一種雙動(dòng)觸頭式快速開(kāi)關(guān)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
:
[0001]本發(fā)明涉及快速開(kāi)關(guān)，更具體涉及一種雙動(dòng)觸頭式快速開(kāi)關(guān)。
【背景技術(shù)】
:
[0002]近來(lái)，基于電壓源換流站(VSC)的高壓直流輸電系統(tǒng)(HVDC)的進(jìn)步使構(gòu)建直流電網(wǎng)(DC-grid)成為可能。相對(duì)于交流電網(wǎng)，直流電網(wǎng)短路電流大且上升速率快，對(duì)網(wǎng)絡(luò)危害更大。因此，需要可靠的高壓直路斷路器來(lái)迅速切除故障，以避免直流電網(wǎng)的電壓解列，保證換流站的正常運(yùn)行。為了減少對(duì)換流站的擾動(dòng)，尤其是減少對(duì)沒(méi)有連接到故障點(diǎn)的電纜和輸電線路的影響，應(yīng)在幾ms內(nèi)切除故障。
[0003]現(xiàn)有的機(jī)械式高壓直流斷路器可以在數(shù)十ms內(nèi)分?jǐn)嘀绷麟娏?，因其速度慢而無(wú)法滿(mǎn)足可靠直流電網(wǎng)的要求。用于直流斷路器的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)可以很容易的克服動(dòng)作速度上的限制，但其傳輸損耗較大，約占到電壓源型換流站損耗的30%，要克服上述阻礙，研發(fā)了一種用于高壓直流網(wǎng)絡(luò)的混合型直流斷路器。其中的快速開(kāi)關(guān)作為核心部件，對(duì)高壓直流斷路器的開(kāi)斷起到關(guān)鍵性作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

:
[0004]本發(fā)明的目的是提供一種雙動(dòng)觸頭式快速開(kāi)關(guān)，該快速開(kāi)關(guān)采用雙動(dòng)觸頭，減小了快速開(kāi)關(guān)的分合閘動(dòng)作時(shí)間。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:一種雙動(dòng)觸頭式快速開(kāi)關(guān)，所述開(kāi)關(guān)包括金屬封閉容器、由內(nèi)到外垂直依次設(shè)置在所述金屬封閉容器內(nèi)的對(duì)稱(chēng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和與所述對(duì)稱(chēng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接的對(duì)稱(chēng)緩沖機(jī)構(gòu)；所述對(duì)稱(chēng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)分別與二次控制回路連接；所述對(duì)稱(chēng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)分別與主回路連接。
[0006]本發(fā)明提供的一種雙動(dòng)觸頭式快速開(kāi)關(guān)，所述主回路包括設(shè)置在所述對(duì)稱(chēng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)間的并與其機(jī)械連接的對(duì)接式隔離開(kāi)關(guān)；所述二次控制回路檢測(cè)到故障或得到指令后控制所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)作，通過(guò)與所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)機(jī)械連接的所述主回路的隔離開(kāi)關(guān)完成主回路的分、合閘動(dòng)作。
[0007]本發(fā)明提供的一種雙動(dòng)觸頭式快速開(kāi)關(guān)，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為電磁斥力機(jī)構(gòu)，所述電磁斥力機(jī)構(gòu)包括分閘線圈、合閘線圈、金屬盤(pán)和連桿；所述分閘線圈和合閘線圈分別設(shè)置在所述金屬盤(pán)上下兩側(cè)并分別垂直與所述隔離開(kāi)關(guān)；所述金屬盤(pán)左右兩側(cè)分別連接至少一個(gè)雙穩(wěn)彈簧；所述雙穩(wěn)彈簧分別通過(guò)設(shè)置在所述分閘線圈和合閘線圈間并垂直于所述隔離開(kāi)關(guān)徑向方向的連桿與所述隔離開(kāi)關(guān)的觸頭剛性連接。
[0008]本發(fā)明提供的一種雙動(dòng)觸頭式快速開(kāi)關(guān)，所述二次控制回路包括與所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接的放電回路、與所述放電回路連接的儲(chǔ)能電容和電子監(jiān)控模塊；所述電子監(jiān)控模塊包括電流檢測(cè)模塊和控制模塊，通過(guò)單片機(jī)采集電流和控制回路；在所述放電回路里串聯(lián)光控開(kāi)關(guān)器件，以控制所述儲(chǔ)能電容放電。
[0009]本發(fā)明提供的另一優(yōu)選的一種雙動(dòng)觸頭式快速開(kāi)關(guān)，所述金屬封閉容器內(nèi)充入六氟化硫氣體。
[0010]本發(fā)明提供的再一優(yōu)選的一種雙動(dòng)觸頭式快速開(kāi)關(guān)，所述開(kāi)關(guān)的分合閘步驟為:
[0011]1、所述開(kāi)關(guān)分閘動(dòng)作時(shí),儲(chǔ)能電容一向所述分閘線圈放電產(chǎn)生持續(xù)I?2ms的脈沖電流；
[0012]2、在2?3ms時(shí)間內(nèi)，所述隔離開(kāi)關(guān)斷口形成，耐受額定40?60kV電壓；
[0013]3、分閘進(jìn)入緩沖階段時(shí)，儲(chǔ)能電容二向合閘線圈8放電產(chǎn)生持續(xù)I?2ms的脈沖電流，使得所述隔離開(kāi)關(guān)觸頭運(yùn)動(dòng)停止；
[0014]4、所述開(kāi)關(guān)合閘動(dòng)作時(shí),儲(chǔ)能電容三向合閘線圈8放電產(chǎn)生持續(xù)I?2ms的脈沖電流，使得所述隔離開(kāi)關(guān)閉合。
[0015]本發(fā)明提供的又一優(yōu)選的一種雙動(dòng)觸頭式快速開(kāi)關(guān)，所述步驟2中所述隔離開(kāi)關(guān)斷口形成是通過(guò)所述金屬盤(pán)因感應(yīng)渦流而受到電磁斥力F1作用運(yùn)動(dòng)，所述金屬盤(pán)通過(guò)所述連桿與所述隔離開(kāi)關(guān)觸頭直接剛性連接，2?3ms時(shí)間內(nèi)在所述電磁斥力F1的作用下運(yùn)動(dòng)15?30mm的行程。
[0016]本發(fā)明提供的又一優(yōu)選的一種雙動(dòng)觸頭式快速開(kāi)關(guān)，所述步驟3中的脈沖電流給所述金屬盤(pán)以反力F2來(lái)降低速度并通過(guò)所述緩沖機(jī)構(gòu)共同完成緩沖直至開(kāi)關(guān)觸頭運(yùn)動(dòng)停止；與金屬盤(pán)連接的所述雙穩(wěn)碟簧提供分閘保持力。
[0017]本發(fā)明提供的又一優(yōu)選的一種雙動(dòng)觸頭式快速開(kāi)關(guān)，所述步驟4中的脈沖電流對(duì)所述金屬盤(pán)產(chǎn)生的電磁斥力F3使得隔離開(kāi)關(guān)閉合，與所述金屬盤(pán)連接的雙穩(wěn)碟簧提供合閘保持力。
[0018]本發(fā)明提供的又一優(yōu)選的一種雙動(dòng)觸頭式快速開(kāi)關(guān)，所述快速開(kāi)關(guān)正常導(dǎo)通時(shí)，對(duì)接式所述隔離開(kāi)關(guān)閉合串聯(lián)在所述主電路中。
[0019]和最接近的現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明提供技術(shù)方案具有以下優(yōu)異效果
[0020]1、本發(fā)明采用雙動(dòng)觸頭設(shè)計(jì)減小了快速開(kāi)關(guān)的分合閘動(dòng)作時(shí)間；
[0021]2、本發(fā)明中的金屬盤(pán)與開(kāi)關(guān)觸頭直接剛性連接，降低可動(dòng)部分質(zhì)量，加快分、合閘速度；
[0022]3、本發(fā)明中的金屬盤(pán)邊緣設(shè)計(jì)雙穩(wěn)碟簧，減小連桿使用的長(zhǎng)度，降低可動(dòng)部分質(zhì)量;
[0023]4、本發(fā)明中的緩沖機(jī)構(gòu)與合閘線圈產(chǎn)生的電磁斥力共同作用，完成較短緩沖距離和高運(yùn)動(dòng)速度下的可靠緩沖；
[0024]5、本發(fā)明中的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與觸頭系統(tǒng)處于同一電位，串聯(lián)使用易于向高電壓等級(jí)擴(kuò)展；
[0025]6、本發(fā)明采用對(duì)接式觸頭設(shè)計(jì)，減輕了合閘時(shí)的彈跳。
【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1為本發(fā)明快速開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2為本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]其中，1-主回路，2-驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，3- 二次控制回路，4-緩沖機(jī)構(gòu)，5-隔離開(kāi)關(guān)，6_金屬封閉容器，7-分閘線圈，8-合閘線圈，9-連桿，I O-電子監(jiān)控模塊，11 -儲(chǔ)能電容一，12-放電回路，13-雙穩(wěn)碟簧，14-儲(chǔ)能電容二，15-儲(chǔ)能電容三，16-金屬盤(pán)。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0030]實(shí)施例1:
[0031]如圖1-2所示，本例的發(fā)明雙動(dòng)觸頭式快速開(kāi)關(guān)包括金屬封閉容器6、由內(nèi)到外垂直依次設(shè)置在所述金屬封閉容器6內(nèi)的對(duì)稱(chēng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)2和與所述對(duì)稱(chēng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)2連接的對(duì)稱(chēng)緩沖機(jī)構(gòu)4 ;所述對(duì)稱(chēng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)2分別與二次控制回路3連接；所述對(duì)稱(chēng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)2分別與主回路I連接。
[0032]所述主回路I包括設(shè)置在所述對(duì)稱(chēng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)2間的并與其機(jī)械連接的對(duì)接式隔離開(kāi)關(guān)5 ;所述二次控制回路3檢測(cè)到故障或得到指令后控制所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)2動(dòng)作，通過(guò)與所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)2機(jī)械連接的所述主回路I的隔離開(kāi)關(guān)5完成主回路I的分、合閘動(dòng)作。
[0033]所述驅(qū)動(dòng)機(jī)