超高速機械開關的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種超高速機械開關，屬于高壓直流輸電【技術領域】，可應用于±200kV混合型高壓直流斷路器。本發(fā)明包括：帶導電桿的復合絕緣套管、盆式絕緣子、上觸頭座、下觸頭座、橋接導電桿、復合式契型觸頭結構、橫移式動觸頭系統(tǒng)、絕緣拉桿、底罐、橋接罐、立罐、超高速液壓彈簧操動機構。本發(fā)明具有結構簡單、斷口數少、機械可靠性高、耐受電壓高、分合閘操作動作快、同步性好的特點，可以滿足±200kV混合型高壓直流斷路器的配機要求。
【專利說明】超高速機械開關
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于高壓直流輸電【技術領域】，特別涉及一種混合型高壓直流斷路器中的超高速機械開關，可應用在±200kV高壓直流輸電系統(tǒng)中。
【背景技術】
[0002]高壓直流斷路器是高壓直流輸電系統(tǒng)中的關鍵技術和設備，在高壓多端柔性直流輸電系統(tǒng)中，由于尚沒有滿足技術要求可以在直流輸電網路中應用的高壓直流斷路器，高壓直流開斷技術已經成為高壓直流輸電技術發(fā)展和應用的瓶頸。超高速直流機械開關技術是混合型高壓直流斷路器的核心技術，是混合型高壓直流斷路器的重要組成部分，目前這種高速機械開關在國內尚屬空白，國外同類機械開關是采用多個斷口串接而成的主體結構，結構復雜、同步性差、機械可靠性低、體積龐大、造價昂貴。

【發(fā)明內容】

[0003]發(fā)明目的:
本發(fā)明提供一種超高速機械開關，其目的是解決以往的設備所存在的結構復雜、同步性差、機械可靠性低和體積龐大的問題。
[0004]技術方案:
一種超高速機械開關，其特證在于:它包括帶導電桿的復合套管、復合式契型觸頭結構的上靜觸頭座、復合式契型觸頭結構的下靜觸頭座、橫拉式動觸頭系統(tǒng)以及橋接導電桿各個結構所構成的主導電回路，上靜觸頭座和下靜觸頭座設置在充有六氟化硫氣體的密閉的立罐內，上靜觸頭座設置在下靜觸頭座上方，上靜觸頭座和下靜觸頭座位置對應，上靜觸頭座和下靜觸頭座之間留有橫拉式開關斷口，立罐對稱的設置在充有六氟化硫氣體的橋接罐兩端，立罐與橋接罐聯通，立罐與橋接罐形成“H”形結構；橋接導電桿設置在橋接罐內，橋接導電桿與兩側的下靜觸頭座連接形成導電結構；橫拉式動觸頭系統(tǒng)設置在橋接罐上方；橫拉式動觸頭系統(tǒng)兩端的橫移式動觸頭伸進立罐內并在使用時伸進上靜觸頭座和下靜觸頭座之間的橫拉式開關斷口內連接上靜觸頭座和下靜觸頭座；帶導電桿的復合套管與上靜觸頭座連接，復合套管的導電桿連接接線端子。
[0005]兩個橫移式動觸頭為同步動作的聯動結構，其動作方向是向內為分閘，向外為合閘，使橫拉式觸頭在上下觸頭座之間的水平橫向運動實現分合閘操作。
[0006]上靜觸頭座和下靜觸頭座使用導電良好的金屬材料并采用±60-70°的平面形式相對構成，上靜觸頭座和下靜觸頭座之間的最短距離為滿足絕緣電壓斷口要求的距離；橫拉式動觸頭使用導電良好的金屬材料且與上下一對靜觸頭座采用相反的角度，依靠液壓操動機構儲能的水平預應張力使動觸頭與靜觸頭座在電路閉合時完全緊密地接觸在一起，形成可靠的導電通路的結構，滿足導通額定直流輸電電流的作用；在液壓操動機構的操作下，通過動觸頭的高速水平運動可以與靜觸頭座進行水平橫向的分離與閉合，實現了分合閘操作。[0007]絕緣的每組雙向靜觸頭座垂直間隔之間使用絕緣性能優(yōu)越的材料局部填充，消除在電路分斷狀態(tài)時電路中可能出現的短時電壓對雙向靜觸頭座垂直間隔間的產生的尖端放電效應，滿足耐受額定等級電壓的絕緣性能。
[0008]橫移式動觸頭通過絕緣拉桿與橫拉式動觸頭系統(tǒng)中的液壓操動機構相連接。
[0009]優(yōu)點效果:
本發(fā)明是混合型高壓直流斷路器的關鍵設備，在高壓直流輸電運行時可以滿足直流高壓大電流輸電的穩(wěn)定運行要求，在混合型高壓直流斷路器需要分斷高壓直流電路時，通過液壓系統(tǒng)的超高速機械運動進行分閘操作開斷電路，實現高速分斷高壓直流電路的作用；在直流斷路器瞬時分斷后，快速形成可靠的隔離斷ロ，以實現快速分斷電路、快速建立可靠的絕緣斷口和以最少的斷ロ達到高速、可靠地隔離高壓直流電路的目的。
[0010]本發(fā)明所述的ー種超高速機械開關，它包括帶導電桿的復合絕緣套管，盆式絕緣子、復合式契型觸頭結構及上觸頭座、下觸頭座、橋接導電桿、橫移式動觸頭系統(tǒng)、絕緣拉桿、底罐、橋接罐、立罐、超高速液壓彈簧操動機構，其結構形成過程是接線端子與導電桿焊接成一體，導電桿與絕緣套管燒注成一體，復合絕緣套管與絕緣安裝法蘭膠結成一體，絕緣安裝法蘭與盆式絕緣子及立罐經連接螺桿連接起來，盆式絕緣子與上觸頭座澆注在一體的，下觸頭座也與盆式絕緣子澆注在一體，通過盆式絕緣子和立罐及底罐連接成一體，同時使上觸頭座與下觸頭座同軸布置，而在上下觸頭座之間構成一個隔離斷ロ H，在隔離斷ロ的橫向上，有橫移式動觸頭，經液壓彈簧機構的儲能水平張カ作用在絕緣拉桿上，兩個橫移式動觸頭系統(tǒng)同步與隔離斷ロ H緊密結合構成導電回路，兩立罐經橋接罐連成一體，橋接罐中的橋接導電桿將兩立罐中的下觸頭座連接起來，一方面構成導電回路，另ー方面構成穩(wěn)定的結構將兩下觸頭座固定拉緊，以克服橫移式動觸頭系統(tǒng)在橫向水平運動時產生的機械カ沖擊，兩立罐又經底罐與開關底座連接固定為一體，形成ー個具有水平沖擊カ和抗振動的穩(wěn)定結構。
[0011]本發(fā)明的超高速機械開關是將兩個立罐中的絕緣斷ロ經橋接罐構成導電主回路，而復合式契型觸頭結構中的兩個橫移式動觸頭被同一個液壓機構同步控制，超高速機械開關在電路的合閘狀態(tài)具有良好的導電性，具有合閘性能可靠、耐受電壓高、耐受額定電流大的技術特征；在分斷電路時，復合式契型觸頭結構中的動觸頭系統(tǒng)在執(zhí)行開斷動作時可以立即與靜觸頭座分離，瞬時拉斷，同步開始建立動觸頭與靜觸頭座之間的拉斷絕緣距離，大幅度地減少了動觸頭系統(tǒng)的運動時間，同時動觸頭開斷分離水平機械運動是在動觸頭與靜觸頭座之間無摩擦的狀態(tài)下進行的，提高了觸頭系統(tǒng)開斷分離的運動速度，大幅度地減少了開斷需要的時間，具有分閘動作快、開斷時間短、建立絕緣間隙快的技術特征，實現了超高速的分閘操作；超高速機械開關實現分斷電路后，復合式契型觸頭結構建立的斷ロ具有絕緣可靠性高、耐受峰值電流大的特點；本發(fā)明的高速機械開關具有分合閘操作動作快、同步性好、結構簡單、開斷同等級電壓的斷口數少、機械可靠性高和體積小等的特點。
[0012]本發(fā)明采用的技術方式，克服了國外產品的上述缺點，有利于提高混合型高壓直流斷路器的技術性能，減小了產品的體積、降低了成本，便于在高壓柔性多端直流輸電領域應用。
【專利附圖】

【附圖說明】[0013]圖1為本發(fā)明專利中超高速機械開關合閘狀態(tài)示意圖；
圖2為本發(fā)明專利中超高速機械開關分閘狀態(tài)示意圖。
【具體實施方式】
[0014]本發(fā)明的具體結構和工作原理見附圖，參見圖1，其中有:
I接線端子2帶導電桿的復合絕緣套管3絕緣安裝法蘭
4安裝螺栓5密封圈6盆式絕緣子7復合式契型觸頭結構上觸頭座8復合式契型觸頭結構下觸頭座9 SF6氣體充放氣閥和壓カ表10開關低座11橋接導電桿12橫移式動觸頭13絕緣拉桿14液壓彈簧操動機構15連接法蘭16密封件17低罐18橋接罐19立罐復合式契型觸頭結構隔離斷ロ H。圖中的A為合閘方向，B為分閘方向。
[0015]本發(fā)明ー種超高速機械開關，它包括帶導電桿的復合套管2、復合式契型觸頭結構的上靜觸頭座7、復合式契型觸頭結構的下靜觸頭座8、橫拉式動觸頭系統(tǒng)以及橋接導電桿11各個結構所構成的主導電回路，上靜觸頭座7和下靜觸頭座8設置在充有六氟化硫氣體的密閉的立罐19內，上靜觸頭座7設置在下靜觸頭座8上方，上靜觸頭座7和下靜觸頭座8位置對應，上靜觸頭座7和下靜觸頭座8之間留有橫拉式開關斷ロ，立罐19対稱的設置在充有六氟化硫氣體的橋接罐18兩端，立罐19與橋接罐18聯通，立罐19與橋接罐18形成“H”形結構；橋接導電桿11設置在橋接罐18內，橋接導電桿11與兩側的下靜觸頭座8連接形成導電結構；橫拉式動觸頭系統(tǒng)設置在橋接罐18上方；橫拉式動觸頭系統(tǒng)兩端的橫移式動觸頭12伸進立罐19內并在使用時伸進上靜觸頭座7和下靜觸頭座8之間的橫拉式開關斷ロ內連接上靜觸頭座7和下靜觸頭座8 ;帶導電桿的復合套管2與上靜觸頭座7連接，復合套管2的導電桿連接接線端子I。
[0016]兩個橫移式動觸頭12為同步動作的聯動結構，其動作方向是向內為分閘，向外為合閘，使橫拉式觸頭在上下觸頭座之間的水平橫向運動實現分合閘操作。
[0017]上靜觸頭座7和下靜觸頭座8使用導電良好的金屬材料并采用±60-70°的平面形式相對構成，上靜觸頭座7和下靜觸頭座8之間的最短距離為滿足絕緣電壓斷ロ要求的距離；橫拉式動觸頭使用導電良好的金屬材料且與上下一對靜觸頭座采用相反的角度，依靠液壓操動機構儲能的水平預應張力使橫移式動觸頭12與上靜觸頭座7和下靜觸頭座8在電路閉合時完全緊密地接觸在一起，形成可靠的導電通路的結構，滿足導通額定直流輸電電流的作用；在液壓操動機構的操作下，通過動觸頭的高速水平運動可以與靜觸頭座進行水平橫向的分離與閉合，實現了分合閘操作。
[0018]絕緣的每組雙向靜觸頭座垂直間隔之間使用絕緣性能優(yōu)越的材料局部填充，消除在電路分斷狀態(tài)時電路中可能出現的短時電壓對雙向靜觸頭座垂直間隔間的產生的尖端放電效應，滿足耐受額定等級電壓的絕緣性能。
[0019]本發(fā)明的高速機械開關，由接線端子I焊接在帶導電桿的復合套管2中的導電桿上，帶導電桿的復合套管2與絕緣安裝法蘭3膠結在一起，利用絕緣法蘭3及安裝螺栓4將帶導電桿的復合套管2、盆式絕緣子6及立罐19連成一體，絕緣法蘭3與盆式絕緣子6的連接面上嵌有密封圈5，盆式絕緣子6與立罐19的連接面上嵌有密封圈5，上觸頭座7與盆式絕緣子6澆注成一體，下觸頭座8與盆式絕緣子6澆注成一體，立罐19和盆式絕緣子6與底罐17用螺栓4連成一體。兩立罐19經橋接罐18連成一體，橋接導電桿11兩頭帶有螺紋，由此將兩下觸頭座8連接成一體，構成導電回路，橫移式動觸頭12與絕緣拉桿13用螺紋相連，絕緣拉桿13與液壓操動機構14相連接，連接法蘭15焊在立罐19上，在連接法蘭15內裝有動密封件16 ;液壓操動機構14兩端的動カ輸出分別于兩側絕緣拉桿13相連接。兩側立罐19與開關底座焊接成一體。
[0020]本發(fā)明高速機械開關的具體工作方式:
開關合閘:當液壓彈簧操動機構14接到合閘命令吋，液壓彈簧操動機構14同步帶動兩側的絕緣拉桿13及橫移式動觸頭12快速向合閘方向運動，橫移式動觸頭12經水平運動在液壓操動機構14同步帶動兩側的絕緣拉桿13的在儲能作用下同時與上觸頭座7及下觸頭座8緊密連接定位，從而構成了導電回路，此導電回路是由ー側的接線端子1、帶導電桿的復合套管2、上觸頭座7、下觸頭座8、橋接導電桿11再經另ー側的下觸頭座8、上觸頭座7、帶導電桿的復合套管2、接線端子I構成，滿足了電路導通的功能，見圖1。
[0021]開關分閘:當液壓操動機構14接到分閘操作命令時，液壓操動機構14帶動兩側的絕緣拉桿13及橫移式動觸頭12快速向分閘方向運動，所述分閘方向也就是同時向內移動，使橫移式動觸頭12離開上觸頭座7與下觸頭座8，從而在上觸頭座7與下觸頭座8之間迅速形成復合式契型觸頭結構隔離斷ロ H，從而隔斷了導電回路，滿足了分斷電路的功能，見圖2。
[0022]開關SF6氣體的充放氣:開關的充放氣是由SF6氣體充放氣閥和壓カ表9來完成的。
【權利要求】
1.一種超高速機械開關，其特證在于:它包括帶導電桿的復合套管(2)、復合式契型觸頭結構的上靜觸頭座(7)、復合式契型觸頭結構的下靜觸頭座(8)、橫拉式動觸頭系統(tǒng)以及橋接導電桿(11)各個結構所構成的主導電回路，上靜觸頭座(7)和下靜觸頭座(8)設置在充有六氟化硫氣體的密閉的立罐(19 )內，上靜觸頭座(7 )設置在下靜觸頭座(8 )上方，上靜觸頭座(7 )和下靜觸頭座(8 )位置對應，上靜觸頭座(7 )和下靜觸頭座(8 )之間留有橫拉式開關斷口，立罐(19)對稱的設置在充有六氟化硫氣體的橋接罐(18)兩端，立罐(19)與橋接罐(18 )聯通，立罐(19 )與橋接罐(18 )形成“H”形結構；橋接導電桿(11)設置在橋接罐(18)內，橋接導電桿(11)與兩側的下靜觸頭座(8)連接形成導電結構；橫拉式動觸頭系統(tǒng)設置在橋接罐(18)上方；橫拉式動觸頭系統(tǒng)兩端的橫移式動觸頭(12)伸進立罐(19)內并在使用時伸進上靜觸頭座(7)和下靜觸頭座(8)之間的橫拉式開關斷口內連接上靜觸頭座(7)和下靜觸頭座(8);帶導電桿的復合套管(2)與上靜觸頭座(7)連接，復合套管(2)的導電桿連接接線端子(I)。
2.根據權利要求1所述的超高速機械開關，其特證在于:兩個橫移式動觸頭(12)為同步動作的聯動結構，其動作方向是向內為分閘，向外為合閘，使橫拉式觸頭在上下觸頭座之間的水平橫向運動實現分合閘操作。
3.根據權利要求1所述的超高速機械開關，其特證在于:上靜觸頭座(7)和下靜觸頭座(8)使用導電良好的金屬材料并采用±60-70°的平面形式相對構成，上靜觸頭座(7)和下靜觸頭座(8)之間的最短距離為滿足絕緣電壓斷口要求的距離；橫拉式動觸頭使用導電良好的金屬材料且與上下一對靜觸頭座采用相反的角度，依靠液壓操動機構儲能的水平預應張力使橫移式動觸頭(12)與上靜觸頭座(7)和下靜觸頭座(8)在電路閉合時完全緊密地接觸在一起，形成可靠的導電通路的結構；在液壓操動機構的操作下，通過橫移式動觸頭(12)的高速水平運動可以與上靜觸頭座(7)和下靜觸頭座(8)進行水平橫向的分離與閉合，實現了分合閘操作。
4.根據權利要求1所述的超高速機械開關，其特證在于:絕緣的上靜觸頭座(7)和下靜觸頭座(8)與橫移式動觸頭(12)垂直間隔之間使用絕緣性能優(yōu)越的材料局部填充，消除在電路分斷狀態(tài)時電路中可能出現的短時電壓對雙向靜觸頭座垂直間隔間的產生的尖端放電效應，滿足耐受額定等級電壓的絕緣性能。
5.根據權利要求1所述的超高速機械開關，其特證在于:橫移式動觸頭(12)通過絕緣拉桿(13)與橫拉式動觸頭系統(tǒng)中的液壓操動機構(14)相連接。
【文檔編號】H01H3/24GK103578877SQ201310547766
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年11月8日 優(yōu)先權日:2013年11月8日
【發(fā)明者】蘇東海, 富英, 賈濤 申請人:沈陽工業(yè)大學