專利名稱：超高壓真空斷路器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高壓斷路器，特別涉及一種由多個真空滅弧室極柱串聯(lián)組成的超高壓真空斷路器。
背景技術(shù)：
當(dāng)前在超高壓開關(guān)中均采用SF6斷路器作為唯一選用的斷路器。SF6氣體已被《京都議定書》指定為一種強(qiáng)的溫室效應(yīng)氣體，并建議于2030年全面禁用SF6氣體。因此當(dāng)前必須發(fā)明一種新型的高壓斷路器來代替SF6斷路器。串聯(lián)真空斷路器技術(shù)的優(yōu)越性和大開距永磁操動機(jī)構(gòu)的出現(xiàn)使得新型超高壓真空斷路器成為可能。全新的超高壓真空斷路器由此提出。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在創(chuàng)造出一種新原理和新結(jié)構(gòu)的超高壓真空斷路器。
實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明的技術(shù)解決方案是，該超高壓真空斷路器，其特點(diǎn)是，由多個串聯(lián)的真空滅弧室極柱、均壓電容器支撐、均壓電容器、串聯(lián)的絕緣子、絕緣斜拉支撐桿、底座構(gòu)成；串聯(lián)的絕緣子設(shè)置在底座上，絕緣子上端聯(lián)接均壓電容器支撐，均壓電容器支撐上端的均壓電容器組成“∧”型排列，整個超真空斷路器由絕緣斜拉支撐桿斜拉支撐；真空滅弧室極柱的最外層是陶瓷或其它絕緣材料制成中空的套管，其兩個端面處各有一接線端子；每個真空滅弧室極柱內(nèi)部的空間內(nèi)，設(shè)置有真空滅弧室本體和外絕緣介質(zhì)，真空滅弧室本體的一端有一導(dǎo)電環(huán)和一靜導(dǎo)電桿，另一端有一導(dǎo)電環(huán)和一動導(dǎo)電桿，動導(dǎo)電桿通過觸頭施壓彈簧組件組件與一帶有電容器組的長行程永磁操動機(jī)構(gòu)上的運(yùn)動導(dǎo)桿相聯(lián)接，長行程永磁操動機(jī)構(gòu)的旁邊設(shè)有一用于接受光信號和光、電、波能量，還可發(fā)射和傳送光信號的光電自動控制裝置。
本發(fā)明的其它一些特點(diǎn)是，所述光電自動控制裝置上設(shè)置有抗干擾的電磁屏蔽。
所述真空滅弧室本體在光電自動控制裝置控制下，接受外來光信號或光、電、波能量啟動電容器組，向長行程永磁操動機(jī)構(gòu)的分閘或合閘線圈放電，使斷路器分閘或合閘。
串聯(lián)的絕緣子為實(shí)心結(jié)構(gòu)。
真空滅弧室極柱內(nèi)真空滅弧室的外絕緣介質(zhì)可采用SF6氣體或硅油或變壓器油或硅脂。
在真空滅弧室極柱的兩端可另行增加散熱器，該散熱器與真空滅弧室外絕緣介質(zhì)配合來降低溫升和提高斷路器額定電流值。
本發(fā)明的超高壓真空斷路器采用大開距永磁操動機(jī)構(gòu)，并變革了操動機(jī)構(gòu)的布置方式，首次將操動機(jī)構(gòu)上移，操動機(jī)構(gòu)與真空滅弧室動導(dǎo)電桿直接通過觸頭施壓彈簧組件相連，省去絕緣拉桿組件和變直機(jī)構(gòu)，由此使得整機(jī)的零件數(shù)減小到同等級斷路器的1/3以下，大大提高了斷路器的可靠性，并使得起支撐作用的套管改為實(shí)心絕緣子，大幅度地提高了其機(jī)械強(qiáng)度，極大地減小了加工難度并降低加工成本。本發(fā)明斷路器不但結(jié)構(gòu)優(yōu)異，而且使用和操作比SF6斷路器更加優(yōu)越，更加經(jīng)濟(jì)，成為國內(nèi)外獨(dú)一無二的一種超高壓斷路器。
本發(fā)明將觸頭施壓彈簧組件，永磁操動機(jī)構(gòu)和光電自動控制裝置共同裝在一個密封的套筒內(nèi)，成為一個完整的單元體，設(shè)計先進(jìn)，裝配緊湊，操動方便。


圖1為本發(fā)明的超高壓真空斷路器的一相外形圖；圖中各符號為1-真空滅弧室極柱，2-均壓電容器支撐，3-均壓電容器，4-串聯(lián)的絕緣子，5-絕緣斜拉支撐桿(穩(wěn)定超高壓真空斷路器用)，6-底座。
圖2為真空滅弧室極柱圖；圖中各符號為101-真空滅弧室本體，102-帶有電容器組的永磁操動機(jī)構(gòu)，103-觸頭施壓彈簧組件，104-套管，105-動導(dǎo)電桿，106-光電自動控制裝置，107-接線端子，108-接線端子，109-靜導(dǎo)電桿，110-導(dǎo)電環(huán)，111-導(dǎo)電環(huán)，112電容器組。
五具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖和發(fā)明人給出的800kV超高壓真空斷路器實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
本發(fā)明的超高壓真空斷路器的結(jié)構(gòu)如圖1所示。由6個126kV真空滅弧室極柱1、均壓電容器支撐2、均壓電容器3、串聯(lián)的絕緣子4、絕緣斜拉支撐桿5、底座6構(gòu)成；串聯(lián)的絕緣子4設(shè)置在底座6上，絕緣子4上端聯(lián)接均壓電容器支撐2，均壓電容器支撐2上端的均壓電容器3組成“∧”型排列，整個真空斷路器由絕緣斜拉支撐桿5斜拉支撐；圖1中6個真空滅弧室極柱串聯(lián)聯(lián)接，每個真空滅弧室極柱1上并聯(lián)一個均壓電容器3，每2個均壓電容器3由1個均壓電容器支撐2聯(lián)接，形成“∧”形狀。6個直立的串聯(lián)絕緣子頂在均壓電容器支撐2上，支起2個真空滅弧室極柱及2個并聯(lián)均壓電容器。一共有3組串聯(lián)絕緣子支起6個串聯(lián)的真空滅弧室極柱及與其并聯(lián)的均壓電容器。絕緣斜拉支撐桿起到穩(wěn)固斷路器的作用。
本發(fā)明的單個真空滅弧室極柱布置如圖2所示。包括真空滅弧室本體101，帶有電容器組的永磁操動機(jī)構(gòu)102，觸頭施壓彈簧組件103，套管104，動導(dǎo)電桿105，光電自動控制裝置106，接線端子107，接線端子108，靜導(dǎo)電桿109，導(dǎo)電環(huán)110，導(dǎo)電環(huán)111。真空滅弧室極柱1的最外層是由陶瓷或其它絕緣材料制成中空的套管104，其兩端各有一接線端子107和一接線端子108；每個真空滅弧室極柱1內(nèi)，設(shè)置有真空滅弧室本體101和外絕緣介質(zhì)，真空滅弧室本體101的一端有導(dǎo)電環(huán)110和一靜導(dǎo)電桿109，另一端有導(dǎo)電環(huán)111和一動導(dǎo)電桿105，動導(dǎo)電桿105通過觸頭施壓彈簧組件103與一帶有電容器組的長行程永磁操動機(jī)構(gòu)102上的運(yùn)動導(dǎo)桿相聯(lián)接，永磁操動機(jī)構(gòu)102的下部設(shè)有一用來接收光信號和光、電、波能量，并可發(fā)射光信號的光電自動控制裝置106。
在圖2中極柱內(nèi)上部是真空滅弧室本體101，其動導(dǎo)電桿105與布置在下方的永磁操動機(jī)構(gòu)102運(yùn)動桿通過觸頭施壓彈簧組件聯(lián)接。電容器組112是永磁操動機(jī)構(gòu)102的一部分，位于永磁操動機(jī)構(gòu)兩邊。當(dāng)位于永磁操動機(jī)構(gòu)下方的光電自動控制裝置106接到信號后，啟動電容器組112向長行程永磁操動機(jī)構(gòu)的合閘線圈或分閘線圈放電，這時永磁操動機(jī)構(gòu)的運(yùn)動桿合閘或分閘，推動真空滅弧室的動觸頭閉合或拉開。
本發(fā)明的多斷口真空斷路器的特點(diǎn)是充分利用真空短間隙的特性，在同樣的總間隙下，將真空間隙分成多個串聯(lián)的斷口，它與單斷口相比具有固有的優(yōu)勢，其擊穿電壓的最大增長倍數(shù)可能達(dá)到Kn=UnU1=n(1-α)]]>式中Un-串聯(lián)n個真空滅弧室時的擊穿電壓值U1-單個真空滅弧室的固有擊穿電壓值α-系數(shù)，一般在0.4-0.7之間。
由6個串聯(lián)真空滅弧室組成的真空斷路器擊穿電壓的可能最大增長倍數(shù)為2.45倍(α＝0.5)，因此多斷口的擊穿統(tǒng)計概率比單斷口要小得多。因此采用多斷口串聯(lián)的真空斷路器是發(fā)展高壓和超高電壓等級真空斷路器的唯一途徑。
使用本發(fā)明，還可以在超高壓真空斷路器上可設(shè)置均壓環(huán)來提高絕緣性能。
本發(fā)明的超高壓真空斷路器結(jié)構(gòu)可用于額定電壓130kV到1100kV的真空斷路器中，如145kV，168kV，252kV，363kV，550kV，800kV和1100kV真空斷路器。
權(quán)利要求
1.一種超高壓真空斷路器，其特征在于，由多個串聯(lián)的真空滅弧室極柱1、均壓電容器支撐2、均壓電容器3、串聯(lián)的絕緣子4、絕緣斜拉支撐桿5、底座6構(gòu)成；串聯(lián)的絕緣子4設(shè)置在底座6上，絕緣子4上端聯(lián)接均壓電容器支撐2，均壓電容器支撐2上端的均壓電容器3組成“”型排列，整個超真空斷路器由絕緣斜拉支撐桿5斜拉支撐；真空滅弧室極柱1的最外層是陶瓷或其它絕緣材料制成中空的套管104，其兩個端面處有一接線端子107和一接線端子108；每個真空滅弧室極柱1內(nèi)部的空間內(nèi)，設(shè)置有真空滅弧室本體101和外絕緣介質(zhì)，真空滅弧室本體101的一端有一導(dǎo)電環(huán)110和一靜導(dǎo)電桿109，另一端有一導(dǎo)電環(huán)111和一動導(dǎo)電桿105，動導(dǎo)電桿105通過觸頭施壓彈簧組件組件103與一帶有電容器組112的長行程永磁操動機(jī)構(gòu)102上的運(yùn)動導(dǎo)桿相聯(lián)接，長行程永磁操動機(jī)構(gòu)102的旁邊設(shè)有一用于接受光信號和光、電、波能量，還可發(fā)射和傳送光信號的光電自動控制裝置106。
2.如權(quán)利要求1所述的超高壓真空斷路器，其特征在于，所述光電自動控制裝置106上設(shè)置有抗干擾的電磁屏弊。
3.如權(quán)利要求1所述的超高壓真空斷路器，其特征在于，所述真空滅弧室本體101在光電自動控制裝置106控制下，接受外來光信號或光、電、波能量啟動電容器組，向長行程永磁操動機(jī)構(gòu)102的分閘或合閘線圈放電，使斷路器分閘或合閘。
4.如權(quán)利要求1所述的超高壓真空斷路器，其特征在于串聯(lián)的絕緣子4為實(shí)心結(jié)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求1所述的超高壓真空斷路器，其特征在于真空滅弧室極柱1內(nèi)真空滅弧室的外絕緣介質(zhì)可采用SF6氣體或硅油或變壓器油或硅脂。
6.如權(quán)利要求1或5所述的超高壓真空斷路器，其特征在于在真空滅弧室極柱1的兩端可另行增加散熱器，該散熱器與真空滅弧室外絕緣介質(zhì)配合來降低溫升和提高斷路器額定電流值。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種超高壓真空斷路器。它由多個真空滅弧室極柱串聯(lián)組成，整個超高壓真空斷路器由陶瓷或其它絕緣材料制成的絕緣子作為絕緣支柱。在每個真空滅弧室極柱的套管內(nèi)安裝有高壓真空滅弧室，與真空滅弧室動導(dǎo)電桿通過觸頭施壓彈簧組件相連的永磁操動機(jī)構(gòu)和光電自動控制裝置。本發(fā)明將超高壓斷路器的操動機(jī)構(gòu)上移，省去了絕緣拉桿組件和變直機(jī)構(gòu)，簡化了布置和傳動方式，其零件數(shù)減小到相應(yīng)等級超高壓斷路器的1/3以下，結(jié)構(gòu)緊湊，提高了斷路器的可靠性，還可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制。起支撐作用的空心套管變?yōu)闄C(jī)械性能更好的實(shí)心絕緣子，極大地降低了加工難度和加工成本。其制造工藝簡單，造價低，使用壽命長，同步操作可達(dá)到微秒級，穩(wěn)定性高。
文檔編號H01H33/66GK1540696SQ20031010586
公開日2004年10月27日 申請日期2003年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月29日
發(fā)明者王季梅, 劉志遠(yuǎn), 修士新, 楊韌, 王仲奕 申請人:西安交通大學(xué)