一种多断口高压直流断路器 |
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| 申请号 | CN201510548153.4 | 申请日 | 2015-08-31 | 公开(公告)号 | CN105244208A | 公开(公告)日 | 2016-01-13 |
| 申请人 | 国家电网公司; 江苏省电力公司; 江苏省电力公司滨海县供电公司; 滨海强源电气实业有限公司; | 发明人 | 张怡; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种多断口高压直流 断路器 ，包括：灭弧室阵列，由若干个相同的灭弧室排列组成；联动板，其平行设置在所述灭弧室阵列的两端，所述联动板灭弧室的动导电杆固定连接；驱动机构，其与所述联动板连接。本发明的多断口高压直流断路器解决了高压直流电不易开断的技术问题，且开断性能高，提高了直流断路器的有效开断 电压 等级。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种多断口高压直流断路器，其特征在于，包括： |
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| 说明书全文 | 一种多断口高压直流断路器技术领域[0001] 本发明属于高压断路器技术领域，特别是一种多断口高压直流断路器。 背景技术[0002] 随着我国经济的持续快速发展，整个社会对电力的需求量也越来越大，电网的容量不断扩大，迫使电压等级不断提高，目前国内大多数高压输送线直接采用126kV电压等级，高压断路器得到大量使用。随着用电需求的不断增加，考虑到我国的自然地理条件以及能源和负荷中心的分布特点使得超远距离、超大容量的电力传输成为必然。为了减少输电线路的损耗和节约宝贵的土地资源，需要一种经济、高效的输电方式。而特高压直流输电是一种经济、高效、超远距离、超大容量的输电方式，具有输送容量大，输电距离长等特点，具有非常良好的经济性。高压直流断路器是直流输电系统的必要变送电设备，用于开断直流输电系统中的大直流电，而由于直流电没有自然过零这一特点，需要采取特殊的手段才能将大直流电开断，保障输电线路的安全运行，现有技术中常常采用强迫过零的方式，使得断路器断口间的电流过零，从而使得电弧熄灭，断路器完成开断过程。 [0003] 而现有技术的不足之处在于，直流断路器开断过程中，电弧电流非常大，而采用强迫过零的方式断口间的起弧时间过长，容易烧损触头，且强迫过零这种方式开断不可靠，容易造成严重的电力事故。 发明内容[0004] 针对上述技术问题，本发明公开了一种多断口高压直流断路器，采用多断口同时开断的方式，对断路器两端的总电压进行分压，每个端口之间的电压相对较少，同时开断时，电弧电流较小，更容易开断，解决了高压直流电不易开断的技术问题。 [0005] 为了实现根据本发明的目的，提供了一种多断口高压直流断路器，包括： [0006] 灭弧室阵列，由若干个相同的灭弧室排列组成，每个所述灭弧室为单动灭弧室，其内相对设置有一个动触头和一个静触头，所述动触头通过动导电杆从所述灭弧室一端引出，所述静触头通过静导电杆从所述灭弧室另一端引出，每个所述灭弧室上下面齐平设置，每个所述灭弧室的动导电杆朝向、静导电杆朝下设置，每个所述动导电杆之间间隔连接有导电连杆，每个所述静导电杆之间间隔连接有导电连杆，形成若干个灭弧室串联结构的灭弧室阵列，其首尾两个灭弧室的一端空接；联动板，其平行设置在所述灭弧室阵列的上端，所述联动板分别与每个所述动导电杆之间的所述导电连杆固定连接；驱动机构，其通过驱动杆与所述联动板连接。 [0007] 优选的，所述灭弧室阵列设置在同一个断路器壳体中，每个所述灭弧室与所述断路器壳体内壁固定。 [0008] 优选的，所述断路器壳体内部抽真空或充有绝缘气体。 [0009] 优选的，所述灭弧室阵列的首尾两个灭弧室空接端的导电杆从所述断路器壳体中引出，作为断路器的进出接线柱，所述联动板通过所述驱动杆从所述断路器壳体中引出，其引出端与所述驱动机构连接。 [0010] 优选的，所述联动板由绝缘材料构成，其底面设置有若干个凹槽，每个所述灭弧室的动导电杆之间的导电连杆固定设置在所述凹槽中。 [0011] 一种多断口高压直流断路器，包括： [0012] 灭弧室阵列，由若干个相同的灭弧室排列组成，每个所述灭弧室为双动灭弧室，其内相对设置有第一动触头和第二动触头，所述第一动触头通过第一动导电杆从所述灭弧室一端引出，所述第二动触头通过第二动导电杆从所述灭弧室另一端引出，每个所述灭弧室上下面齐平设置，每个所述灭弧室的第一动导电杆朝上、第二动导电杆朝下设置，每个所述第一动导电杆之间间隔连接有导电连杆，每个所述第二动导电杆之间间隔连接有导电连杆，形成若干个灭弧室串联结构的灭弧室阵列，其首尾两个灭弧室的一端空接；两块联动板，其分别平行设置在所述灭弧室阵列的上下两端，每块所述联动板与所述第一或第二动导电杆之间的所述导电连杆固定连接；两个驱动机构，其上下对称设置在所述联动板的两端，并通过驱动杆与一个所述联动板连接，两个所述驱动机构联动控制。 [0013] 优选的，所述灭弧室阵列设置在同一个断路器壳体中，每个所述灭弧室与所述断路器壳体内壁固定。 [0014] 优选的，所述断路器壳体内部抽真空或充有绝缘气体。 [0015] 优选的，所述灭弧室阵列的首尾两个灭弧室空接端的导电杆从所述断路器壳体中引出，作为断路器的进出接线柱，所述联动板通过所述驱动杆从所述断路器壳体中引出，其引出端与所述驱动机构连接。 [0016] 优选的，所述联动板由绝缘材料构成，其与灭弧室阵列相对面设置有若干个凹槽，所述灭弧室阵列一侧的导电连杆固定设置在一个所述联动板上的所述凹槽中。 [0017] 本发明至少包括以下有益效果： [0018] 1、多断口同时开断，电弧电流更小，燃弧时间更短，有效保护了断路器触头； [0019] 2、开断时间快，有效提高了断路器的开断性能，有力保障了输电系统的运行安全； [0020] 3、两个触头之间的断口间电弧不易复燃，避免了断路器重合闸造成的安全隐患； [0021] 4、断路器的开断电压更高，可用于更高的直流输电系统中，提高输电效率； [0022] 5、该断路器具有结构紧凑、体积小、效率高、易于产品化等特点。 [0024] 图1是所述灭弧室阵列的结构示意图； [0025] 图2是所述灭弧室阵列的俯视结构示意图； [0026] 图3是所述灭弧室阵列的仰视结构示意图； [0027] 图4是第一种实施例的断路器安装结构示意图； [0028] 图5是第一种实施例的断路器整体结构示意图； [0029] 图6是第二种实施例的断路器安装结构示意图； [0030] 图7是第二种实施例的断路器整体结构示意图。 具体实施方式[0032] 应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。 [0033] 如图1-5所示的是根据本发明的多断口高压直流断路器的第一种实现形式，其中包括： [0034] 灭弧室阵列，如图1所示，其由若干个相同的灭弧室排列组成，本实施例中为了叙述方便，采用5个灭弧室排列结构，包括灭弧室110、120、130、140、150，每个所述灭弧室为单动灭弧室，也即是只有一个动触头和一个静触头，所述动触头通过动导电杆从所述灭弧室一端引出，所述静触头通过静导电杆从所述灭弧室另一端引出，其首尾两个灭弧室的一端空接，每个灭弧室的形状、参数都相同，且每个灭弧室上下面齐平设置，每个所述灭弧室的动导电杆111、121、131、141、151朝向、静导电杆113、122、132、142、152朝下设置，每个所述动导电杆之间间隔连接有导电连杆，每个所述静导电杆之间间隔连接有导电连杆，也就是静导电杆113和122通过导电连杆112连接，动导电杆121和131通过导电连杆123连接，静导电杆132和142通过导电连杆134连接，动导电杆141和151通过导电连杆145连接，形成5个灭弧室串联结构的灭弧室阵列，动导电杆111和静导电杆152为断路器的进出线柱；联动板200，如图4所示，其为一块平面结构，并且平行设置在所述灭弧室阵列的上端，所述联动板200下表面分别与每个所述灭弧室的动导电杆之间的导电连杆固定连接，动导电杆 111上下穿过联动板200，并从其上表面向上引出；驱动机构300，其设置在联动板200的上端，并与所述联动板200通过驱动杆连接。驱动机构300驱动联动板上下运动，带动各个动触头同步合分闸运动，实现了直流断路器多断口的同步开断，电压在各个断口上实现分压，各个断口之间的电压较小，原则上灭弧室阵列的灭弧室越多，各断口电压越小，电弧电流更小，更易于熄弧，也就是提高了断路器开断直流电压的等级，减少了输电线路中的损耗，提高了输电效率，同时燃弧时间更短，有效保护了断路器触头，同时缩短了断路器的合分闸时间，提高了断路器的开断性能，更进一步说，提高了整个输电线路的安全性，断路器的开断性能更可靠，断路器各个动静触头分开后，断路器各触头间不易出现电弧的复燃，有力提高了断路器的可靠性，保证了整条输电线路的安全系数。 [0035] 上述技术方案中，所述灭弧室阵列设置在同一个断路器壳体400中，如图5所示，并且每个所述灭弧室与所述断路器壳体400内壁固定，从而使得灭弧室阵列整体与断路器壳体400固定。 [0036] 上述技术方案中，所述断路器壳体400内部抽真空或充有绝缘气体，提高内部的绝缘性能，防止各导电杆之间的放电现象，同时更进一步提高了断路器的灭弧性能，提高有效开断电压等级。 [0037] 上述技术方案中，所述灭弧室阵列的首尾两个灭弧室的空接导电杆从所述断路器壳体400中引出，作为断路器的进出接线柱，也就是动导电杆111和静导电杆152分别从断路器壳体400内部引出，分别与断路器进线柱410和出线柱420连接，所述联动板200也设置在所述断路器壳体400中，联动板200通过驱动杆210从所述断路器壳体400中向上引出，其引出端与所述驱动机构300连接，驱动机构300驱动联动板200上下运动，同步带动各动触头与各静触头实现合分闸运动，各触头间的电压均匀分布，电弧电流更小，易于熄弧，且燃弧时间更短，实现了断路器的合分闸过程，同时提高了断路器的合分闸速度，提高了断路器的开断性能，而且提高了断路器的开断电压等级，使得断路器可应用到更高电压等级的直流输电系统中，减少传输线路中的损耗，提高输电效率。 [0038] 上述技术方案中，所述联动板200由绝缘高热导的材料构成，其底面设置有若干个凹槽，其形状和位置与每个所述灭弧室的动导电杆之间的导电连杆形状与位置一致，每个所述灭弧室的动导电杆之间的导电连杆固定设置在所述凹槽中。 [0039] 第二种实施例，一种多断口高压直流断路器，如图6-7所示，其与第一种实施例的不同之处在于：每个所述灭弧室为双动灭弧室，分为第一、第二动触头，第一动触头与第一动导电杆连接，第二动触头与第二动导电杆连接，灭弧室阵列的两端分别设置有驱动机构，第一、第二动触头同步相向或相反同步运动，实现灭弧室的合分闸运动，合分闸速度更快，触头间的燃弧时间更短，其各项性能比实施例1更好，但操作的同步性要求比较高。具体结构为相应的在灭弧室阵列上下面齐平设置有两块联动板200和400，每个所述灭弧室的第一动导电杆111、121、131、141、151朝向、第二动导电杆113、122、132、142、152朝下设置，每个所述灭弧室的第一、第二动导电杆分别通过导电杆间隔导电连接，也就是第二动导电杆113和122通过导电连杆112连接，第一动导电杆121和131通过导电连杆123连接，第二动导电杆132和142通过导电连杆134连接，第一动导电杆141和151通过导电连杆145连接，形成5个灭弧室串联结构的灭弧室阵列，动导电杆111和静导电杆152为断路器的进出线柱；所述联动板200下表面分别与每个所述灭弧室的第一动导电杆之间的导电连杆固定连接，第一动导电杆111上下穿过联动板200，并从其上表面向上引出；所述联动板400上表面分别与每个所述灭弧室的第二动导电杆之间的导电连杆固定连接，第二动导电杆152上下穿过联动板200，并从其下表面向下引出；驱动机构300和500上下对称设置，且联动控制，驱动机构400通过驱动杆410与驱动机构500联动，驱动机构300和500驱动联动板 200和400上下运动，带动各第一、第二动触头同步合分闸运动，实现了直流断路器多断口的同步快速开断，相较于实施例1，实施例2的断路器合分闸速度更快，断路器的关断性能更佳。 [0040] 由上所述，本发明提供的多断口直流断路器，多断口同时开断，电弧电流更小，燃弧时间更短，有效保护了断路器触头；开断时间快，有效提高了断路器的开断性能，有力保障了输电系统的运行安全；断口间电弧不易复燃，避免了断路器重合闸造成的安全隐患；断路器的开断电压更高，可用于更高的直流输电系统中，提高输电效率；该断路器具有结构紧凑、体积小、效率高、易于产品化等特点，具有广泛的实用价值。 |
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