duì)短路開斷電流均以交流分量有效值和直流分量百分?jǐn)?shù)(DC% )表示；絕緣性能均以工頻和雷電沖擊耐壓水平考核；機(jī)械特性考核項(xiàng)目等也基本相同。發(fā)電機(jī)型斷路器與通用型斷路器的不同之處，是前者對(duì)某些技術(shù)性能的技術(shù)參數(shù)要求要苛刻得多。因?yàn)榘l(fā)電機(jī)的電感值較系統(tǒng)相對(duì)要大，作為保護(hù)斷路器在瞬間所承受的直流分量和衰減時(shí)間常數(shù)均大得多。GB/T14824-1993中規(guī)定在斷路器分閘時(shí)間加O. Ols時(shí)，直流分量(DC% )約為68%，衰減時(shí)間常數(shù)為60ms，顯然較通用型斷路器的直流分量20%和衰減時(shí)間常數(shù)45ms要大；同時(shí)，額定短路關(guān)合電流也不相同，發(fā)電機(jī)型斷路器因?yàn)橹绷鞣至枯^大，額定短路關(guān)合電流(峰值)為額定短路電流的2. 74倍，而通用型斷路器此值僅為2. 5倍；在表述方式上，發(fā)電機(jī)型斷路器的銘牌除標(biāo)有額定短路電流值外，同時(shí)還注明有直流分量(DC% )值，而通用型斷路器則僅標(biāo)有額定短路電流值。根據(jù)已執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)電機(jī)型斷路器與通用型斷路器也存在很大不同發(fā)電機(jī)型斷路器的主要型式依據(jù)當(dāng)前國(guó)際通用的ANSI/IEEEC37-013以對(duì)稱電流為基礎(chǔ)的交流高壓發(fā)電機(jī)斷路器標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，對(duì)發(fā)電型斷路器型式試驗(yàn)考核內(nèi)容主要是系統(tǒng)源短路的開斷與關(guān)合、發(fā)電機(jī)源短路開斷和失步開斷與關(guān)合。其它的型式試驗(yàn)考核與通用型斷路器內(nèi)容基本相同。(I)系統(tǒng)源短路的開斷與關(guān)合試驗(yàn)。發(fā)電機(jī)型斷路器是在非自動(dòng)重合閘操作順序下進(jìn)行。直流分量分DC%< 20%及DC%> 20%兩種條件；瞬態(tài)恢復(fù)電壓(峰值)為I. 7倍發(fā)電機(jī)最高工作電壓；瞬態(tài)恢復(fù)電壓的上升率為3. 5kV/ μ s ;關(guān)合試驗(yàn)按2. 74倍額定短路電流(峰值)合并進(jìn)行的。國(guó)外西屋和西門子公司在進(jìn)行此項(xiàng)試驗(yàn)時(shí)，直流分量(DC% )均按75%額定短路電流考核。[0010]通用型斷路器一般都是在自動(dòng)重合閘操作順序下進(jìn)行的。直流分量(DC% )< 20% ;瞬態(tài)恢復(fù)電壓(峰值)為I. 71倍額定工作電壓；瞬態(tài)恢復(fù)電壓上升率為O. 34kV/μ s ;關(guān)合試驗(yàn)是按2. 5倍額定短路電流(峰值)與對(duì)稱開斷試驗(yàn)合并進(jìn)行。當(dāng)斷路器的分閘時(shí)間彡60ms時(shí)，則不必進(jìn)行非對(duì)稱開斷試驗(yàn)。上述兩種類型斷路器的試驗(yàn)考核，均相當(dāng)于三相試驗(yàn)時(shí)首開相或者單相試驗(yàn)時(shí)的條件。相比之下，即便是開斷電流的數(shù)值相同，而發(fā)電機(jī)型斷路器則是在高直流分量和瞬態(tài)恢復(fù)電壓下進(jìn)行開斷，開斷條件較通用型斷路器苛刻得多。(2)發(fā)電機(jī)源短路的開斷試驗(yàn)。發(fā)電機(jī)源短路的開斷試驗(yàn)條件則更為苛刻，該試驗(yàn)具有更高的直流分量。對(duì)于這一試驗(yàn)考核，通用型斷路器則是無法勝任的。(3)失步開斷與關(guān)合試驗(yàn)。發(fā)電機(jī)型斷路器失步開斷與關(guān)合試驗(yàn)是在合、分條件下進(jìn)行的。外施電壓和首相開斷工頻恢復(fù)電壓為I. 22倍發(fā)電機(jī)最高電壓；開斷電流為50%的交流分量有效值；直流分量(DC% )分< 20%和彡50%兩種條件；瞬態(tài)恢復(fù)電壓峰值為2. 5倍發(fā)電機(jī)最高電壓；瞬態(tài)恢復(fù)電壓上升率為3. 3kV/ys ;關(guān)合試驗(yàn)按2. 5倍對(duì)稱開斷電流交流分量值(峰值)與開斷試驗(yàn)合并進(jìn)行；通用型斷路器的合、分失步開斷與關(guān)合試驗(yàn)，外施電壓和首相開斷工頻恢復(fù)電壓為I. 44倍系統(tǒng)最高電壓；開斷電流為25%的交流分量有效值；直流分量(DC% ) < 20% ；瞬態(tài)恢復(fù)電壓峰值為2. 55倍額定工作電壓；瞬態(tài)恢復(fù)電壓上升率為O. 26kV/ μ s ;而對(duì)關(guān)合電流不作規(guī)定。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就在于根據(jù)發(fā)電機(jī)斷路器的技術(shù)要求，提供一種可滿足發(fā)電機(jī)型斷路器在開斷、關(guān)合條件等“苛刻”要求的12kV真空發(fā)電機(jī)出口保護(hù)專用斷路器。其技術(shù)解決方案如下12kV真空發(fā)電機(jī)出口保護(hù)專用斷路器，包括操動(dòng)機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)和真空滅弧室，其特征在于，所述操動(dòng)機(jī)構(gòu)包括聯(lián)接的銷2，限位桿3，滑塊4，拐臂儲(chǔ)能傳動(dòng)輪5，儲(chǔ)能傳動(dòng)輪6，儲(chǔ)能軸7，滾輪8，儲(chǔ)能保持摯子9，合閘彈簧10，手動(dòng)儲(chǔ)能蝸桿11，合閘電磁鐵12,手動(dòng)儲(chǔ)能傳動(dòng)蝸輪13,電機(jī)傳動(dòng)鏈輪14,電機(jī)輸出軸15,儲(chǔ)能電機(jī)16,聯(lián)鎖傳動(dòng)彎板17，傳動(dòng)鏈條18，儲(chǔ)能保持軸19，閉鎖電磁鐵20，拐臂21，凸輪22，儲(chǔ)能傳動(dòng)鏈輪23，連板24，儲(chǔ)能指示牌25，上支架26，上出線座27，真空滅弧室28，絕緣筒29，下支架30，下出線座31，蝶簧32，絕緣拉桿33，傳動(dòng)拐臂34，分閘彈簧35，傳動(dòng)連板36，主軸傳動(dòng)拐臂37，合閘保持摯子38，連板39，分閘電磁鐵40，半軸41，手動(dòng)分閘頂桿42，凸輪43，分合指示牌連板44。I、彈簧機(jī)構(gòu)；操動(dòng)機(jī)構(gòu)為彈簧儲(chǔ)能操作機(jī)構(gòu)，斷路器框架內(nèi)裝有合閘單元，由一個(gè)或數(shù)個(gè)脫扣電磁鐵組成的分閘單元，輔助開關(guān)，指示裝置等部件；前方設(shè)有合、分閘按鈕，手動(dòng)儲(chǔ)能操作孔，彈簧儲(chǔ)能狀態(tài)指示牌，合分指示牌等。I. I 儲(chǔ)能斷路器合閘所需能量由合閘彈簧儲(chǔ)能提供，儲(chǔ)能既可由外部電源驅(qū)動(dòng)電機(jī)完成，也可以使用儲(chǔ)能手柄手動(dòng)完成。儲(chǔ)能操作由固定在框架上的儲(chǔ)能電機(jī)16進(jìn)行，或者將儲(chǔ)能手柄插入手動(dòng)儲(chǔ)能孔中逆時(shí)針搖動(dòng)進(jìn)行。電動(dòng)儲(chǔ)能時(shí)由電機(jī)輸出軸15帶動(dòng)鏈輪傳動(dòng)系統(tǒng)(14、23、18)，手動(dòng)儲(chǔ)能時(shí)通過蝸輪、蝸桿(11、13)帶動(dòng)鏈輪傳動(dòng)系統(tǒng)。鏈輪23轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，銷2推動(dòng)輪6上的滑塊4使儲(chǔ)能軸7跟隨轉(zhuǎn)動(dòng)并通過拐臂5和21拉伸合閘彈簧進(jìn)行儲(chǔ)能。到達(dá)儲(chǔ)能位置時(shí)，框架上的限位桿3壓下滑塊使儲(chǔ)能軸與鏈輪傳動(dòng)系統(tǒng)脫開，儲(chǔ)能保持摯子9頂住滾輪8保持儲(chǔ)能位置，同時(shí)儲(chǔ)能軸上連板24帶動(dòng)儲(chǔ)能指 示牌25翻轉(zhuǎn)顯示“已儲(chǔ)能”標(biāo)記，并切換輔助開關(guān)切斷儲(chǔ)能電機(jī)供電電源，此時(shí)斷路器處于合閘準(zhǔn)備狀態(tài)。I. 2 合閘在合閘操作中，不論用手按下“合閘”按鈕或遠(yuǎn)方操作使合閘電磁鐵動(dòng)作，均可使儲(chǔ)能保持軸19轉(zhuǎn)動(dòng)，使摯子9松開滾輪8，合閘彈簧收縮同時(shí)通過拐臂5、21使儲(chǔ)能軸7和軸上的凸輪22轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪又驅(qū)動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)(34、36、37、38、39)帶動(dòng)絕緣拉桿33和動(dòng)觸頭進(jìn)入合閘位置，并壓縮觸頭彈簧32，保持觸頭所需的接觸壓力。合閘動(dòng)作完成后合閘保持摯子38與半軸41保持合閘位置，同時(shí)儲(chǔ)能指示牌、儲(chǔ)能輔助開關(guān)復(fù)位，電機(jī)供電回路接通。若外接電源也接通則再次進(jìn)入儲(chǔ)能狀態(tài)，連桿44拉動(dòng)合/分指示牌，顯示出“合”的標(biāo)記，傳動(dòng)連桿拉動(dòng)主輔助開關(guān)切換。I. 3 分閘即可按“分閘”按鈕，也可靠接通外部電源使分閘脫扣電磁鐵或過流脫扣電磁鐵動(dòng)作，使合閘保持摯子38與半軸41解鎖而實(shí)現(xiàn)分閘操作。由觸頭彈簧和分閘彈簧35儲(chǔ)存的能量使滅弧室28動(dòng)靜觸頭分離。在分閘過程后段，由液壓緩沖器吸收分閘過程剩余能量并限定分閘位置。由連桿44拉動(dòng)合/分指示牌顯示出“分”的標(biāo)記，同時(shí)拉動(dòng)計(jì)數(shù)器，實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，由傳動(dòng)連桿拉動(dòng)輔助開關(guān)切換。2.復(fù)合絕緣的一次導(dǎo)電回路；斷路器主體部分設(shè)置在由環(huán)氧樹脂采用APG工藝澆注而成的絕緣筒內(nèi)，這種結(jié)構(gòu)能有效地防止包括外力沖擊、污穢環(huán)境等外部因素對(duì)真空滅弧室的影響。斷路器主體安裝在斷路器框架后部，與操動(dòng)機(jī)構(gòu)接成一個(gè)整體。斷路器在合閘位置時(shí)主回路電流路徑(參見圖2)上出線座27經(jīng)固定在滅弧室的上支架26，到真空滅弧室內(nèi)部靜觸頭，經(jīng)動(dòng)觸頭及其聯(lián)接的導(dǎo)電夾、軟連接，至下支架30到下出線座31。本實(shí)用新型主要按裝在發(fā)電機(jī)和變壓器之間用于發(fā)電機(jī)的控制和保護(hù)，可以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)化廠用電切換程序以及為機(jī)組的調(diào)試和維護(hù)提供便利，從而提高設(shè)備的保護(hù)能力和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。其配有專用彈簧操作機(jī)構(gòu)、操作功能齊全，可靠性高，設(shè)計(jì)先進(jìn)合理，維護(hù)量少；本斷路器具有聞開斷能力、聞的關(guān)合和動(dòng)、熱穩(wěn)定性能。

圖I是本實(shí)用新型操動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖I中A-A視圖；圖3為圖I中B-B視圖；[0038]圖4為圖I中C-C視圖；圖5為圖I中D-D視圖；圖6為本實(shí)用新型操動(dòng)機(jī)構(gòu)儲(chǔ)能部分結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為操動(dòng)機(jī)構(gòu)與真空滅弧室結(jié)合狀態(tài)示意圖。圖中，儲(chǔ)能到位切換用微動(dòng)開關(guān)1，銷2，限位桿3，滑塊4，拐臂儲(chǔ)能傳動(dòng)輪5，儲(chǔ)能傳動(dòng)輪6，儲(chǔ)能軸7，滾輪8，儲(chǔ)能保持摯子9，合閘彈簧10，手動(dòng)儲(chǔ)能蝸桿11，合閘電磁鐵12，手動(dòng)儲(chǔ)能傳動(dòng)蝸輪13，電機(jī)傳動(dòng)鏈輪14，電機(jī)輸出軸15，儲(chǔ)能電機(jī)16，聯(lián)鎖傳動(dòng)彎板17，傳動(dòng)鏈條18，儲(chǔ)能保持軸19，閉鎖電磁鐵20，拐臂21，凸輪22，儲(chǔ)能傳動(dòng)鏈輪23，連板24，儲(chǔ)能指示牌25，上支架26，上出線座27，真空滅弧室28，絕緣筒29，下支架30，下出線座31，蝶簧32，絕緣拉桿33，傳動(dòng)拐臂34，分閘彈簧35，傳動(dòng)連板36，主軸傳動(dòng)拐臂37，合閘保持摯子38，連板39，分閘電磁鐵40，半軸41，手動(dòng)分閘頂桿42，凸輪43，分合指示牌連板44。
具體實(shí)施方式
如圖1-7所示，I、彈簧機(jī)構(gòu)；操動(dòng)機(jī)構(gòu)為彈簧儲(chǔ)能操作機(jī)構(gòu)，斷路器框架內(nèi)裝有合閘單元，由一個(gè)或數(shù)個(gè)脫扣電磁鐵組成的分閘單元，輔助開關(guān)，指示裝置等部件；前方設(shè)有合、分閘按鈕，手動(dòng)儲(chǔ)能操作孔，彈簧儲(chǔ)能狀態(tài)指示牌，合分指示牌等。(參見圖I)I. I 儲(chǔ)能斷路器合閘所需能量由合閘彈簧儲(chǔ)能提供，儲(chǔ)能既可由外部電源驅(qū)動(dòng)電機(jī)完成，也可以使用儲(chǔ)能手柄手動(dòng)完成。儲(chǔ)能操作由固定在框架上的儲(chǔ)能電機(jī)16進(jìn)行，或者將儲(chǔ)能手柄插入手動(dòng)儲(chǔ)能孔中逆時(shí)針搖動(dòng)進(jìn)行。電動(dòng)儲(chǔ)能時(shí)由電機(jī)輸出軸15帶動(dòng)鏈輪傳動(dòng)系統(tǒng)(14、23、18)，手動(dòng)儲(chǔ)能時(shí)通過蝸輪、蝸桿(11、13)帶動(dòng)鏈輪傳動(dòng)系統(tǒng)。鏈輪23轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，銷2推動(dòng)輪6上的滑塊4使儲(chǔ)能軸7跟隨轉(zhuǎn)動(dòng)并通過拐臂5和21拉伸合閘彈簧進(jìn)行儲(chǔ)能。到達(dá)儲(chǔ)能位置時(shí)，框架上的限位桿3壓下滑塊使儲(chǔ)能軸與鏈輪傳動(dòng)系統(tǒng)脫開，儲(chǔ)能保持摯子9頂住滾輪8保持儲(chǔ)能位置，同時(shí)儲(chǔ)能軸上連板24帶動(dòng)儲(chǔ)能指示牌25翻轉(zhuǎn)顯示“已儲(chǔ)能”標(biāo)記，并切換輔助開關(guān)切斷儲(chǔ)能電機(jī)供電電源，此時(shí)斷路器處于合閘準(zhǔn)備狀態(tài)。I. 2 合閘在合閘操作中，不論用手按下“合閘”按鈕或遠(yuǎn)方操作使合閘電磁鐵動(dòng)作，均可使儲(chǔ)能保持軸19轉(zhuǎn)動(dòng)，使摯子9松開滾輪8，合閘彈簧收縮同時(shí)通過拐臂5、21使儲(chǔ)能軸7和軸上的凸輪22轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪又驅(qū)動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)(34、36、37、38、39)帶動(dòng)絕緣拉桿33和動(dòng)觸頭進(jìn)入合閘位置，并壓縮觸頭彈簧32，保持觸頭所需的接觸壓力。合閘動(dòng)作完成后合閘保持摯子38與半軸41保持合閘位置，同時(shí)儲(chǔ)能指示牌、儲(chǔ)能輔助開關(guān)復(fù)位，電機(jī)供電回路接通。若外接電源也接通則再次進(jìn)入儲(chǔ)能狀態(tài)，連桿44拉動(dòng)合/分指示牌，顯示出“合”的標(biāo)記，傳動(dòng)連桿拉動(dòng)主輔助開關(guān)切換。I. 3 分閘 即可按“分閘”按鈕，也可靠接通外部電源使分閘脫扣電磁鐵或過流脫扣電磁鐵動(dòng)作，使合閘保持摯子38與半軸41解鎖而實(shí)現(xiàn)分閘操作。由觸頭彈簧和分閘彈簧35儲(chǔ)存的能量使滅弧室28動(dòng)靜觸頭分離。在分閘過程后段，由液壓緩沖器吸收分閘過程剩余能量并限定分閘位置。由連桿44拉動(dòng)合/分指示牌顯示出“分”的標(biāo)記，同時(shí)拉動(dòng)計(jì)數(shù)器，實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，由傳動(dòng)連桿拉動(dòng)輔助開關(guān)切換。2。復(fù)合絕緣的一次導(dǎo)電回路； 斷路器主體部分設(shè)置在由環(huán)氧樹脂采用APGエ藝澆注而成的絕緣筒內(nèi)，這種結(jié)構(gòu)能有效地防止包括外力沖擊、污穢環(huán)境等外部因素對(duì)真空滅弧室的影響。斷路器主體安裝在斷路器框架后部，與操動(dòng)機(jī)構(gòu)接成ー個(gè)整體。
權(quán)利要求1. 12kV真空發(fā)電機(jī)出口保護(hù)專用斷路器，其特征在于包括如下機(jī)構(gòu) 彈黃機(jī)構(gòu)； 操動(dòng)機(jī)構(gòu)為彈簧儲(chǔ)能操作機(jī)構(gòu)，斷路器框架內(nèi)裝有合閘單元，由一個(gè)或數(shù)個(gè)脫扣電磁鐵組成的分閘單元，輔助開關(guān)，指示裝置；前方設(shè)有合、分閘按鈕，手動(dòng)儲(chǔ)能操作孔，彈簧儲(chǔ)能狀態(tài)指示牌，合分指示牌； 儲(chǔ)能機(jī)構(gòu) 斷路器合閘所需能量由合閘彈簧儲(chǔ)能提供，儲(chǔ)能既可由外部電源驅(qū)動(dòng)電機(jī)完成，也可以使用儲(chǔ)能手柄手動(dòng)完成； 儲(chǔ)能電機(jī)(16)固定在框架上，或者將儲(chǔ)能手柄插入手動(dòng)儲(chǔ)能孔中逆時(shí)針搖動(dòng)進(jìn)行；電 機(jī)輸出軸(15)帶動(dòng)鏈輪傳動(dòng)系統(tǒng)(14、23、18)，銷(2)、輪(6)、滑塊(4)、儲(chǔ)能軸(7)、拐臂(5 )和拉伸合閘彈簧(21)依次傳動(dòng)聯(lián)接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種12kV真空發(fā)電機(jī)出口保護(hù)專用斷路器，其特征在于包括如下機(jī)構(gòu)彈簧機(jī)構(gòu)；操動(dòng)機(jī)構(gòu)為彈簧儲(chǔ)能操作機(jī)構(gòu)，斷路器框架內(nèi)裝有合閘單元，由一個(gè)或數(shù)個(gè)脫扣電磁鐵組成的分閘單元，輔助開關(guān)，指示裝置；前方設(shè)有合、分閘按鈕，手動(dòng)儲(chǔ)能操作孔，彈簧儲(chǔ)能狀態(tài)指示牌，合分指示牌。本實(shí)用新型具有機(jī)械結(jié)構(gòu)特別簡(jiǎn)單，零部件比任何其他機(jī)構(gòu)都要少，機(jī)械可靠性特別高的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)H01H71/10GK202434440SQ20112009860
公開日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2011年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月7日
發(fā)明者孫遠(yuǎn)海, 張向國(guó), 張永戰(zhàn), 秦成偉, 趙建 申請(qǐng)人:山東泰開真空開關(guān)有限公司