專利名稱：一種新型高壓無弧開關裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種高壓開關，特別是關于一種新型高壓無弧開關裝置。
背景技術：
高壓無弧開關是為適應現(xiàn)代智能化電網的要求應運而生的，在中高壓領域有著較好的發(fā)展趨勢。但是現(xiàn)有技術一般采用可關斷半導體器件和常規(guī)機械電力開關組成無弧開關裝置?？申P斷器件相對于二極管而言有過載力弱、緣緣和散熱成本高、電路復雜，價格昂貴等不足之處。常規(guī)機械電力開關相對于高速真空電力開關在操作速度和操控精度上是遠所不及的。
發(fā)明內容·針對上述問題，本實用新型的目的是提供一種新型高壓無弧開關裝置，能實現(xiàn)無弧開合，可靠性高。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取以下技術方案一種新型高壓無弧開關裝置，包括開關柜、操動機構、兩個串聯(lián)的高速真空開關，其特征在于在兩高速真空開關之間串接有電流互感器，在第一高速真空開關的頂部串接有電壓互感器，且第一高速真空開關頂部與上接線銅排連接，第二高速真空開關底部與下接線銅排連接；同時，在第二高速真空開關上并聯(lián)一高壓硅二級管。所述第一高速真空開關的頂部通過第一導電板與上接線銅排連接，所述電壓互感器串接到第一導電板上。從所述第一高速真空開關的底部依次通過軟連接和第二導電板連接到第二高速真空開關的頂部，所述電流互感器串接到第二導電板上。所述第二高速真空開關底部通過軟連接和第三導電板與下接線銅排連接，在第二導電板與第三導電板之間連接有所述高壓硅二級管，與所述第二高速真空開關構成并聯(lián)。所述第一高速真空開關和第二高速真空開關分別由一操動機構操動。本實用新型由于采取以上技術方案，其具有以下優(yōu)點1、本實用新型裝置是在兩串聯(lián)的聞壓開關的基礎上，在其中一開關上并聯(lián)一聞壓娃_■極管，電流的導通和分斷是利用二極管的單向導電特性在交流電流過零點自然換相和高速真空開關的選相配合切換而完成的，相對于已有技術在可靠性和性價比上有大幅提高，便于推廣應用，特別適合智能化電網的要求。2、高速真空開關切換過程是在無電流工況下進行的，因此該新型開關裝置的工作過程不產生電弧，進而其運行于系統(tǒng)或電網中，亦不會因其轉換工況而附加產生瞬態(tài)過電壓或沖擊電流。
圖I是本實用新型無弧開關結構圖；圖2是無弧開關主電路原理圖；[0012]圖3是無弧開關分合過程中，分合時刻與選相電壓(電流)的關系圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型進行詳細的描述。本裝置是采用新型高速真空開關與高壓硅二極管配合工作實現(xiàn)無弧分合的目的。高速真空開關選相投切且承擔持續(xù)載荷任務，高壓硅二極管在交流過零點自然換相而完成通或斷的任務，兩者配合工作可實現(xiàn)工頻50Hz，一個周期(20ms)時間內完全無電弧的開關切換，操作過程對電網或系統(tǒng)無沖擊，是一種具有節(jié)能和環(huán)保意義的新型開關裝置。如圖I所不，本裝置是在一真空開關柜I內，設置有兩個串聯(lián)的聞速真空開關Kl和K2。從第一高速真空開關Kl底部依次通過軟連接2和導電板3連接到第二高速真空開關K2的頂部，在此串接電路上還串接有電流互感器CT。第一高速真空開關Kl頂部通過導電板4與上接線銅排5連接；同時在第一高速真 空開關Kl頂部導電板4上還串接有電壓互感器PT。第二高速真空開關K2底部通過軟連接6和導電板7與下接線銅排8連接；同時在第二高速真空開關K2頂部的導電板3與底部的導電板7之間還連接一高壓硅二級管D，第二高速真空開關K2與高壓硅二級管D構成并聯(lián)連接。第一高速真空開關Kl和第二高速真空開關K2都分別由一操動機構9、10操動。由上可知，上接線銅排4和下接線銅排5分別連接到兩個電源端，兩電源端之間串聯(lián)有兩個開關K1、K2，并在第二開關K2上并聯(lián)一二極管D，構成的電路原理圖如圖2所示，圖中a、b表不電源端,U、i分別表不電壓和電流的參考正方向，L為負載,其工作原理是,在電路導通工況下，K1、K2都在關合工位；電路分斷工況下，K1、K2都在分斷工位。合閘工況(電路由分斷轉為導通)下，順序選相確定u為負時合Kl，i為正時合K2。分閘工況(電路由導通轉為分斷下)；順序選相確定i為正時分斷K2，u為負時分斷Kl。這種新型高壓無弧開關裝置的滅弧操控方法是，主要就是利用硅二極管單向導電機理實現(xiàn)自然過零滅弧。設定高速真空開關的合、分閘時間小于3ms，時間分散性小于O. Ims (這是本裝置所述高速開關的操作時間的最低要求)，則有，如圖3所示，(下面介紹的過程中提到的時刻，是一個可選值，可按需在指定的范圍中選定一時刻。)一、無弧關合操作過程當KjPK2在分斷工位時，在&時刻關合K1, &選相范圍為電壓u負半周O 6ms時段，以確保K1在u負半周期間完成合閘。此時交流反壓加于D，電路不通，無電流流過；在電壓過零后的正半周，正半周電流i因D正偏而自然導通；在t2時刻關合K2，t2選相范圍為電流i正半周約O 2ms時段，以保證D的載荷時間較短。之后電流完全轉移至高速真空開關觸頭中通過，關合過程完成。關合時間約在7 15ms之間ο二、無弧分斷操作過程當KjPK2在關合工位時，在t4時刻分斷K2，t4的選相范圍為電流i正半周O 6ms時段，以確保K2在電流i正半周期間可靠分閘；且考慮以D載荷時間較小為好。K2分斷后電流轉移經由D通過，在電壓負半周，負半周電流i過零后因D反偏而自然分斷；在t3時刻分斷K1, t3選相范圍為電流分斷后O 2ms時段且電壓負半周O 7ms時段，以確保K1無載分斷。K1分斷之后電壓完全轉移至高速真空開關斷口來承受，分斷過程完成，分斷時間約在7 15ms之間。綜上所述，高速真空開關切換過程是在無電流工況下進行的，電流的導通和分斷是利用硅高壓二極管的單向導電特性在交流電流過零點自然換相和高速真空開關的選相配合切換而完成的。因此該新型開關裝置的工作過程不產生電弧，進而其運行于系統(tǒng)或電網中，亦不會因其轉換工況而附加產生瞬態(tài)過電壓或沖擊電流。特別說明，上述實施例僅就單相電源且電流和電壓同步的系統(tǒng)工況予以描述。對于三相系統(tǒng)或電流和電壓不同步的系統(tǒng)工況，裝置電路結構和原理類同，但選相時段不同，要根據(jù)電路的固有相位遍移重新確定，例如某電感性電路，電流相位滯后45度，則電流選 相時段也要滯后45度(5ms)。上述實施例僅用于說明本實用新型，其中各部件的結構、連接方式等都是可以有所變化的，凡是在本實用新型技術方案的基礎上進行的等同變換和改進，均不應排除在保護范圍之外。
權利要求1.一種新型高壓無弧開關裝置，包括開關柜、操動機構、兩個串聯(lián)的高速真空開關，其特征在于在兩高速真空開關之間串接有電流互感器，在第一高速真空開關的頂部串接有電壓互感器，且第一高速真空開關頂部與上接線銅排連接，第二高速真空開關底部與下接線銅排連接；同時，在第二高速真空開關上并聯(lián)一高壓硅二級管。
2.如權利要求I所述的新型高壓無弧開關裝置，其特征在于所述第一高速真空開關的頂部通過第一導電板與上接線銅排連接，所述電壓互感器連接到第一導電板上。
3.如權利要求I或2所述的新型高壓無弧開關裝置，其特征在于從所述第一高速真空開關的底部依次通過軟連接和第二導電板連接到第二高速真空開關的頂部，所述電流互感器串接到第二導電板上。
4.如權利要求3所述的新型高壓無弧開關裝置，其特征在于所述第二高速真空開關底部通過軟連接和第三導電板與下接線銅排連接；在第二導電板與第三導電板之間連接有所述高壓硅二級管，與所述第二高速真空開關構成并聯(lián)。
5.如權利要求I所述的新型高壓無弧開關裝置，其特征在于所述第一高速真空開關和第二高速真空開關分別由一操動機構操動。
專利摘要本實用新型涉及一種新型高壓無弧開關裝置，包括兩串聯(lián)的高速真空開關，接有電壓和電流互感器，在第二開關上并聯(lián)一高壓硅二級管。無弧關合操作為在電壓負半周某時刻關合第一開關，電壓過零后正半周電流因高壓硅二級管正偏而自然導通；在電流正半周某時刻關合第二開關，之后電流轉移至開關觸頭中通過，關合過程完成。無弧分斷操作為在電流正半周某時刻分斷第二開關，電流轉移經由高壓硅二級管通過，在電壓負半周，電流過零后因高壓硅二級管反偏而自然分斷；在電流分斷后某時刻分斷第一開關，之后電壓完全轉移至開關斷口來承受，分斷過程完成。本實用新型裝置的導通和分斷是利用二極管的單向導電特性完成，工作中不產生電弧，不會對裝置造成傷害。
文檔編號H02B13/00GK202678812SQ201220332470
公開日2013年1月16日 申請日期2012年7月11日 優(yōu)先權日2012年7月11日
發(fā)明者胡群榮, 林必寶, 黃法華 申請人:浙寶開關(杭州)有限公司