一種252kV單斷口真空滅弧室的製作方法

2023-05-29 09:37:56 1

專利名稱：一種252kV單斷口真空滅弧室的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種高壓真空斷路器，特別涉及一種單斷口額定電壓為252kV的高壓真空滅弧室。
背景技術：
當前在72.5kV及以上的高壓和超高壓斷路器中SF6斷路器為主流產品。SF6氣體是《京都議定書》指定的六種溫室效應氣體中最強的一種，其地球溫暖化係數是CO2的23900倍，其大氣中壽命長達3200年。真空斷路器具有環境友好，產品可靠性高，維護工作量小，無火災爆炸危險，產品技術性能高等優點，目前在中壓等級是主流產品。世界上單斷口真空斷路器的額定電壓最高為145kV。發展高壓真空斷路器是減少SF6排放的一種很好的選擇。

發明內容
本發明的目的在於，提出一種單斷口電壓等級252kV的高壓真空滅弧室，可配用於252kV單斷口真空斷路器中。
為了實現上述任務。本發明採取如下的技術解決方案一種252kV單斷口真空滅弧室，其特徵在於，包括依次連接的第一外殼，第二外殼，第三外殼，第四外殼，每個外殼的直徑在180mm到280mm之間；第一外殼和第四外殼分別連接有第一端蓋和第二端蓋，第一端蓋與第二端蓋之間的距離為800mm到1500mm之間；在第一端蓋和第二端蓋上分別設有第一端部屏蔽罩和第二端部屏蔽罩；在第二外殼和第三外殼之間設有第一屏蔽罩，在第一外殼和第二外殼之間設有第二屏蔽罩，在第三外殼和第四外殼之間設有第三屏蔽罩；在第一端蓋上連接靜導電桿，在第二端蓋上連接動導電桿；在靜導電桿上連接靜觸頭，在動導電桿上連接動觸頭，靜觸頭與動觸頭之間的距離在60mm到120mm之間；靜導電桿與第一端蓋之間通過第一波紋管連接，動導電桿與第二端蓋6之間通過第二波紋管連接；在靜觸頭和動觸頭的背面分別設有第一均壓環、第二均壓環。
經驗證實驗，本發明可配用於252kV單斷口真空斷路器中。


圖1為252kV超高壓真空滅弧室圖；圖中各符號為1、第一真空滅弧室外殼，2、第二真空滅弧室外殼，3、第三真空滅弧室外殼，4、第四真空滅弧室外殼，5、第一端蓋，6、第二端蓋，7、第一端部屏蔽罩，8、第二端部屏蔽罩，9、第一屏蔽罩，10、第二屏蔽罩，11、第三屏蔽罩，12、靜導電桿，13、動導電桿，14、靜觸頭，15、動觸頭，16、第一波紋管，17、第二波紋管，18、第一均壓環，19、第二均壓環。
圖2為三分之二匝縱向磁場觸頭圖；圖中符號為21、圓柱形導體，22、支臂，23、上弧形導體，24、下弧形導體，25、觸頭片，26、27、28、29、縫隙。
圖3為單匝式縱向磁場觸頭；圖中符號為31、導電桿，32、線圈，33、觸頭片，34、觸頭片，35、線圈，36、導電桿。
圖4為252kV單斷口真空滅弧室電場分布圖。
圖5為採用三分之二匝式縱向磁場觸頭時的縱向磁場分布圖，電流有效值為1000A，觸頭中心平面上，電流峰值時。
圖6為採用單匝式縱向磁場觸頭時的縱向磁場分布圖，電流有效值為1000A，電流峰值時，其中(a)為觸頭開距中心平面，(b)為觸頭表面。
以下結合附圖和發明人給出的實施例對本發明作進一步的詳細描述。
具體實施例方式
如圖1所示，本發明的252kV超高壓真空滅弧室由4個玻璃或陶瓷構成第一真空滅弧室外殼1、第二真空滅弧室外殼2、第三真空滅弧室外殼3、第四真空滅弧室外殼4，每個外殼的直徑在180mm到280mm之間；第一端蓋5和第二端蓋6分別與第一真空滅弧室外殼1和第四真空滅弧室外殼4封接在一起，第一端蓋5與第二端蓋6之間的距離在800mm到1500mm之間；在第一端蓋5和第二端蓋6上分別設有第一端部屏蔽罩7和第二端部屏蔽罩8；在第二真空滅弧室外殼2和第三真空滅弧室外殼3之間設有第一屏蔽罩9，在第一真空滅弧室外殼1和第二真空滅弧室外殼2之間設有第二屏蔽罩10，在第三真空滅弧室外殼3和第四真空滅弧室外殼4之間設有第三屏蔽罩11；在第一端蓋5上連接靜導電桿12，在第二端蓋6上連接動導電桿13；在靜導電桿12上連接靜觸頭14，在動導電桿13上連接動觸頭15，靜觸頭14與動觸頭15之間的開距範圍在60mm到120mm之間；靜導電桿12與第一端蓋5之間通過第一波紋管16連接，動導電桿13與第二端蓋6之間通過第二波紋管17連接；在靜觸頭14和動觸頭15的背面分別設有第一均壓環18和第二均壓環19。
在閉合狀態下，電流可經由靜導電桿12到靜觸頭14，再通過動觸頭15到動導電桿13，反之亦然。
當觸頭打開分斷電流時，電流經由靜導電桿12到靜觸頭14，再通過電弧到達動觸頭15，最後由動導電桿13流出，反之亦然。電流流過靜觸頭14和動觸頭15時可產生縱向磁場對真空電弧進行控制。
252kV單斷口真空滅弧室的絕緣主要由外殼尺寸、觸頭開距、以及屏蔽罩系統來保障。第一端蓋5和第二端蓋6分別與第一真空滅弧室外殼1和第四真空滅弧室外殼4連接在一起，保證了真空密封的可靠性，第一端部屏蔽罩7，第二端部屏蔽罩8和第一、第二、第三屏蔽罩(9、10、11)的懸浮設置使得真空滅弧室的耐壓能力得到提高；在靜觸頭14和動觸頭15的背面分別設置第一、第二均壓環(17、18)以防止觸頭背部擊穿。在這種情況下的電場分布如圖4所示。在靜端施加高電位650.44kV，動端施加地電位0kV的情況下，252kV單斷口真空滅弧室電場強度最大值為2.36×107V/m，在靜觸頭的邊緣位置。
靜導電桿12與第一端蓋5之間通過第一波紋管16連接，動導電桿13與第二端蓋6之間通過第二波紋管17連接，雙波紋管的設計使得觸頭彈跳減小，並減小對外殼的衝擊；252kV單斷口真空滅弧室的靜觸頭14和動觸頭15可採用本發明提出的新型三分之二匝式縱向磁場觸頭，如圖2所示。觸頭直徑在100mm到200mm之間。觸頭由導體材料(無氧銅材料)構成。觸頭的結構特點為有一個圓柱形導體21在觸頭中間，圓柱形導體21與三個形狀相同的支臂22相連，每個支臂22與一個弧形導體23相連，弧形導體23對應的角度約為120°，每個弧形導體23與背面的另一個與弧形導體23形狀相同的另一個弧形導體24相連接，弧形導體24對應的角度也約為120°。弧形導體24與觸頭片25連接在一起。觸頭材料為CuCr50。
電流I由圓柱形導體21流入，分為三份進入支臂22中，每個支臂電流約為I/3。支臂22中的電流I/3流入弧形導體23中，進而流入弧形導體24中，最後此電流由弧形導體24與觸頭片25之間的連接進入觸頭片25中。為了保證電流按照規定路徑流動，設置了一些縫隙，如圖中的縫隙26、27、28和29，在縫隙中可以設置一些機械支撐以保證機械強度。
三分之二匝縱向磁場觸頭與現有技術三分之一匝縱向磁場觸頭相比，是增加了弧形導體24，使得電流在弧形導體中走了三分之二的圓周，比現有技術走三分之一圓周增加了電流路徑，從而增強了縱向磁場。三分之二匝縱磁觸頭的磁場分布如圖5所示，當觸頭參數取直徑100mm，開距30mm，線圈寬15mm，線圈高10mm，導電桿直徑40mm，觸頭片厚7mm，電流有效值為1000A時，電流峰值時在觸頭中心平面上的縱向磁感應強度最大值為4.8mT。
252kV單斷口真空滅弧室的靜觸頭14和動觸頭15還可以採用申請人的實用新型專利(專利號zl 200420086276.8)中所述的單匝式縱向磁場觸頭，如圖3所示。觸頭材料為CuCr50，觸頭直徑140mm，觸頭開距為80mm，在觸頭開距中心平面上縱向磁場分布如圖6(a)所示，最大值為3.5mT/kA，在觸頭面上縱向磁場分布如圖6(b)所示，最大值為8.6mT/kA。
權利要求
1.一種252kV單斷口真空滅弧室，其特徵在於，包括依次連接的第一外殼(1)，第二外殼(2)，第三外殼(3)，第四外殼(4)，每個外殼的直徑在180mm到280mm之間；第一外殼(1)和第四外殼(4)分別連接有第一端蓋(5)和第二端蓋(6)，第一端蓋(5)與第二端蓋(6)之間的距離為800mm到1500mm之間；在第一端蓋(5)和第二端蓋(6)上分別設有第一端部屏蔽罩(7)和第二端部屏蔽罩(8)；在第二外殼(2)和第三外殼(3)之間設有第一屏蔽罩(9)，在第一外殼(1)和第二外殼(2)之間設有第二屏蔽罩(10)，在第三外殼(3)和第四外殼(4)之間設有第三屏蔽罩(11)；在第一端蓋(5)上連接靜導電桿(12)，在第二端蓋(6)上連接動導電桿(13)；在靜導電桿(12)上連接靜觸頭(14)，在動導電桿(13)上連接動觸頭(15)，靜觸頭(14)與動觸頭(15)之間的距離在60mm到120mm之間；靜導電桿(12)與第一端蓋(5)之間通過第一波紋管(16)連接，動導電桿(13)與第二端蓋(6)之間通過第二波紋管(17)連接；在靜觸頭(14)和動觸頭(15)的背面分別設有第一均壓環(18)、第二均壓環(19)。
2.如權利要求1所述的252kV單斷口真空滅弧室，其特徵在於，所述的靜觸頭(14)和動觸頭(15)使用單匝式縱向磁場觸頭，觸頭直徑在100mm到200mm之間。
3.如權利要求1所述的252kV單斷口真空滅弧室，其特徵在於，所述的靜觸頭(14)和動觸頭(15)使用三分之二匝式縱向磁場觸頭，觸頭直徑在100mm到200mm之間。
4.如權利要求3所述的252kV單斷口真空滅弧室，其特徵在於，所述的三分之二匝式縱向磁場觸頭的結構為一個在觸頭中間的圓柱形導體(21)，該圓柱形導體(21)與三個形狀相同的支臂(22)相連，每個支臂(22)與一個弧形導體(23)相連，弧形導體(23)對應的角度約為120°，每個弧形導體(23)與另一個面上的與弧形導體(23)形狀相同的一個弧形導體(24)相連接，弧形導體(24)還連接有觸頭片(25)；每個支臂(22)與弧形導體(23)之間留有縫隙。
5.如權利要求1所述的一種252kV單斷口真空滅弧室，其特徵在於，所述的第一外殼(1)、第二外殼(2)、第三外殼(3)和第四外殼(4)的材料為玻璃或陶瓷。
全文摘要
本發明公開了一種252kV單斷口真空滅弧室，該真空滅弧室有4個陶瓷或玻璃外殼，每個外殼的直徑在180mm到280mm之間；端蓋與端蓋之間的距離在800mm到1500mm之間；在端蓋上設有端部屏蔽罩；在外殼上設有3個屏蔽罩；在端蓋分別連接靜導電桿和動導電桿；在靜導電桿上連接靜觸頭，在動導電桿上連接動觸頭，靜觸頭與動觸頭之間的開距範圍在60mm到120mm之間；靜導電桿與端蓋之間通過波紋管連接，動導電桿與端蓋之間也通過波紋管連接；在靜觸頭和動觸頭的背面分別設有均壓環。252kV真空滅弧室靜觸頭和動觸頭使用單匝式縱向磁場觸頭或三分之二匝式縱向磁場觸頭，觸頭直徑在100mm到200mm之間。可配用於252kV單斷口真空斷路器中。
文檔編號H01H33/664GK101060044SQ20071001800
公開日2007年10月24日 申請日期2007年6月5日 優先權日2007年6月5日
發明者劉志遠, 王建華, 王季梅, 耿英三, 姚建軍, 鄭躍勝 申請人:西安交通大學