專利名稱:能夠遮斷延遲過零的故障電流的高壓斷路器的制作方法
本發(fā)明涉及一種能夠遮斷延遲過零的故障電流的高壓斷路器。
更確切地說，涉及一種能夠遮斷具有準(zhǔn)周期T和延遲過零的交流故障電流的高壓斷路器，所述電流在故障發(fā)生瞬時t0后的最大時間推移tz·max-t0之后過零，所述時間推移tz·max-t0通過模擬或通過測試確定，該斷路器包含若干遮斷小室，串聯(lián)配置的各小室裝有能使小室在接續(xù)故障瞬時t0的瞬時t1處打開的裝置以及吹弧裝置，該吹弧裝置設(shè)計在瞬時t1和比瞬時tz·max-T稍早的一個瞬時tc之間工作。
在遮斷電流的過程中存在的主要問題是具有大的直流分量或延遲過零，因為某些類型的故障，例如在具有串聯(lián)補償?shù)慕涣鞲邏壕W(wǎng)絡(luò)中的故障的產(chǎn)生能遇到這種情況。直流分量的存在使得在持續(xù)幾個準(zhǔn)周期內(nèi)阻止電流過零。這就使得不可能利用常規(guī)的六氟化硫斷路器來遮斷電流。
為了解決這些問題，眾所周知的是通過適當(dāng)裝置增加電弧的拉伸。強的電弧拉伸使之能夠吸收直流分量的能量并使其趨近于零。
對于這個論題，法國專利文件No.2681724提示利用一個裝有用于形成若干串聯(lián)電弧的裝置的遮斷小室。
在法國專利文件No.2678770也已提出利用一個具有與常規(guī)強拉伸的遮斷小室相串聯(lián)的永久性熔絲的遮斷小室。當(dāng)斷開某一故障時熔絲的熔斷產(chǎn)生很強的電弧拉伸，使故障電流的直流分量很快地衰減。
另外公知的是，網(wǎng)絡(luò)由于直流分量所具有的能量可以通過暫時在回路中插入一個電阻而得到吸收。一個適當(dāng)?shù)碾娮枘軌蚴怪绷鞣至吭谙鄬^短的時間內(nèi)趨近于零。這樣一種配置方案介紹在法國專利文件No.2683937中。
再有公知的是，一個與電感器相串聯(lián)的大容量的電容器與斷路器的遮斷小室并聯(lián)配置，導(dǎo)致當(dāng)斷路器斷開時產(chǎn)生振蕩，增加了電弧拉伸并且引起電弧的不穩(wěn)定性，從而有利于降低直流分量以及有利于使電流過零。這種實例介紹在法國專利文件No.2684486中。
這些解決方案都需要使用新穎的器件。本發(fā)明的目的是僅利用常規(guī)的遮斷小室來解決遮斷延遲過零的故障電流的難題，本發(fā)明的斷路器僅僅要求對控制裝置進行一點特別簡單的改進。
根據(jù)本發(fā)明，斷路器包含吹氣流速降低裝置，用于使吹氣延長到處于tz·max-T和tz·max+T范圍之中的某一瞬間t2。
最好，使瞬時t2基本上等于tz·max。
實際考慮，時間t2-t0基本上等于7個準(zhǔn)周期。
當(dāng)吹弧裝置由一個活塞構(gòu)成時，該活塞通過相對于帶有一個移動的滅弧觸頭的移動裝置的位移協(xié)同工作并且該裝置在由正常的操作條件所限定的正常斷開速度下產(chǎn)生正常的開斷位移，吹氣流速降低裝置是一個用于在閾值位移d之外使移動裝置的減速裝置。
最好，閾值位移d是介于2D/3和D的范圍中的、正常行程的某一百分值，其中D是移動裝置的總的正常行程。
當(dāng)減速時，移動裝置按照恒定速度移動是可取的。
對于一個包含驅(qū)動移動裝置的液壓操動機構(gòu)和包含一個聯(lián)接到與一個環(huán)協(xié)同工作的阻尼圓錐體的活塞的斷路器來說，該減速裝置由一個在活塞和圓錐體之間延伸某一長度的圓柱體以及調(diào)節(jié)環(huán)來構(gòu)成是可取的，調(diào)節(jié)該環(huán)以便得到在環(huán)本身和該長度的圓柱體之間的某一徑向間隙量。
這種配置方案具有的優(yōu)點是不需要智能的故障電流檢測裝置并且是完全自動地進行的。
下面通過參閱表示本發(fā)明優(yōu)選實施例的附圖更詳細地介紹本發(fā)明。

圖1是表示延遲過零的交流電流變化的波形圖。
圖2是貫穿常規(guī)斷路器的局部縱斷面圖。
圖3是表示本發(fā)明的第一種改型斷路器的移動的滅弧觸頭位移隨時間變化的曲線圖。
圖4是表示本發(fā)明的第二種改型斷路器的移動的滅弧觸頭位移隨時間變化的曲線圖。
圖5是貫穿包含本發(fā)明的減速裝置的液壓操作機構(gòu)的縱斷面圖。
圖1的振蕩波形表示延遲過零的故障電流。沿橫座標(biāo)標(biāo)繪時間，沿縱座標(biāo)標(biāo)繪電流。電流軸按千安標(biāo)度，時間軸以任選時間單位標(biāo)度。
術(shù)語“準(zhǔn)周期”用在這里是指明顯與真正周期性變化不一致的波形的“周期”。在電力供電網(wǎng)絡(luò)中的準(zhǔn)周期的一般量值為1/50和1/60秒。
故障電流在t0出現(xiàn)并延遲某段時間接著過零。這種變化過程通過測試和/或模擬可以確定，并且對于一指定的網(wǎng)絡(luò)和預(yù)期的故障電流，因此可以確定在過零前的最大的持續(xù)時間亦就確定所述過零的瞬時tz·max。
在瞬時t0故障電流出現(xiàn)時，發(fā)出斷開斷路器的指令，斷路器在瞬時t1斷開。
圖2表示本發(fā)明的能夠遮斷這種故障電流的斷路器的遮斷小室。它是一個常規(guī)氣吹小室，在絕緣外套10內(nèi)包含有電流遮斷元件，該元件包含一個構(gòu)成靜止主觸頭的第一金屬管2和與第一金屬管同軸并構(gòu)成靜止滅弧觸頭的第二管3。這兩個觸頭連接到第一電流接線端。該外套充有幾巴壓力的、具有良好介電特性的氣體，例如六氟化硫。
移動裝置包含金屬管4和吹氣管7，金屬管4沿伸一個防電暈帽5并裝有橫向金屬隔斷12，金屬隔斷12帶有構(gòu)成移動主觸頭的觸指6，吹氣管7延伸有構(gòu)成移動滅弧觸頭的觸指8。隔斷12被用于通過吹弧氣體的孔所貫通并帶有由絕緣材料制成的吹氣噴嘴9。由配置在管4內(nèi)部的靜止活塞11來推動吹氣。管4連接到第二電流接線端。
斷路器每相都包含若干這樣的遮斷小室。
移動裝置的位移由圖3和圖4所示曲線來限定。
串聯(lián)的各遮斷小室裝有在接續(xù)故障瞬時t0的瞬時t1處將各小室打開的裝置，該裝置與在瞬時t1和稍后某一瞬時之間工作的吹弧裝置成一體。
按常規(guī)方式，移動裝置以按照正常工作條件限定的正常斷開速度產(chǎn)生正常工作位移，這一位移在各附圖上所示瞬時tc處結(jié)束。根據(jù)本發(fā)明，從閾值位移d開始，移動裝置的位移被改進，以便在處于tz·max-T和tz·max+T的范圍中的某一瞬時t2處于終止，并且t2基本上等于tz·max是可取的。
在圖3曲線圖上所示的第一改進方案中，閾值位移d最好為正常行程的某一百分值，處在2D/3和D的范圍內(nèi)，其中D是正?？偟男谐獭Ｔ谶@一閾值位移d處，移動裝置被減速到最好為一恒定速度，以便在瞬時t2處到達總行程D。
在圖4所示的第二變型方案中，閾值位移d等于正常斷開時的總行程D。總行程D′然后增加并大于D。
也可以通過當(dāng)減速時改變速度和/或改變移動裝置總的行程，設(shè)想一些中間的變型方案。
在這樣的條件下，當(dāng)在瞬時t1處觸頭斷開時，在滅弧觸頭3、8之間產(chǎn)生電弧，并且在一般故障的過程中，該電弧利用吹弧氣體按常規(guī)方式所熄滅。假如故障電流延遲過零，持續(xù)利用吹氣，直到瞬時t2，在最不利的條件下，仍然可以熄滅電弧。
測試和模擬試驗已經(jīng)表明，實用上時間t2最好基本等于110毫秒。
在所有的可能改型方案中，移動裝置的位移可以用各種不同的方式改變。
圖5表示當(dāng)移動裝置利用液壓操作機構(gòu)移動時的用于使移動裝置減速的裝置的優(yōu)選實施例。
該圖表示處于斷開位置下的液壓操作機構(gòu)，即在該位置下各觸頭是斷開的。操作機構(gòu)的活塞20處在其行程的端部處。為到達這個位置，由控制線圈發(fā)出“斷開”指令，使加壓的液體經(jīng)止回閥21被排空。不再受滑塊23推入作用的滑動閥22因此在它的返回彈簧24的推動下向右位移(在該圖上)。因此它關(guān)閉了經(jīng)過油道25由入口32供給的加壓的油的通道，一般情況下使活塞20處于與各觸頭在閉合位置相對應(yīng)的最高位置的壓力油經(jīng)過油道26而被排空，該油道已由滑塊23所放開。
按照常規(guī)方式，活塞20裝有一個阻尼圓錐體27，圓錐體27在斷開過程中與環(huán)28協(xié)同工作，環(huán)28安裝在具有縱向間隙和徑向間隙的活塞殼體中。這種配置方案的功能是，在斷開的終點處，使活塞20減速，以便它按照圖3或圖4中的曲線部分A移動。環(huán)28的間隙首先用于使它本身自動地對中在圓錐體27上，其次使油在它本身和圓錐體27之間通過。
本發(fā)明的減速裝置由配置在活塞20和圓錐體27之間的某一長度的圓錐體29所構(gòu)成，并且該圓柱體29與圓錐體27最好構(gòu)成一體。圓柱體29的長度為l。環(huán)28是可調(diào)的，以便得到介于它本身和圓柱體部分29之間的某一徑向間隙j。
因此，在斷開過程中，初期觸頭的位移利用圓錐體27按常規(guī)方式被減慢，以便按照曲線部分A移動，在此之后，在由所選擇的圓柱體長度l所確定的時間階段t2-tc內(nèi)，利用所選擇的間隙j所確定的恒定速度被降低，以便按照圖3或圖4所示的直線部分B位移。
因此，實施本發(fā)明需要對已有的斷路器作最小的改動。
當(dāng)按圖3所示的曲線實施本發(fā)明時，所需的改動特別小。所需的一切是安裝阻尼圓錐體27，該圓錐體27與在已有活塞20上的圓柱體部分29相固定，在這種情況下，殼體30需加長。
當(dāng)按圖4的曲線實施時，活塞20的行程也需要加長，這意味著活塞桿和小室31必須也要加長。
根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的特性，可以使用若干遮斷小室。實際上，至少可以提供四個小室。例如，對800千伏的線路提供四個小室。
因此，不需要任何檢測故障電流的不同相位的智能裝置，遮斷小室一般從斷開起工作兩個周期。
權(quán)利要求
1．一種高壓斷路器，能夠遮斷延遲過零的、準(zhǔn)周期為T的交流故障電流，在故障發(fā)生的瞬時t0后的最大時間推移tz·max-t0以后，所述電流過零，所述時間推移tz·max-t0通過模擬或通過測試確定，該斷路器包含若干串聯(lián)的遮斷小室(1)，該遮斷小室(1)裝有使在接續(xù)故障瞬時t0的某一瞬時t1處使各小室(1)打開的裝置以及設(shè)計成在瞬時t1和比瞬時tz·max-T稍早的某一瞬時tc之間工作的吹弧裝置，該斷路器的特征在于，它包含吹氣流速降低裝置，用于使吹氣延長到位于tz·max-T和tz·max范圍之間的某一瞬時t2。
2．根據(jù)權(quán)利要求
1的斷路器，其特征在于，瞬時t2等于tz·max。
3．根據(jù)權(quán)利要求
1或2的斷路器，其特征在于，時間t2-t0等于7個準(zhǔn)周期。
4．根據(jù)權(quán)利要求
1的斷路器，其特征在于，吹弧裝置由一個活塞(11)構(gòu)成，該活塞(11)通過相對于帶有一個移動的滅弧觸頭(8)的移動裝置的位移協(xié)同工作并且該裝置在由正常操作條件下所限定的正常斷開速度產(chǎn)生正常的開斷位移，該吹氣流速降低裝置是一個在閾值位移d之外使該移動裝置減速的減速裝置。
5．根據(jù)權(quán)利要求
4的斷路器，其特征在于，閾值位移d是其正常行程的某一百分值，介于2D/3和D范圍之中，其中D是移動裝置的總的正常行程。
6．根據(jù)權(quán)利要求
4或5的斷路器，其特征在于，當(dāng)減速時，移動裝置按照恒定速度移動。
7．根據(jù)權(quán)利要求
6的斷路器，其特征在于，包含一個驅(qū)動該移動裝置的液壓操作機構(gòu)和包含一個活塞(20)，該活塞(20)連接到一個與環(huán)(28)協(xié)同工作的阻尼圓錐體(27)上，該減速裝置是由配置在活塞(20)和圓錐體(27)之間的某一長度的圓柱體部分(29)和環(huán)(28)構(gòu)成的，該環(huán)(28)是可調(diào)的，以便得到在它本身和該長度的圓柱體之間的某一徑向間隙量(j)。
專利摘要
一種高壓斷路器，能夠遮斷準(zhǔn)周期為T并延遲過零的交流故障電流，在故障發(fā)生瞬時t
文檔編號H01H33/00GKCN1043386SQ94117089
公開日1999年5月12日 申請日期1994年10月12日
發(fā)明者喬斯林·特朗布雷, 瑞訥·多徹, 安德烈·李弗朗西斯 申請人:Gec阿爾斯托姆T&D公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan