專利名稱:變壓器中心點(diǎn)自動(dòng)短接間隙裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型涉及電力變壓器中心點(diǎn)的放電間隙裝置,是一種能自動(dòng)短接的變壓器中心點(diǎn)自動(dòng)短接間隙裝置,特別適合裝設(shè)于110kV、220kV有效接地高壓電網(wǎng)中變壓器的中心點(diǎn)與地網(wǎng)之間,用于保護(hù)變壓器中心點(diǎn)免受雷電過(guò)電壓,以及當(dāng)此類電網(wǎng)因偶然原因形成不接地的局部電網(wǎng)時(shí),工頻過(guò)電壓、弧光過(guò)電壓及系統(tǒng)過(guò)電壓對(duì)變壓器、電網(wǎng)系統(tǒng)及其它設(shè)備的傷害。
二.
背景技術(shù):
按現(xiàn)有設(shè)計(jì)規(guī)范,我國(guó)110kV、220kV電壓等級(jí)的高壓電網(wǎng)均采用有效接地運(yùn)行方式,見《中華人民共和國(guó)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T620-1997》第1頁(yè)3.1.1節(jié),即正常運(yùn)行時(shí)電網(wǎng)中變壓器的中心點(diǎn)應(yīng)有效接地,為地電位。其三相電壓UA、UB、UC相量圖見附圖1所示,有效接地運(yùn)行方式可以是電網(wǎng)中所有變壓器的中心點(diǎn)全部直接接地運(yùn)行,也可以是電網(wǎng)中變壓器的中心點(diǎn)采取選擇性接地方式運(yùn)行,目前主要采用后一種運(yùn)行方式,即不是將電網(wǎng)中所有變壓器中心點(diǎn)全部直接接地,而是將一部分變壓器的中心點(diǎn)直接接地,而另一部分變壓器中心點(diǎn)不接地,選擇性接地運(yùn)行方式中變壓器中心點(diǎn)接地原理圖如附圖2所示,T1、T2是變壓器,其中T1的中心點(diǎn)接地,T2的中心點(diǎn)不接地。實(shí)際運(yùn)行中,每個(gè)變電站內(nèi)一般采取1/2數(shù)量的變壓器中心點(diǎn)直接接地,而另外1/2數(shù)量的變壓器的中心點(diǎn)不接地運(yùn)行。之所以按選擇性接地方式運(yùn)行,其主要原因是如果此類電網(wǎng)中所有變壓器的中心點(diǎn)全部直接接地,一旦發(fā)生單相接地故障,故障點(diǎn)的電流非常大,造成斷路器切除故障困難,為了減小單相接地故障時(shí)的接地電流,同時(shí)選用經(jīng)濟(jì)型的斷路器,故采用選擇性接地方式運(yùn)行。為保護(hù)不接地變壓器的中心點(diǎn)免受雷電過(guò)電壓的損壞,原有的設(shè)計(jì)規(guī)程規(guī)定,不接地變壓器的中心點(diǎn)應(yīng)裝設(shè)避雷器。
這種選擇性接地電網(wǎng)在實(shí)際運(yùn)行中,由于各種偶然的原因,(如保護(hù)裝置動(dòng)作、斷路器動(dòng)作等)完全有可能造成一臺(tái)或數(shù)臺(tái)變壓器中心點(diǎn)不接地的局部電網(wǎng),在這偶然形成的局部不接地電網(wǎng)中,如發(fā)生單相接地故障,而系統(tǒng)又未及時(shí)將故障線路切除的情況下,故障相對(duì)地電壓將變?yōu)榱?或接近零電壓),變壓器中心點(diǎn)的電壓將由地電位升高到相電壓,非故障相的對(duì)地電壓將由相電壓升高到線電壓?,F(xiàn)假設(shè)故障相是B相,故障時(shí)的三相電壓相量圖見附圖3所示,在附圖3中,B相電壓為地電位,變壓器中心點(diǎn)的電壓是相電壓。如果發(fā)生單相間隙性弧光接地,則系統(tǒng)最高過(guò)電壓水平可達(dá)3.5倍p.u(p.u為正常運(yùn)行時(shí)相對(duì)地電壓的幅值)。由于此類電網(wǎng)中所用電氣設(shè)備都是按有效接地系統(tǒng),即相對(duì)地電壓為電網(wǎng)中線電壓的 來(lái)確定其絕緣水平的,因而當(dāng)出現(xiàn)上述工頻及弧光過(guò)電壓時(shí),將對(duì)設(shè)備造成極大的傷害或破壞。對(duì)于這種過(guò)電壓傷害,原設(shè)計(jì)規(guī)范中裝設(shè)于不接地變壓器中心點(diǎn)的避雷器是不起作用的,并且在其動(dòng)作電壓值選擇過(guò)低的情況下,一旦故障電壓產(chǎn)生則避雷器還有可能爆炸。為了減小傷害及破壞,局部不接地電網(wǎng)中變壓器中心點(diǎn)的過(guò)電壓保護(hù)最有效且最簡(jiǎn)單的辦法是在過(guò)電壓出現(xiàn)時(shí),立即將局部不接地電網(wǎng)中的一臺(tái)變壓器的中心點(diǎn)直接接地,使局部的不接地系統(tǒng)變成局部的有效接地系統(tǒng)。
于是,在1997年10月1日由原電力工業(yè)部頒布《中華人民共和國(guó)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T620-1997》,名稱是《交流電氣裝置的過(guò)電壓保護(hù)及絕緣配合》,其中第3頁(yè)4.1.1(B)部分,對(duì)選擇性接地電網(wǎng)中不接地變壓器中心點(diǎn)的過(guò)電壓保護(hù)方式作出明確規(guī)定,其原文如下“應(yīng)避免在110kV及220kV有效接地系統(tǒng)中偶然形成局部不接地系統(tǒng),并產(chǎn)生較高的工頻過(guò)電壓。對(duì)可能形成這種局部系統(tǒng)、低壓側(cè)有電源的110kV及220kV變壓器不接地的中心點(diǎn)應(yīng)裝設(shè)間隙。因接地故障形成局部不接地系統(tǒng)時(shí)該間隙應(yīng)動(dòng)作;系統(tǒng)以有效接地方式運(yùn)行發(fā)生單相接地故障時(shí),間隙不應(yīng)動(dòng)作”,并對(duì)有效接地系統(tǒng)不接地變壓器中心點(diǎn)的保護(hù)方式、間隙的動(dòng)作值的范圍都做了明確規(guī)定。所謂“間隙”實(shí)際上是相距一定距離的,端頭曲率半徑為4~5mm的金屬尖棒,裝配在同一軸線上,兩尖相對(duì),一端接變壓器中心點(diǎn),另一端接地。其工作原理是利用間隙在大氣中放電的伏--秒特性,即在雷電波作用下間隙的放電電壓較高,而在工頻電壓下放電電壓較低這一特性,從而滿足變壓器中心點(diǎn)雷電、工頻兩種過(guò)電壓的同時(shí)保護(hù)。在變壓器的中心點(diǎn)出現(xiàn)接近于相電壓的過(guò)電壓時(shí),間隙放電。間隙保護(hù)的實(shí)質(zhì)是當(dāng)變壓器中心點(diǎn)出現(xiàn)工頻過(guò)電壓時(shí),間隙擊穿放電形成弧道,通過(guò)低阻弧道將變壓器中心點(diǎn)接地,使偶然形成的局部不接地電網(wǎng)通過(guò)弧道變成零時(shí)性的有效接地系統(tǒng)。附圖4是現(xiàn)有間隙在現(xiàn)場(chǎng)與變壓器中心點(diǎn)的安裝示意圖,該間隙裝置包括間隙(1)、間隙絕緣支架(2)、接地支柱(19)和基座(13),間隙的接地極(12)與間隙的高壓極(11)相對(duì)應(yīng)并且兩極尖端相對(duì)保持在同一軸線上,一般情況下在間隙(1)的旁邊還并接一組人工接地刀閘(3),人工接地刀閘(3)與變壓器中心點(diǎn)相聯(lián),人工接地刀閘(3)閉合變壓器中心點(diǎn)直接接地;人工接地刀閘(3)打開則間隙投入,變壓器中心點(diǎn)不直接接地。通常在接地支柱(19)及人工接地刀閘(3)的接地引線上,還裝有電流互感器(6),用以測(cè)量接地電流。
上述標(biāo)準(zhǔn)頒布之日起至今,運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明以間隙保護(hù)變壓器的中心點(diǎn)是合理有效的。
在上述間隙裝置投入運(yùn)行后,取得實(shí)際效果的同時(shí),也暴露出了新的問(wèn)題和缺陷,主要表現(xiàn)為1.間隙放電的同時(shí),電流產(chǎn)生的大量的熱能將間隙燒損,使間隙距離變大,棒端形狀變壞,造成放電電壓及放電特性改變。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證實(shí)每次放電后,輕則需修整棒端形狀,重則要更換新的電極。2.中心點(diǎn)間隙的電弧放電,同樣會(huì)產(chǎn)生不利于變壓器及系統(tǒng)的過(guò)電壓,如長(zhǎng)時(shí)間存在對(duì)設(shè)備及電網(wǎng)運(yùn)行安全極為不利。3.強(qiáng)烈的電弧會(huì)引起工作人員的心理恐慌。
三.
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型解決了因間隙長(zhǎng)時(shí)間放電而被燒損的問(wèn)題,是一種能在間隙放電時(shí)自動(dòng)短接而保護(hù)間隙的變壓器中心點(diǎn)自動(dòng)短接間隙裝置。
本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的一種變壓器中心點(diǎn)自動(dòng)短接間隙裝置,包括間隙、絕緣支柱、接地支柱和基座,絕緣支柱的一端固定安裝在基座上,在絕緣支柱的另一端固定安裝有間隙的高壓極,接地支柱的一端固定安裝在基座上,在接地支柱的另一端固定安裝有間隙的接地極并與間隙的高壓極相對(duì)應(yīng),自動(dòng)短接刀閘安裝在接地支柱上或者安裝在接地支柱的上接地支柱與下接地支柱之間,自動(dòng)短接刀閘的刀閘定極固定安裝在絕緣支柱上并與間隙的高壓極導(dǎo)電連接,并且刀閘定極與自動(dòng)短接刀閘中的刀閘動(dòng)極相對(duì)應(yīng)。
上述自動(dòng)短接刀閘可包括運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)箱、刀閘支座、刀閘動(dòng)極、刀閘拐臂、弓形聯(lián)桿、聯(lián)桿支撐座、彈簧、軟連接導(dǎo)線和觸發(fā)裝置,刀閘支座和聯(lián)桿支撐座固定安裝在運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)箱內(nèi)的箱壁上,刀閘拐臂的中部鉸接在刀閘支座上,刀閘拐臂的一端有刀閘動(dòng)極,刀閘拐臂的另一端與弓型聯(lián)桿的一端相鉸接連接,刀閘拐臂與弓型聯(lián)桿構(gòu)成一個(gè)曲柄聯(lián)桿機(jī)構(gòu),弓型聯(lián)桿自身的中間拐點(diǎn)鉸接連接,弓型聯(lián)桿的另一端鉸接在聯(lián)桿支撐座上,弓型聯(lián)桿或/和刀閘拐臂與彈簧連接,軟連接導(dǎo)線的一端與接地支柱或與運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)箱或與地網(wǎng)導(dǎo)電相連,軟連接導(dǎo)線的另一端連著刀閘動(dòng)極,觸發(fā)裝置包括電磁鐵和鐵芯,且電磁鐵及鐵芯安裝于弓形聯(lián)桿拐點(diǎn)下方的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)箱內(nèi)的箱壁上;在絕緣支柱與間隙的高壓極之間安裝有高壓端金屬支柱,自動(dòng)短接刀閘的刀閘定極安裝在高壓端金屬支柱上并與自動(dòng)短接刀閘中的刀閘動(dòng)極相對(duì)應(yīng)。
上述彈簧可為拉力彈簧,而拉力彈簧一端固定安裝于聯(lián)桿支撐座上或聯(lián)桿支撐座一側(cè)的弓型聯(lián)桿一端,拉力彈簧的另一端固定安裝于弓型聯(lián)桿的另一端或刀閘拐臂上。
上述彈簧還可為扭力彈簧,而扭力彈簧套接在刀閘支座的鉸接軸上,扭力彈簧的一端固定于運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)箱內(nèi),扭力彈簧的另一端鉤住刀閘拐臂。
上述觸發(fā)裝置還可包括電磁鐵和鐵芯,電磁鐵線圈的一端通過(guò)電弧電流引線與接地支柱的上接地支柱或與間隙的接地極電導(dǎo)通,上接地支柱與運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)箱之間安裝有絕緣層,電磁鐵線圈的另一端與運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)箱或與接地支柱的下接地支柱或與地網(wǎng)電導(dǎo)通。
上述觸發(fā)裝置還可包括電磁鐵、鐵芯和脫扣電流互感器,而脫扣電流互感器安裝在接地支柱上,脫扣電流互感器的線圈與電磁鐵的線圈電導(dǎo)通并構(gòu)成回路。
上述觸發(fā)裝置還可包括電磁鐵、鐵芯和脫扣杠桿,而脫扣杠桿的中部鉸接在運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)箱內(nèi)的箱壁上,脫扣杠桿的一端安裝有合閘拉環(huán),脫扣杠桿的另一端位于弓形聯(lián)桿拐點(diǎn)的下方。
在上述接地支柱上可安裝有測(cè)量電流互感器;或/和,在弓形聯(lián)桿或刀閘拐臂或刀閘動(dòng)極所能觸發(fā)范圍內(nèi)的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)箱上還可安裝有位置開關(guān)。
在上述刀閘動(dòng)極上可有刀閘拉環(huán)。
自動(dòng)短接間隙裝置投入運(yùn)行時(shí),當(dāng)變壓器中心點(diǎn)出現(xiàn)過(guò)電壓時(shí),過(guò)電壓傳遞至放電間隙使其放電,產(chǎn)生電弧電流。電弧電流直接或(經(jīng)脫扣電流互感器)間接驅(qū)動(dòng)觸發(fā)裝置中的電磁鐵使鐵芯運(yùn)動(dòng),鐵芯撞擊弓形聯(lián)桿的拐點(diǎn),弓形聯(lián)桿曲折,在彈簧力的作用下刀閘動(dòng)極運(yùn)動(dòng),與刀閘定極相接觸,將放電間隙短接,在剩余彈簧力的作用下刀閘動(dòng)極保持穩(wěn)定。接地電流經(jīng)由刀閘定極、刀閘動(dòng)極、軟連接導(dǎo)線流入大地,變壓器中心點(diǎn)直接接地,放電間隙弧道熄滅。位置開關(guān)狀態(tài)接點(diǎn)改變,測(cè)量電流互感器輸出電流信號(hào)。
電網(wǎng)系統(tǒng)正常后,如需將變壓器中心點(diǎn)自動(dòng)短接間隙裝置重新投入,可用工具鉤住刀閘動(dòng)極,使其與刀閘定極分離,而刀閘動(dòng)極通過(guò)刀閘拐臂給彈簧儲(chǔ)能,當(dāng)弓形聯(lián)桿被拉伸至直線位置時(shí),彈簧拉力與弓形聯(lián)桿的推力相平衡,松開刀閘動(dòng)極,弓形聯(lián)桿反向微微彎曲,中間的拐點(diǎn)將落在觸發(fā)裝置的正上方,弓形聯(lián)桿重新處于平衡位置,變壓器中心點(diǎn)與接地網(wǎng)斷開,自動(dòng)短路間隙裝置投入;自動(dòng)短接間隙裝置投入后,如需人為將變壓器中心點(diǎn)直接接地,可用工具鉤住合閘拉環(huán),用力一拉,則合閘拉環(huán)帶動(dòng)脫扣杠桿直接推動(dòng)弓形聯(lián)桿的拐點(diǎn),使弓形聯(lián)桿越過(guò)直線位置,在彈簧力的作用下,刀閘動(dòng)極轉(zhuǎn)動(dòng)與刀閘定極相接觸,使變壓器中心點(diǎn)直接接地。
本實(shí)用新型可達(dá)到下述有益效果1.將間隙的電弧放電接地轉(zhuǎn)變成經(jīng)自動(dòng)短接刀閘的直接金屬接地。2.減少間隙因長(zhǎng)時(shí)間放電而對(duì)電極的燒損。3.降低因單相接地故障引發(fā)的工頻及弧光過(guò)電壓的水平。4.本實(shí)用新型動(dòng)作后,位置開關(guān)接點(diǎn)狀態(tài)改變,該接點(diǎn)信號(hào)與測(cè)量電流互感器二次電流兩個(gè)信號(hào)量,可為繼電保護(hù)裝置提供可靠的動(dòng)作依據(jù),以便保護(hù)裝置在必要情況下,將變壓器快速脫離電網(wǎng),保障設(shè)備安全。5.變壓器中心點(diǎn)自動(dòng)短接間隙裝置操作簡(jiǎn)單,維護(hù)方便,無(wú)需電源,可以取消原有的人工接地刀閘。
四.
附圖1是有效接地系統(tǒng)UA、UB、UC的三相電壓相量圖;附圖2是選擇性接地運(yùn)行方式中變壓器中心點(diǎn)接地原理圖;附圖3是局部不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)三相電壓相量圖;附圖4是現(xiàn)有間隙在現(xiàn)場(chǎng)與變壓器中心點(diǎn)的安裝示意圖;附圖5是本實(shí)用新型在現(xiàn)場(chǎng)與變壓器的安裝示意圖;附圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例1間隙投入狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖,附圖7是本實(shí)用新型實(shí)施例1間隙短接狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖;附圖8是本實(shí)用新型實(shí)施例2間隙投入狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖,附圖9是本實(shí)用新型實(shí)施例2間隙短接狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖;附圖10是本實(shí)用新型實(shí)施例3間隙投入狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖,附圖11是本實(shí)用新型實(shí)施例3間隙短接狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖;附圖12是本實(shí)用新型實(shí)施例4間隙投入狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖,附圖13是本實(shí)用新型實(shí)施例4間隙短接狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖;其中(1)間隙、(2)間隙絕緣支架、(3)人工接地刀閘、(4)變壓器中心點(diǎn)絕緣套管、(5)變壓器、(6)測(cè)量接地電流用電流互感器、(7)接地導(dǎo)電體、(8)現(xiàn)場(chǎng)安裝支柱、(9)人工接地刀閘操作手柄、(10)變壓器中心點(diǎn)自動(dòng)短接間隙裝置、(11)間隙的高壓極、(12)間隙的接地極、(13)基座、(14)絕緣支柱、(15)刀閘定極、(16)高壓端金屬支柱、(17)絕緣支撐棒、(18)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)箱、(19)接地支柱、(20)法蘭、(21)刀閘支座、(22)刀閘動(dòng)極、(23)刀閘拐臂、(24)弓形聯(lián)桿、(25)聯(lián)桿支撐座、(26)拉力彈簧、(27)扭力彈簧、(28)軟連接導(dǎo)線、(29)電磁鐵、(30)鐵芯、(31)絕緣層、(32)電弧電流引線、(33)脫扣電流互感器、(34)脫扣杠桿、(35)合閘拉環(huán)、(36)刀閘拉環(huán)、(37)位置開關(guān)、(38)測(cè)量電流互感器、(39)變壓器中心點(diǎn)引線;S是間隙的高壓極與間隙的接地極之間的間距,T、T1、T2是變壓器,A、B、C是變壓器的三相高壓套管,N是變壓器的中心點(diǎn)。
五.具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型不受下述實(shí)施例的限制,可根據(jù)上述本實(shí)用新型的技術(shù)方案和實(shí)際需要來(lái)確定具體的實(shí)施方式。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步描述實(shí)施例1如附圖6和7所示,該變壓器中心點(diǎn)自動(dòng)短接間隙裝置,包括間隙、絕緣支柱(14)、接地支柱(19)和基座(13),絕緣支柱(14)的一端固定安裝在基座上(13),在絕緣支柱(14)的另一端固定安裝有間隙的高壓極(11),接地支柱(19)的一端固定安裝在基座(13)上,在接地支柱(19)的另一端固定安裝有間隙的接地極(12)并與間隙的高壓極(11)相對(duì)應(yīng),自動(dòng)短接刀閘安裝在接地支柱(19)的上接地支柱與下接地支柱之間(或者自動(dòng)短接刀閘可安裝在接地支柱上),自動(dòng)短接刀閘的刀閘定極(15)固定安裝在絕緣支柱(14)上并與間隙的高壓極(11)導(dǎo)電連接,并且刀閘定極(15)與自動(dòng)短接刀閘中的刀閘動(dòng)極(22)相對(duì)應(yīng)。
其中還可進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)特征如下如附圖6和7所示,自動(dòng)短接刀閘包括運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)箱(18)、刀閘支座(21)、刀閘動(dòng)極(22)、刀閘拐臂(23)、弓形聯(lián)桿(24)、聯(lián)桿支撐座(25)、彈簧、軟連接導(dǎo)線(28)和觸發(fā)裝置,刀閘支座(21)和聯(lián)桿支撐座(25)固定安裝在運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)箱(18)內(nèi)的箱壁上,刀閘拐臂(23)的中部鉸接在刀閘支座(21)上,刀閘拐臂(23)的一端有刀閘動(dòng)極(22),刀閘拐臂(23)的另一端與弓型聯(lián)桿(24)的一端相鉸接連接,刀閘拐臂(23)與弓型聯(lián)桿(24)構(gòu)成一個(gè)曲柄聯(lián)桿機(jī)構(gòu),弓型聯(lián)桿(24)自身的中間拐點(diǎn)鉸接連接,弓型聯(lián)桿(24)的另一端鉸接在聯(lián)桿支撐座(25)上,刀閘拐臂(23)(或弓型聯(lián)桿,或刀閘拐臂和弓型聯(lián)桿)與彈簧連接;如附圖6和7所示,彈簧為拉力彈簧(26),而拉力彈簧(26)一端固定安裝于聯(lián)桿支撐座(25)上(或可固定安裝在聯(lián)桿支撐座一側(cè)的弓型聯(lián)桿一端),拉力彈簧(26)的另一端固定安裝于刀閘拐臂(23)上(或可固定安裝于弓型聯(lián)桿的另一端),根據(jù)所需要拉力的大小,拉力彈簧(26)可不止一根;軟連接導(dǎo)線(28)的一端與接地支柱(19)(或可與運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)箱或可與地網(wǎng))導(dǎo)電相連,軟連接導(dǎo)線(28)的另一端連著刀閘動(dòng)極(22);觸發(fā)裝置可包括電磁鐵(29)和鐵芯(30),且電磁鐵(29)及鐵芯(30)安裝于弓形聯(lián)桿(24)拐點(diǎn)下方的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)箱(18)內(nèi)的箱壁上,電磁鐵(29)線圈的一端通過(guò)電弧電流引線(32)與接地支柱(19)的上接地支柱(或可與間隙的接地極)電導(dǎo)通,上接地支柱與運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)箱(18)之間安裝有絕緣層(31),電磁鐵(29)線圈的另一端與運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)箱(18)(或可與接地支柱的下接地支柱或可與地網(wǎng))電導(dǎo)通,上述的電磁鐵(29)不局限為交流電磁鐵,只要增加整流器件,也可以是直流驅(qū)動(dòng)的電磁鐵,如附圖6和7所示,這樣有利于簡(jiǎn)化觸發(fā)裝置的構(gòu)成;觸發(fā)裝置還可包括脫扣杠桿(34),而脫扣杠桿(34)的中部鉸接在運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)箱(18)內(nèi)的箱壁上,脫扣杠桿(34)的一端安裝有合閘拉環(huán)(35),脫扣杠桿(34)的另一端位于弓形聯(lián)桿(24)拐點(diǎn)的下方,如附圖6和7所示;這樣便于進(jìn)行人工操作,還可將電磁鐵(29)中的鐵芯(30)下端設(shè)計(jì)在運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)箱(18)的外部,從而通過(guò)人工頂起鐵芯(30)下端達(dá)到進(jìn)行人工操作的效果;如附圖6和7所示,在絕緣支柱(14)與間隙的高壓極(11)之間可安裝有高壓端金屬支柱(16),即間隙的高壓極(11)可通過(guò)高壓端金屬支柱(16)安裝在絕緣支柱(14)的上端,自動(dòng)短接刀閘的刀閘定極(15)可安裝在高壓端金屬支柱(16)上并與自動(dòng)短接刀閘中的刀閘動(dòng)極(22)相對(duì)應(yīng),在上述的絕緣支柱(14)與運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)箱(18)之間可固定安裝有絕緣支撐棒(17),從而更有利于結(jié)構(gòu)的牢固;在接地支柱(19)上還可安裝有測(cè)量電流互感器(38);在弓形聯(lián)桿(24)拐點(diǎn)上方的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)箱(18)內(nèi)的箱壁上還可安裝有位置開關(guān)(37),測(cè)量電流互感器(38)的輸出及位置開關(guān)(37)的接點(diǎn)信號(hào)可通過(guò)接線遠(yuǎn)傳,有利于即時(shí)掌握本實(shí)用新型的工作狀態(tài);在刀閘動(dòng)極(22)上可有刀閘拉環(huán)(36),以便于操作,如附圖6和7所示。
使用時(shí)首先通過(guò)本實(shí)用新型的基座(13)直接將本實(shí)用新型固定安裝在現(xiàn)場(chǎng)安裝支柱(8)上;其次將變壓器中心點(diǎn)引線(39)與刀閘定極(15)(或可與高壓端金屬支柱或可與間隙的高壓極)電導(dǎo)通,并且通過(guò)接地導(dǎo)電體(7)將基座(13)接地;然后才能將本實(shí)用新型投入使用。
實(shí)施例1的工作過(guò)程如下1.間隙投入狀態(tài)如附圖6所示,刀閘動(dòng)極(22)不在水平位置,即變壓器中心點(diǎn)不接地,刀閘動(dòng)極(22)與刀閘定極(15)分離,弓形聯(lián)桿(24)的兩軸線不在一條直線上,A點(diǎn)是弓形聯(lián)桿(24)與聯(lián)桿支撐座(25)的鉸接點(diǎn),B點(diǎn)是弓形聯(lián)桿(24)的拐點(diǎn),C點(diǎn)是弓形聯(lián)桿(24)與刀閘拐臂(23)的鉸接點(diǎn),D是刀閘拐臂(23)與刀閘支座(21)的鉸接點(diǎn),A點(diǎn)、D點(diǎn)是固定的,B點(diǎn)及C點(diǎn)能以A點(diǎn)、D點(diǎn)為圓心轉(zhuǎn)動(dòng)。此時(shí),弓形聯(lián)桿(24)落在觸發(fā)裝置電磁鐵(29)的頂端,使得弓形聯(lián)桿(24)無(wú)法再向下運(yùn)動(dòng),在弓形聯(lián)桿(24)的軸線上產(chǎn)生對(duì)刀閘拐臂(23)的向外推力,A點(diǎn)和C點(diǎn)之間的拉力彈簧(26)處于被拉伸狀態(tài),在C點(diǎn),作用在刀閘拐臂(23)上的彈簧拉力與弓形聯(lián)桿(24)作用在刀閘拐臂(23)上的推力相平衡,弓形聯(lián)桿處于穩(wěn)定的等待狀態(tài)。間隙的接地極(12)與地網(wǎng)連通,間隙的高壓極(11)與變壓器中心點(diǎn)連通。
2.運(yùn)動(dòng)過(guò)程當(dāng)變壓器中心點(diǎn)產(chǎn)生過(guò)電壓時(shí),過(guò)電壓經(jīng)變壓器中心點(diǎn)引線(39)傳遞至間隙高壓極(11),當(dāng)過(guò)電壓超過(guò)間隙兩極間所能承受的最高電壓時(shí),間隙放電形成電弧,電弧將間隙兩端臨時(shí)短路,電弧電流經(jīng)間隙的接地極(12)→上接地支柱(19)→電弧電流引線(32)→電磁鐵(29)線圈→運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)箱(18)→下接地支柱(19)→基座(13)→接地導(dǎo)電體(7),注入地網(wǎng);當(dāng)電流超過(guò)電磁鐵(29)線圈的額定值時(shí),電磁鐵(29)動(dòng)作,推動(dòng)鐵芯(30)向上運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)的鐵芯(30)撞擊弓形聯(lián)桿(24)的拐點(diǎn)(B點(diǎn)),由于鐵芯(30)的撞擊,拐點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)離開B點(diǎn),與此同時(shí),弓形聯(lián)桿(24)運(yùn)動(dòng)到A、B、C三點(diǎn)處于一條直線的位置,并進(jìn)一步使彈簧被拉長(zhǎng),在運(yùn)動(dòng)的鐵芯(30)進(jìn)一步的推動(dòng)下,弓形聯(lián)桿(24)拐點(diǎn)越過(guò)A、B、C三點(diǎn)處于一條直線的位置,隨后弓形聯(lián)桿(24)對(duì)刀閘拐臂(23)失去支撐,在拉力彈簧(26)收縮力的作用下,拉力彈簧(26)帶動(dòng)刀閘拐臂(23)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),由于刀閘拐臂(23)和刀閘動(dòng)極(22)是一個(gè)整體,故刀閘動(dòng)極(22)同時(shí)逆時(shí)針向上運(yùn)動(dòng),刀閘動(dòng)極(22)端部卡入刀閘定極(15)內(nèi),并保證良好的強(qiáng)電接觸。
3.間隙短接狀態(tài)弓形聯(lián)桿(24)的拐點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最頂端B’點(diǎn)觸動(dòng)位置開關(guān)(37),刀閘拐臂(23)與弓形聯(lián)桿(24)的鉸接點(diǎn)也由C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C’點(diǎn),在拉力彈簧(26)剩余收縮力的作用下,弓形聯(lián)桿(24)處于新的機(jī)械平衡狀態(tài),刀閘動(dòng)極(22)保持在水平位置與刀閘定極(15)接觸,變壓器中心點(diǎn)經(jīng)刀閘動(dòng)極(22)直接接地,電弧電流熄滅。此時(shí),接地電流由刀閘定極(15)→刀閘動(dòng)極(22)→軟連接導(dǎo)線(28)→下段接地支柱(19)→基座(13)→接地導(dǎo)電體(7)注入地網(wǎng)。觸發(fā)裝置的電磁鐵(29)的線圈失電,鐵芯(30)失去磁力推動(dòng),自動(dòng)復(fù)位。位置開關(guān)(37)接點(diǎn)狀態(tài)改變,裝設(shè)于接地支柱(19)上的測(cè)量電流互感器(38),可將接地電流轉(zhuǎn)化為能夠測(cè)量的模擬信號(hào),自動(dòng)短接間隙裝置的狀態(tài)信號(hào)和反應(yīng)接地電流大小的模擬電流信號(hào),可通過(guò)電纜遠(yuǎn)傳。
4.人工操作變壓器中心點(diǎn)在刀閘動(dòng)極(22)直接接地的情況下,根據(jù)需要,如需將放電間隙重新投入,操作人員只需用工具鉤住刀閘拉環(huán)(36)向下拉開刀閘動(dòng)極(22),刀閘拐臂(23)以D點(diǎn)為中心順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),刀閘拐臂(23)拉伸拉力彈簧(26),弓形聯(lián)桿(24)的拐點(diǎn)由B’返回,弓形聯(lián)桿(24)再次伸直,當(dāng)弓形聯(lián)桿(24)到達(dá)A、B、C三點(diǎn)處于一條直線的位置時(shí),刀閘動(dòng)極(22)到達(dá)最下端位置,拉力彈簧(26)被拉伸至最長(zhǎng)位置,此時(shí)松開刀閘拉環(huán)(36),弓形聯(lián)桿(24)將反向微微彎曲,弓形聯(lián)桿(24)的拐點(diǎn)將落在觸發(fā)裝置電磁鐵(29)的上方,回到B點(diǎn),拉力彈簧(26)的拉力與弓形聯(lián)桿(24)的推力相平衡,弓形聯(lián)桿重新處于平衡位置,回到附圖6所示的狀態(tài),變壓器中心點(diǎn)與接地網(wǎng)斷開,變壓器中心點(diǎn)自動(dòng)短接間隙裝置投入運(yùn)行。
合閘拉環(huán)(35)用于變壓器中心點(diǎn)自動(dòng)短接間隙裝置裝置的人工短接操作。
本實(shí)用新型投入運(yùn)行后,根據(jù)運(yùn)行要求,如需人為將變壓器中心點(diǎn)直接接地,操作人員只需用工具鉤住合閘拉環(huán)(35),用力一拉,則合閘拉環(huán)(35)帶動(dòng)脫扣杠桿(34),使脫扣杠桿(34)的觸發(fā)端向上運(yùn)動(dòng),推動(dòng)弓形聯(lián)桿(24)的拐點(diǎn),當(dāng)弓形聯(lián)桿(24)越過(guò)A、B、C三點(diǎn)處于一條直線位置后,在彈簧拉力的作用下,刀閘動(dòng)極(22)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),與刀閘定極(15)相接觸,刀閘動(dòng)極(22)將間隙短接,使變壓器中心點(diǎn)直接接地,人工觸發(fā)后的自動(dòng)短接刀閘的工作過(guò)程與前述自動(dòng)觸發(fā)后的自動(dòng)短接刀閘的工作過(guò)程完全一致。
實(shí)施例2如附圖8和9所示,實(shí)施例2與實(shí)施例1的不同之處是實(shí)施例2的自動(dòng)短接刀閘中使用的不是附圖6和附圖7中的拉力彈簧(26),而是扭力彈簧(27)。扭力彈簧(27)套接在刀閘支座(21)的鉸接軸上,扭力彈簧(27)的一端在運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)箱(18)內(nèi)固定不能移動(dòng),另一端鉤住刀閘拐臂(23),扭力彈簧(27)的扭力在刀閘拐臂(23)上產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻耐屏?。?dāng)觸發(fā)裝置動(dòng)作,將弓形聯(lián)桿(24)推離A、B、C三點(diǎn)處于同一直線位置時(shí),扭力彈簧(27)將帶動(dòng)刀閘拐臂(23)逆時(shí)針運(yùn)動(dòng),使刀閘動(dòng)極(22)與刀閘定極(15)相接觸,剩余扭力能使刀閘動(dòng)極(22)保持水平位置,刀閘動(dòng)極(22)的端部卡入刀閘定極(15)并保持良好的強(qiáng)電接觸。
上述自動(dòng)短接刀閘中的扭力彈簧(27),是自動(dòng)短接刀閘的儲(chǔ)能器件,在扭力釋放過(guò)程中,帶動(dòng)弓形聯(lián)桿(24)及刀閘動(dòng)極(22)運(yùn)動(dòng),根據(jù)扭力的大小,扭力彈簧(27)可以不止一根,并在刀閘拐臂(23)的兩側(cè)安裝,其一端是固定不動(dòng)的,另一端與刀閘拐臂(23)相連接,并與刀閘拐臂(23)一起移動(dòng)。
實(shí)施例3如附圖10和11所示,實(shí)施例3與實(shí)施例1的不同之處是在實(shí)施例3中,在觸發(fā)裝置中由脫扣電流互感器(33)取代圖6、圖7中的絕緣層(31)和電弧電流引線(32),不將觸發(fā)裝置中電磁鐵(29)線圈串聯(lián)在上、下接地支柱(19)之間,即不把電磁鐵(29)線圈直接串聯(lián)在電弧電流回路內(nèi),而是在接地支柱(19)的下段安裝脫扣電流互感器(33),脫扣電流互感器(33)的二次電流與電磁鐵(29)的線圈實(shí)行電連接構(gòu)成回路,電弧電流產(chǎn)生時(shí),由脫扣電流互感器(33)的二次電流驅(qū)動(dòng)電磁鐵(29)的線圈,當(dāng)電流達(dá)到線圈額定值時(shí),使鐵芯(30)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)。在取消絕緣層(31)與電弧電流引線(32)的同時(shí),上段接地支柱(19)與運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)箱(18)直接電連接,與地網(wǎng)相通保持地電位。
上述觸發(fā)裝置中的電磁鐵(29)不局限為交流電磁鐵,只要增加整流器件,也可以是直流驅(qū)動(dòng)的電磁鐵。
實(shí)施例4如附圖12和13所示,實(shí)施例4與實(shí)施例3的不同之處是在實(shí)施例3中,在自動(dòng)短接刀閘中使用的不是附圖10和11中所示的拉力彈簧(26),而是扭力彈簧(27),扭力彈簧(27)套接在刀閘支座(21)的鉸接軸上,扭力彈簧(27)的一端在運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)箱(18)內(nèi)固定,不能移動(dòng),另一端鉤住刀閘拐臂(23),扭力彈簧(27)的扭力在刀閘拐臂(23)上產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻耐屏?。?dāng)觸發(fā)裝置動(dòng)作,將弓形聯(lián)桿(24)推離A、B、C三點(diǎn)處于同一直線位置時(shí),扭力彈簧(27)將帶動(dòng)刀閘拐臂(23)逆時(shí)針運(yùn)動(dòng),使刀閘動(dòng)極(22)與刀閘定極(15)相接觸,剩余扭力推動(dòng)刀閘動(dòng)極(22)保持水平位置,刀閘動(dòng)極(22)的端部卡入刀閘定極(15)內(nèi)并保持良好的強(qiáng)電接觸。
上述自動(dòng)短接刀閘中的扭力彈簧(27),是自動(dòng)短接刀閘的儲(chǔ)能器件,在扭力釋放過(guò)程中,帶動(dòng)弓形聯(lián)桿(24)及刀閘動(dòng)極(22)運(yùn)動(dòng),根據(jù)扭力的大小,扭力彈簧(27)可以不止是一根,并套接在刀閘支座(21)的鉸接軸上,在刀閘拐臂(23)的兩側(cè)安裝,其一端是固定不動(dòng)的,另一端與刀閘拐臂(23)相連接,并與刀閘拐臂(23)一起移動(dòng)。
在上述實(shí)施例中,電磁鐵(29)可選擇標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)產(chǎn)品。
在上述實(shí)施例中,測(cè)量電流互感器(38)以及脫扣電流互感器(33),可為穿芯式電流互感器,還可以選擇標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品。
在上述實(shí)施例中,自動(dòng)短接刀閘可以不止一套,刀閘動(dòng)極(22)可以垂直布置,即其運(yùn)動(dòng)方向可以由下而上,也可以由上向下;或者將刀閘動(dòng)極(22)水平布置,呈扇形或剪刀狀方式運(yùn)動(dòng)。
權(quán)利要求1.一種變壓器中心點(diǎn)自動(dòng)短接間隙裝置,包括間隙、絕緣支柱、接地支柱和基座,其特征在于絕緣支柱的一端固定安裝在基座上,在絕緣支柱的另一端固定安裝有間隙的高壓極,接地支柱的一端固定安裝在基座上,在接地支柱的另一端固定安裝有間隙的接地極并與間隙的高壓極相對(duì)應(yīng),自動(dòng)短接刀閘安裝在接地支柱上或者安裝在接地支柱的上接地支柱與下接地支柱之間,自動(dòng)短接刀閘的刀閘定極固定安裝在絕緣支柱上并與間隙的高壓極導(dǎo)電連接,并且刀閘定極與自動(dòng)短接刀閘中的刀閘動(dòng)極相對(duì)應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變壓器中心點(diǎn)自動(dòng)短接間隙裝置,其特征在于自動(dòng)短接刀閘包括運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)箱、刀閘支座、刀閘動(dòng)極、刀閘拐臂、弓形聯(lián)桿、聯(lián)桿支撐座、彈簧、軟連接導(dǎo)線和觸發(fā)裝置,刀閘支座和聯(lián)桿支撐座固定安裝在運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)箱內(nèi)的箱壁上,刀閘拐臂的中部鉸接在刀閘支座上,刀閘拐臂的一端有刀閘動(dòng)極,刀閘拐臂的另一端與弓型聯(lián)桿的一端相鉸接連接,刀閘拐臂與弓型聯(lián)桿構(gòu)成一個(gè)曲柄聯(lián)桿機(jī)構(gòu),弓型聯(lián)桿自身的中間拐點(diǎn)鉸接連接,弓型聯(lián)桿的另一端鉸接在聯(lián)桿支撐座上,弓型聯(lián)桿或/和刀閘拐臂與彈簧連接,軟連接導(dǎo)線的一端與接地支柱或與運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)箱或與地網(wǎng)導(dǎo)電相連,軟連接導(dǎo)線的另一端連著刀閘動(dòng)極,觸發(fā)裝置包括電磁鐵和鐵芯,且電磁鐵及鐵芯安裝于弓形聯(lián)桿拐點(diǎn)下方的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)箱內(nèi)的箱壁上;在絕緣支柱與間隙的高壓極之間安裝有高壓端金屬支柱,自動(dòng)短接刀閘的刀閘定極安裝在高壓端金屬支柱上并與自動(dòng)短接刀閘中的刀閘動(dòng)極相對(duì)應(yīng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變壓器中心點(diǎn)自動(dòng)短接間隙裝置,其特征在于彈簧為拉力彈簧,而拉力彈簧一端固定安裝于聯(lián)桿支撐座上或聯(lián)桿支撐座一側(cè)的弓型聯(lián)桿一端,拉力彈簧的另一端固定安裝于弓型聯(lián)桿的另一端或刀閘拐臂上;或者,彈簧為扭力彈簧,而扭力彈簧套接在刀閘支座的鉸接軸上,扭力彈簧的一端固定于運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)箱內(nèi),扭力彈簧的另一端鉤住刀閘拐臂。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的變壓器中心點(diǎn)自動(dòng)短接間隙裝置,其特征在于觸發(fā)裝置包括電磁鐵和鐵芯,電磁鐵線圈的一端通過(guò)電弧電流引線與接地支柱的上接地支柱或與間隙的接地極電導(dǎo)通,上接地支柱與運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)箱之間安裝有絕緣層,電磁鐵線圈的另一端與運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)箱或與接地支柱的下接地支柱或與地網(wǎng)電導(dǎo)通;或者,觸發(fā)裝置包括電磁鐵、鐵芯和脫扣電流互感器,而脫扣電流互感器安裝在接地支柱上,脫扣電流互感器的線圈與電磁鐵的線圈電導(dǎo)通并構(gòu)成回路。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的變壓器中心點(diǎn)自動(dòng)短接間隙裝置,其特征在于觸發(fā)裝置包括電磁鐵、鐵芯和脫扣杠桿,而脫扣杠桿的中部鉸接在運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)箱內(nèi)的箱壁上,脫扣杠桿的一端安裝有合閘拉環(huán),脫扣杠桿的另一端位于弓形聯(lián)桿拐點(diǎn)的下方。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的變壓器中心點(diǎn)自動(dòng)短接間隙裝置,其特征在于觸發(fā)裝置包括電磁鐵、鐵芯和脫扣杠桿,而脫扣杠桿的中部鉸接在運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)箱內(nèi)的箱壁上,脫扣杠桿的一端安裝有合閘拉環(huán),脫扣杠桿的另一端位于弓形聯(lián)桿拐點(diǎn)的下方。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或6所述的變壓器中心點(diǎn)自動(dòng)短接間隙裝置,其特征在于接地支柱上安裝有測(cè)量電流互感器;或/和,在弓形聯(lián)桿或刀閘拐臂或刀閘動(dòng)極所能觸發(fā)范圍內(nèi)的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)箱上安裝有位置開關(guān)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的變壓器中心點(diǎn)自動(dòng)短接間隙裝置,其特征在于接地支柱上安裝有測(cè)量電流互感器;或/和,在弓形聯(lián)桿或刀閘拐臂或刀閘動(dòng)極所能觸發(fā)范圍內(nèi)的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)箱上安裝有位置開關(guān)。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的變壓器中心點(diǎn)自動(dòng)短接間隙裝置,其特征在于接地支柱上安裝有測(cè)量電流互感器;或/和,在弓形聯(lián)桿或刀閘拐臂或刀閘動(dòng)極所能觸發(fā)范圍內(nèi)的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)箱上安裝有位置開關(guān)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或6或8或9所述的變壓器中心點(diǎn)自動(dòng)短接間隙裝置,其特征在于刀閘動(dòng)極上有刀閘拉環(huán)。
專利摘要一種變壓器中心點(diǎn)自動(dòng)短接間隙裝置,包括間隙、絕緣支柱、接地支柱和基座,絕緣支柱的一端固定安裝在基座上,絕緣支柱的另一端固定安裝有間隙的高壓極,接地支柱的一端固定安裝在基座上,接地支柱的另一端固定安裝有間隙的接地極并與間隙的高壓極相對(duì)應(yīng),自動(dòng)短接刀閘安裝在接地支柱上或者安裝在接地支柱的上接地支柱與下接地支柱之間,自動(dòng)短接刀閘的刀閘定極固定安裝在絕緣支柱上并與間隙的高壓極導(dǎo)電連接,并且刀閘定極與自動(dòng)短接刀閘中的刀閘動(dòng)極相對(duì)應(yīng)。其可達(dá)到下述有益效果減少間隙因長(zhǎng)時(shí)間放電而對(duì)電極的燒損;降低因單相接地故障引發(fā)的工頻及弧光過(guò)電壓的水平;可輸出狀態(tài)改變信號(hào);操作簡(jiǎn)單,維護(hù)方便,無(wú)需電源。
文檔編號(hào)H02H7/04GK2591834SQ0229345
公開日2003年12月10日 申請(qǐng)日期2002年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月24日
發(fā)明者楊遜弘, 楊亮初 申請(qǐng)人:楊遜弘