高压真空断路器
专利汇可以提供高压真空断路器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且高压 真空 断路器 ，属于电 力 系统保护装置，解决真空 开关 串联 运行的动静态均压问题，提高真空开关串联开断的可靠性。本 发明 采用三相独立结构，每一相由2～20个开关单元串联组成，每个开关单元由所述真空开关模 块 和 氧 化锌避雷器、阻容均压组件并联构成；阻容均压组件由均压电容、限流 电阻 和均压电阻构成，均压电容和限流电阻串联后，再与均压电阻并联。本发明通过给每个真空开关模块并联均压电阻、均压电容和限流电阻以及氧化锌避雷器等元件，解决真空开关串联运行的动静态均压问题，能有效提高真空开关串联开断的可靠性。，下面是高压真空断路器专利的具体信息内容。
1. 一种高压真空断路器，采用三相独立结构，每一相包括串联的真空开关模块和电阻、电容器件，其特征在于：每一相由2～20个开关单元串联组成，每个开关单元由所述真空开关模块和氧化锌避雷器、阻容均压组件并联构成；所述阻容均压组件由均压电容、限流电阻和均压电阻构成，均压电容和限流电阻串联后，再与均压电阻并联。
2. 如权利要求1所述的高压真空断路器，其特征在于：所述真空开关模块包括真空灭弧室、操动机构、操作电源、控制器、光纤接口；真空灭弧室内的静触头与一端引线电连接，动触头与另一端 引线电连接，动触头受操动机构驱动，操动机构与控制器电连接，控制 器通过光纤接口接收外部控制信号，控制操作电源驱动操动机构，操作 电源为操动机构、控制器提供电源。
3. 如权利要求1或2所述的高压真空断路器，其特征在于： 所述真空开关模块中，操作电源由电流感应线圈、隔离开关、开关电源、蓄电池、直流/直流变换器、储能电容器组成，电流感应线圈输 出经隔离开关送入开关电源，经开关电源整流后对蓄电池进行浮充电， 并通过直流/直流变换器升压，对储能电容器充电。
高压真空断路器
技术领域
目前，在110千伏以上高压、超高压及大电流领域目前应用最为广 泛的六氟化硫（SF6)断路器由于环保原因将逐渐被限制使用，真空被认 为是最可能代替六氟化硫的绝缘、灭弧介质。但由于真空介质的特殊性 质，导致目前该真空开关模块以及其它真空断路器只适用于电压为35千 伏以下的中低压场合。
大连理工大学拥有的名称为"一种光控模块式高压真空开关"的专 利，专利号01127930、授权公告号CN1185668C;该专利由光控真空开关 模块串联构成高压真空开关，每个模块用真空灭弧室完成电流的接通与 分断，操动机构直接与灭弧室相连，用电流感应线圈从负载电流中取出 能量为蓄电池充电，由光电器件控制该蓄电池为操动机构供电，各模块 通过光纤在低电位端同步控制。
其中光控真空开关模块如图2、图3所示，当高压电流从模块的左端 盖引线6经过真空灭弧室7、电流感应线圈11到右端盖引线8时，电流 感应线圈11中感应出二次电流，经开关电源20为蓄电池22进行浮充电， 并通过图3所示的直流/直流变换器21升压，使储能电容器19保持充 电状态，控制器12控制储能电容器19放电，储能电容器19与操动机构 10的励磁线圈相接，操动机构10的输出杆直接与真空灭弧室7的动导电 杆相连，低电位端的控制信号经输入光纤16导入控制器12，经控制器 12中的光电转换元件变成电力电子开关器件的触发信号，使储能电容器
中的电能释放到操动机构10的励磁线圈中，完成真空灭弧室7的操动。 将真空开关模块简单地串联以提高真空开关的使用电压等级，会存 在模块间动静态电压分布不均的问题，可能导致个别灭弧室承担较高的 电压，从而导致串联的真空开关模块在开断时出现熄弧后多次重燃或重 击穿现象，降低开断成功概率。
发明内容
本发明的一种高压真空断路器，采用三相独立结构，每一相包括串
联的真空开关模块和电阻、电容器件，其特征在于：
每一相由2〜20个开关单元串联组成，每个开关单元由所述真空开 关模块和氧化锌避雷器、阻容均压组件并联构成；
所述阻容均压组件由均压电容、限流电阻和均压电阻构成，均压电 容和限流电阻串联后，再与均压电阻并联。
所述的高压真空断路器，其特征在于：
所述真空开关模块包括真空灭弧室、操动机构、操作电源、控制器、 光纤接口；真空灭弧室内的静触头与一端引线电连接，动触头与另一端 引线电连接，动触头受操动机构驱动，操动机构与控制器电连接，控制 器通过光纤接口接收外部控制信号，控制操作电源驱动操动机构，操作 电源为操动机构、控制器提供电源。
所述的高压真空断路器，其特征在于：
所述真空开关模块中，操作电源由电流感应线圈、隔离开关、开关
电源、蓄电池、直流/直流变换器、储能电容器组成，电流感应线圈输 出经隔离开关送入开关电源，经开关电源整流后对蓄电池进行浮充电， 并通过直流/直流变换器升压，对储能电容器充电。
当真空开关模块真空灭弧室动、静触头处于闭合状态时，操作电源 直接通过电流感应线圈从高压侧母线取电能，经过开关电源整流、滤波 和稳压后变为低压直流源给蓄电池充电，并经直流/直流变换器逆变和 整流后给储能电容器充电。
当高压真空断路器动作后，真空开关模块真空灭弧室动、静触头暂 时处于分闸状态或当电网停电时间较短时，电流感应线圈无法直接从电 网电流中取出能量，可以通过蓄电池继续供电；但当真空灭弧室动、静 触头处于分闸状态较长或当电网停电时间太长时，就要采用基于电光变 换的隔离电源来保证可靠取能。
对于串联真空开关模块，由于元件电压变化率参数dv/dt的差异以及 恢复时间的差异，导致开通与关断过程中元件承受的电压分配不均匀， 极端情况下可能支路电压会全部加在一个真空开关模块上，给真空开关 模块并联电容可以限制电压变化率dv/dt，为了限制开关触头闭合过程中 电容通过元件放电影响电流变化率di/dt，再给电容串联限流电阻，形成 RC阻容吸收均压电路。 '
同时，给每个真空开关模块并联氧化锌避雷器。这样，在弧后介质 恢复的过程中，某个真空开关模块灭弧室承受恢复电压过高时，与之并 联的氧化锌避雷器先动作，限制真空开关模块灭弧室触头间恢复电压， 避免灭弧室重燃或重击穿，从而串联的灭弧室共同完成分断过程。相较 单纯由电容器均压的串联运行方式，在氧化锌避雷器的辅助均压作用下， 开断过程更能减少真空开关模块灭弧室重击穿的次数，提高串联开断能 力。
本发明通过给每个真空开关模块并联均压电阻、均压电容和限流电 阻以及氧化锌避雷器等元件，解决真空开关串联运行的动静态均压问题， 能有效提高真空开关串联开断的可靠性。
附图说明
图1为本发明实施例示意图；
图中，真空开关模块l，氧化锌避雷器2，均压电容3，限流电阻4， 均压电阻5。
图2为构成本发明的真空开关模块结构示意图；
图中，左端盖引线6，真空灭弧室7，右端盖引线8，电源变换单元 与蓄电池9，操动机构IO，电流感应线圈ll，控制器12，绝缘外壳13, 光纤接口 14。
图3为真空开关模块的电气连接示意图；
图中，操动机构输出杆的位置传感器15，输入光纤16，输出光纤17， 隔离开关18，储能电容器19，开关电源20，直流/直流变换器21，蓄 电池22，光电送能端口23，操作电源24。
具体实施方式
均压电阻5起均压作用；均压电容3、限流电阻4串联支路起串联动 态均压作用，其中限流电阻4为了限制开关触头闭合过程中电容通过开 关触头的放电电流；同时均压电阻5与均压电容3、限流电阻4串联支路 构成回路，用来泻放操作暂态过程中均压电容3中存储的电场能量。同
时在每个真空开关模块1的两端并联氧化锌避雷器，合理选取避雷器残 压，限制断路器断口间恢复电压幅值，从而减小重燃或重击穿的可能性。 实现多个真空开关模块1的可靠串联运行。
本实施例中，真空开关模块l参数：40.5kV-1250A-31.5kA,均压电 容3的电容值为2nF;限流电阻4的电阻值为lkQ;氧化锌避雷器2残压 40kV。两个开关单元构成一个72.5kV-1250A-31.5kA真空断路器。
如图2所示，本发明的真空开关模块包括左端盖引线6，真空灭弧室 7，右端盖引线8，电源变换单元与蓄电池9，操动机构IO，电流感应线 圈11，控制器12，绝缘外壳13，光纤接口 14;其中，电源变换单元与 蓄电池9和电流感应线圈ll构成操作电源，真空灭弧室7内的静触头电 连接左端盖引线6，动触头电连接右端盖引线8，动触头受操动机构10 驱动，操动机构10与控制器12电连接，控制器12通过光纤接口 14接 收外部控制信号，控制操作电源驱动操动机构10，操作电源为操动机构 10、控制器12提供电源，上述各部件置于绝缘外壳13内。
操动机构可以由永磁体和线圈构成。
如图3所示，真空开关模块中，操作电源24由电流感应线圈11、隔 离幵关18、开关电源20、蓄电池22、直流/直流变换器21、储能电容 器19组成，其中开关电源20、蓄电池22、直流/直流变换器21、储能 电容器19共同组成图2中的电源变换单元与蓄电池9;电流感应线圈11 输出经隔离开关18送入开关电源20，经开关电源20整流后对蓄电池22 进行浮充电，并通过直流/直流变换器21升压，对储能电容器19充电。 在电流感应线圈11和隔离开关18之间预留光电送能端口 23，在高压真 空断路器动、静触头长期没有电流通过的情况下，从光电送能端口23为 蓄电池22和储能电容器19送能。
如图2、图3所示，当真空开关模块真空灭弧室动、静触头处于闭合
状态时，高压电流从左端盖引线6经过真空灭弧室7、电流感应线圈ll 到右端盖引线8，电流感应线圈11中感应出二次电流，经开关电源20为 蓄电池22进行浮充电，并通过直流/直流变换器21升压，使储能电容 器19保持充电状态，储能电容器19通过控制器12控制与操动机构10 的励磁线圈相接，操动机构10的输出杆直接与真空灭弧室7的动导电杆 相连，低电位端的控制信号经输入光纤16导入控制器12，经控制器12 中的光电转换元件变成电力电子开关器件的触发信号，使储能电容器19 中的电能释放到操动机构10的励磁线圈中，完成真空灭弧室7的操动。
电流感应线圈11采用环型铁心结构，感应出的二次电流送入开关电 源20和蓄电池22，并依次连接成自具型电源。当发生过载或短路使电流 感应线圈11的输出太高，并使蓄电池22的充电电压超出预定范围时， 控制器12将控制隔离开关18切断电流感应线圈11到开关电源20的通 路。隔离开关18采用工业级继电器。
控制器12由通用工业级元器件组成，包括光电转换元件、电力电子 开关元件、逻辑元件和受逻辑元件控制的为操动机构IO线圈电流换向的 继电器等。操动机构输出杆的位置传感器15信号送入控制器12，通过其 中的逻辑器件决定操动机构10励磁线圈中的电流方向；蓄电池22的电 压状态经光电变换元件传入输出光纤17供整机监控；绝缘外壳13用于 保证灭弧室处于分断状态时的断口外绝缘。
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
