高壓直流開斷實(shí)驗(yàn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種高壓直流開斷實(shí)驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]高壓直流輸電系統(tǒng)中，某些運(yùn)行方式的轉(zhuǎn)換和故障的切除需要采用直流轉(zhuǎn)換開關(guān)，而直流電流沒有過零點(diǎn)，所以開斷直流電流必須強(qiáng)迫過零。但當(dāng)直流電流強(qiáng)迫過零時(shí)，由于直流系統(tǒng)儲(chǔ)存著巨大的能量要釋放出來，釋放出的能量會(huì)在回路上產(chǎn)生過電壓，引起斷口間的電弧重燃，以致造成開斷失敗。我國(guó)已建的高壓直流換流站中采用的直流轉(zhuǎn)換開關(guān)均由三部分組成:1.由交流斷路器改造而成的轉(zhuǎn)換開關(guān)；2.以形成電流過零點(diǎn)為目的的振蕩回路；3.以吸收直流回路中儲(chǔ)存的能量為目的的耗能元件。振蕩回路和耗能元件成本車父尚，現(xiàn)有的直流轉(zhuǎn)換開關(guān)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造以及維護(hù)成本$父尚。提尚尚壓直流開關(guān)的快速開斷性能、降低制造成本，是高壓開關(guān)的發(fā)展方向。高壓開關(guān)的開斷可靠性由哪些因素制約，還需要研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的是提供一種高壓直流開斷實(shí)驗(yàn)裝置，以分析影響電弧參數(shù)的數(shù)據(jù)、發(fā)現(xiàn)電弧的發(fā)生規(guī)律，進(jìn)一步可以指導(dǎo)開關(guān)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本實(shí)用新型高壓直流開斷實(shí)驗(yàn)裝置的技術(shù)方案如下:高壓直流開斷實(shí)驗(yàn)裝置，包括裝置本體及位于裝置本體內(nèi)的觸頭組件，觸頭組件包括上下設(shè)置有靜弧觸頭、動(dòng)弧觸頭，所述實(shí)驗(yàn)裝置還包括驅(qū)動(dòng)所述靜弧觸頭、動(dòng)弧觸頭進(jìn)行分合閘的操動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述裝置本體具有供所述動(dòng)弧觸頭運(yùn)動(dòng)的腔體，所述靜弧觸頭、動(dòng)弧觸頭上分別連接有施加電壓端，通過施加電壓端施加電壓使靜弧觸頭、動(dòng)弧觸頭在合閘時(shí)形成閉合回路，裝置本體外側(cè)壁上設(shè)有用于觀察所述靜弧觸頭、動(dòng)弧觸頭在分閘時(shí)產(chǎn)生的電弧的觀察窗。
[0005]裝置本體上設(shè)有用于采集電弧的相應(yīng)數(shù)據(jù)的測(cè)量裝置。
[0006]測(cè)量裝置包括測(cè)量蓋板及溫度傳感器、氣體壓力傳感器，測(cè)量蓋板上設(shè)有對(duì)應(yīng)的溫度傳感器出線端及氣體壓力傳感器出線端。
[0007]裝置本體呈沿上下方向延伸的筒狀，所述裝置本體側(cè)壁上沿徑向凸設(shè)有測(cè)量筒，所述測(cè)量筒具有連通裝置本體的腔體的、用于放置所述溫度傳感器、氣體壓力傳感器的安裝空間，所述測(cè)量蓋板連接在所述測(cè)量筒上。
[0008]觸頭組件由靜弧觸頭、動(dòng)弧觸頭組成。
[0009]操動(dòng)機(jī)構(gòu)為電機(jī)驅(qū)動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)包括伺服電機(jī)及位于伺服電機(jī)與動(dòng)弧觸頭之間的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[0010]伺服電機(jī)的輸出軸的軸線與所述動(dòng)弧觸頭的運(yùn)動(dòng)方向垂直。
[0011]裝置本體上于所述靜弧觸頭與動(dòng)弧觸頭之間設(shè)有防爆片。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果:本實(shí)用新型提供的高壓直流開斷實(shí)驗(yàn)裝置，可以模擬動(dòng)弧觸頭、靜弧觸頭的分合閘過程，通過改變驅(qū)動(dòng)動(dòng)弧觸頭的操動(dòng)機(jī)構(gòu)的參數(shù)，可以改變動(dòng)弧觸頭的運(yùn)動(dòng)速度，就可通過設(shè)于裝置本體上的觀察窗觀察在不同分閘速度下的電弧形態(tài)，找出電弧的發(fā)生規(guī)律，進(jìn)一步指導(dǎo)開關(guān)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。
【附圖說明】
[0013]圖1是本實(shí)用新型高壓直流開斷實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2是圖1中的裝置本體的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3是本實(shí)用新型高壓直流開斷實(shí)驗(yàn)裝置中的操動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]本實(shí)用新型高壓直流開斷實(shí)驗(yàn)裝置的實(shí)施例:如圖1-3所示，高壓直流開斷實(shí)驗(yàn)裝置包括支架5及設(shè)于支架5上的裝置本體6，裝置本體6呈沿上下方向延伸的筒狀，裝置本體6內(nèi)設(shè)有觸頭組件，觸頭組件包括上下設(shè)置有靜弧觸頭8、動(dòng)弧觸頭9，裝置本體6具有供動(dòng)弧觸頭9運(yùn)動(dòng)的腔體。本實(shí)驗(yàn)裝置還包括驅(qū)動(dòng)靜弧觸頭8、動(dòng)弧觸頭9進(jìn)行分合閘的電機(jī)驅(qū)動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)。裝置本體上設(shè)有兩個(gè)施加電壓端以使靜弧觸頭、動(dòng)弧觸頭在合閘時(shí)形成閉合回路，一個(gè)是位于裝置本體的上端的施加電壓端1，另一個(gè)是位于裝置本體的側(cè)壁上的施加電壓端3。裝置本體6外側(cè)壁上設(shè)有用于觀察靜弧觸頭8、動(dòng)弧觸頭9在分閘時(shí)產(chǎn)生的電弧的觀察窗2，裝置本體6上于施加電壓端的上方凸設(shè)有觀察孔，觀察孔的外端安裝有蓋板14，蓋板14的材料采用丙烯酸，透光率達(dá)到90%以上，能夠耐受電弧發(fā)生時(shí)裝置本體內(nèi)產(chǎn)生的瞬時(shí)壓力沖擊?？墒褂酶咚贁z像機(jī)拍攝電弧的形態(tài)。
[0017]裝置本體6上于施加電壓端3的相對(duì)的一側(cè)設(shè)有用于采集電弧的相應(yīng)數(shù)據(jù)的測(cè)量裝置，測(cè)量裝置包括測(cè)量蓋板13及溫度傳感器、氣體壓力傳感器，測(cè)量蓋板13上設(shè)有對(duì)應(yīng)的溫度傳感器出線端11及氣體壓力傳感器出線端12。裝置本體6側(cè)壁上沿徑向凸設(shè)有測(cè)量筒10，測(cè)量筒10具有連通裝置本體的腔體的、用于放置溫度傳感器、氣體壓力傳感器的安裝空間，測(cè)量蓋板13連接在測(cè)量筒10上。
[0018]操動(dòng)機(jī)構(gòu)為電機(jī)驅(qū)動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)包括伺服電機(jī)4及位于伺服電機(jī)4與動(dòng)弧觸頭之間的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括拐臂19、絕緣拉桿18，絕緣拉桿可帶動(dòng)壓氣缸上下動(dòng)作，壓氣缸包括缸體和活塞17。壓氣缸16上連接有噴口 15。伺服電機(jī)的輸出軸的軸線與動(dòng)弧觸頭的運(yùn)動(dòng)方向垂直。在本實(shí)施例中，之所以采用伺服電機(jī)4作為動(dòng)力源，是考慮到采用常用的彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)，受到彈簧機(jī)構(gòu)自身特點(diǎn)的限制，無法實(shí)現(xiàn)對(duì)斷口開距、分合閘速度的調(diào)整，不能對(duì)電弧電壓、電流形態(tài)的影響因素進(jìn)行全面的研究。采用伺服電機(jī)，可以調(diào)整電機(jī)輸出軸的轉(zhuǎn)速及旋轉(zhuǎn)角度，通過傳動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)分合閘速度和斷口開距的調(diào)節(jié)。通過改變開距和分合閘速度來改變電弧溫度和形態(tài)，從而獲得更多的影響電弧參數(shù)的數(shù)據(jù)，有利于尋找電弧的發(fā)生規(guī)律和優(yōu)化開關(guān)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在其它實(shí)施例中，也可采用斷路器中常用的彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)作為操動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[0019]為了試驗(yàn)的安全性考慮，裝置本體上于靜弧觸頭與動(dòng)弧觸頭之間設(shè)有防爆片7，在裝置本體內(nèi)的氣體壓力過大時(shí)，防爆片優(yōu)先爆裂，釋放裝置本體內(nèi)的壓力。
[0020]在本實(shí)施例中，通過設(shè)置測(cè)量筒，使得相應(yīng)的傳感器的安裝更加方便，也更安全。在其它實(shí)施例中，也可直接在裝置本體上設(shè)置相應(yīng)的用于安裝傳感器的嵌入件，或者也將測(cè)量裝置設(shè)置成盒狀，測(cè)量裝置本身具有用于放置相應(yīng)的傳感器的安裝空間，并在測(cè)量裝置上預(yù)留對(duì)應(yīng)的傳感器出線端，以便與外界的數(shù)據(jù)采集裝置連接。
[0021]在本實(shí)施例中，觸頭組件由靜弧觸頭、動(dòng)弧觸頭組成，簡(jiǎn)化了斷口結(jié)構(gòu)，減少了動(dòng)、靜主觸頭，通過動(dòng)、靜弧觸頭的開斷產(chǎn)生電弧，這樣就減輕了動(dòng)弧觸頭運(yùn)動(dòng)組件的質(zhì)量，同時(shí)減小了動(dòng)、靜主觸頭間的摩擦力，在一定程度上提高了動(dòng)弧觸頭組件的運(yùn)動(dòng)速度，從而提高了分合閘速度。在其它實(shí)施例中，也可采用斷路器中常采用的觸頭組件，包括動(dòng)觸頭、靜觸頭。
[0022]進(jìn)一步地，通過增加拐臂19、壓氣缸16以及活塞17的長(zhǎng)度，增大了觸頭的最大開距，也即增加了動(dòng)弧觸頭組件的有效運(yùn)動(dòng)距離，有利于對(duì)分合閘速度以及開距的調(diào)整。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.高壓直流開斷實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:包括裝置本體及位于裝置本體內(nèi)的觸頭組件，觸頭組件包括上下設(shè)置有靜弧觸頭、動(dòng)弧觸頭，所述實(shí)驗(yàn)裝置還包括驅(qū)動(dòng)所述靜弧觸頭、動(dòng)弧觸頭進(jìn)行分合閘的操動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述裝置本體具有供所述動(dòng)弧觸頭運(yùn)動(dòng)的腔體，所述靜弧觸頭、動(dòng)弧觸頭上分別連接有施加電壓端，通過施加電壓端施加電壓使靜弧觸頭、動(dòng)弧觸頭在合閘時(shí)形成閉合回路，裝置本體外側(cè)壁上設(shè)有用于觀察所述靜弧觸頭、動(dòng)弧觸頭在分閘時(shí)產(chǎn)生的電弧的觀察窗。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓直流開斷實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述裝置本體上設(shè)有用于采集電弧的相應(yīng)數(shù)據(jù)的測(cè)量裝置。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高壓直流開斷實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述測(cè)量裝置包括測(cè)量蓋板及溫度傳感器、氣體壓力傳感器，測(cè)量蓋板上設(shè)有對(duì)應(yīng)的溫度傳感器出線端及氣體壓力傳感器出線端。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高壓直流開斷實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述裝置本體呈沿上下方向延伸的筒狀，所述裝置本體側(cè)壁上沿徑向凸設(shè)有測(cè)量筒，所述測(cè)量筒具有連通裝置本體的腔體的、用于放置所述溫度傳感器、氣體壓力傳感器的安裝空間，所述測(cè)量蓋板連接在所述測(cè)量筒上。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓直流開斷實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述觸頭組件由靜弧觸頭、動(dòng)弧觸頭組成。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓直流開斷實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述操動(dòng)機(jī)構(gòu)為電機(jī)驅(qū)動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)包括伺服電機(jī)及位于伺服電機(jī)與動(dòng)弧觸頭之間的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高壓直流開斷實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述伺服電機(jī)的輸出軸的軸線與所述動(dòng)弧觸頭的運(yùn)動(dòng)方向垂直。8.根據(jù)權(quán)利要求1至7任意一項(xiàng)所述的高壓直流開斷實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述裝置本體上于所述靜弧觸頭與動(dòng)弧觸頭之間設(shè)有防爆片。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種高壓直流開斷實(shí)驗(yàn)裝置，該實(shí)驗(yàn)裝置包括裝置本體及位于裝置本體內(nèi)的上下設(shè)置有靜弧觸頭、動(dòng)弧觸頭，實(shí)驗(yàn)裝置還包括驅(qū)動(dòng)動(dòng)、靜弧觸頭進(jìn)行分合閘的操動(dòng)機(jī)構(gòu)，靜弧觸頭、動(dòng)弧觸頭上分別連接有施加電壓端，裝置本體外側(cè)壁上設(shè)有用于觀察所述靜弧觸頭、動(dòng)弧觸頭在分閘時(shí)產(chǎn)生的電弧的觀察窗。本實(shí)用新型提供的高壓直流開斷實(shí)驗(yàn)裝置可以模擬動(dòng)弧觸頭、靜弧觸頭的分合閘過程，通過改變驅(qū)動(dòng)動(dòng)弧觸頭的操動(dòng)機(jī)構(gòu)的參數(shù)，可以改變動(dòng)弧觸頭的運(yùn)動(dòng)速度，就可通過設(shè)于裝置本體上的觀察窗觀察在不同分閘速度下的電弧形態(tài)，找出電弧的發(fā)生規(guī)律，進(jìn)一步指導(dǎo)開關(guān)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。
【IPC分類】G01R31/327
【公開號(hào)】CN205210268
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520866661
【發(fā)明人】張豪, 郭煜敬, 林生軍, 王之軍, 張博, 劉亞培
【申請(qǐng)人】平高集團(tuán)有限公司, 國(guó)家電網(wǎng)公司
【公開日】2016年5月4日
【申請(qǐng)日】2015年11月3日