[發明專利]一種中高壓超快速開關及直流斷路器

有效

• 申請號: 201310409033.7
• 申請日: 2013-09-10
• 公開（公告）號: CN103515163A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: 袁召;何俊佳;寧少飛;喻新林;尹小根;潘垣
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H01H71/24
• 分類號: H01H71/24;H01H71/68;H01H73/04
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 朱仁玲

技術領域

本發明屬于直流斷路器領域，更具體地，涉及一種中高壓超快速開關及直流斷路器。

背景技術

直流輸電與交流輸電相比，具有線路費用經濟、損耗低、功率調節簡單易行等優點，特別適合于超高壓、大容量、遠距離輸電。世界上運行的高壓直流輸電系統均為無分支的雙端網絡，原因在于沒有可供使用的高壓直流斷路器。這一缺陷不僅限制了高壓直流輸電優越性的發揮，也制約著多端直流電網的建立和發展。

當短路故障發生時，直流系統的低阻抗導致短路電流上升很快。因此直流斷路器必須能夠在短時間內可靠地切除短路故障。而目前國內外研究的直流斷路器無論是傳統機械式拓撲還是混合式拓撲，中高壓超快速開關都成為必不可少的裝置。

現有技術中通過采用兩組接觸元件和兩組驅動器裝置，來提高高電壓耐受能力，減小運動行程，縮短運動時間，但其結構復雜。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種結構簡單且性能可靠的中高壓超快速開關。

本發明提供了一種中高壓超快速開關，包括兩組動觸頭、兩個操動機構、兩個開關靜觸頭和兩組絕緣拉桿；定義絕緣拉桿方向為Y軸，兩個開關靜觸頭以Y軸為中心對稱布置；定義兩個開關靜觸頭的中心軸向為X軸；每一組動觸頭包括多個設置于所述絕緣拉桿上的表帶觸指動觸頭；當中高壓超快速開關閉合時，表帶觸指動觸頭與所述開關靜觸頭沿著Y軸向X軸方向對齊，形成一條通流路徑；當中高壓超快速開關分斷時，兩個操動機構沿著Y軸并遠離X軸方向運動，并帶動表帶觸指動觸頭分離，隔斷通流路徑。本發明提供的動觸頭采用表帶觸指，合閘時利用表帶觸指自己提供接觸壓力，結構簡單，具有更高的可靠性。

作為優選地，所述中高壓超快速開關還包括兩個金屬連桿、兩個限位擋板和兩個連接板；操動機構通過金屬連桿與連接板固定連接；一組絕緣拉桿的一端與所述連接板固定連接，一組絕緣拉桿的另一端懸空不接；多個第一表帶觸指動觸頭分別設置于多個絕緣拉桿上，限位擋板用于限定合閘行程的位置，在合閘時，所述限位擋板與連接板緊密貼合；分閘時，所述限位擋板與連接板分開；在合閘時，另一組動觸頭中的多個第二表帶觸指動觸頭與第一表帶觸指動觸頭均沿著Y軸向X軸方向運動并緊密貼合，使得靜、動觸頭形成通流路徑；分閘時，多個第二表帶觸指動觸頭與多個第一表帶觸指動觸頭沿著Y軸并遠離X軸方向運動。

作為優選地，所述中高壓超快速開關還包括與操動機構連接的驅動電源，用于給所述操動機構提供工作電源。

作為優選地，所述操動機構包括分閘固定線圈、分閘固定線圈固定件、可動線圈、可動線圈固定件、合閘固定線圈、合閘固定線圈固定件、支撐桿和金屬連桿；所述分閘固定線圈、所述可動線圈、所述合閘固定線圈同軸排列，分閘固定線圈和合閘固定線圈通過其固定件固定于所述支撐桿上，可動線圈設置于分閘固定線圈和合閘固定線圈中間，且設置于金屬連桿上，所述金屬連桿位于Y軸上；當操動機構處于分閘狀態時，可動線圈與合閘固動線圈緊密貼合并與分閘固定線圈之間保持一定間距；當操動機構處于合閘狀態時，可動線圈與分閘固定線圈緊密貼合并與合閘固定線圈之間保持一定間距。

作為優選地，所述操動機構包括碟簧保持裝置和緩沖裝置；所述碟簧保持裝置用于提供分、合閘保持力；所述緩沖裝置用于減小操動機構的分閘彈跳以及分閘操作時對操動機構的機械沖擊。

作為優選地，所述分閘固定線圈固定件、合閘固定線圈固定件和可動線圈固定件的材料均為非金屬材料。

作為優選地，與分閘固定線圈相對側的可動線圈固定件的壁厚小于相反側的壁厚。

本發明還提供了一種直流斷路器，包括中高壓超快速開關，所述中高壓超快速開關為上述的中高壓超快速開關。

本發明動觸頭采用表帶觸指，合閘時利用表帶觸指自己提供接觸壓力，與傳統動觸頭需利用彈簧等提供接觸壓力相比，結構簡單，具有更高的可靠性。本發明開關合閘行程由限位擋板限定，分閘行程由緩沖裝置限定，行程精準，減小了對操動機構及開關整體的沖擊。本發明開關的操動機構采用線圈-線圈式的電磁斥力機構，相對于線圈-盤式的電磁斥力機構具有更高的驅動效率。可動線圈通過固定件及高強度纏繞帶固定，與合閘固定線圈相對側加固定件、與分閘固定線圈相對側不加固定件，從而縮短分閘初始間隙，提高分閘驅動效率。本發明開關具有兩組動觸頭和兩個操動機構，當兩組動觸頭隨著兩個操動機構沿相反方向移動時，相對地實現兩倍的移動速度和移動距離。在相同的滿開距要求下，開關滿行程開斷時間基本減半。

附圖說明

圖1為本發明實施例提供的中高壓超快速開關的截面圖；