水輪發電機電制動專用隔離開關的製作方法
2023-09-23 23:58:45
專利名稱：水輪發電機電制動專用隔離開關的製作方法
技術領域：
本實用新型為電氣開關，屬於基本電氣元件類。
水輪發電機的電制動是近年來國際和國內新發展起來的先進位動方法，可有不同構成方式，目前較普遍採用定子三相直接短路方式，在進行制動時，需要用一臺電動或氣動隔離開關進行短路操作。這種短路操作是在發電機旋轉中、定子具有殘壓情況下進行的。由於殘壓可能高達300～400V，故隔離開關合閘或分閘時將要分、合幾百安培的電流。
目前國內採用的電制動開關有兩種。一種採用普通隔離開關，這種開關符合國標GB1985－80的要求，但僅能分、合很小電流，例如十幾安培，不能經常承受數百安培的電弧，因此長時間用於電制動工作會燒損動、靜觸頭。另一種是採用瀋陽高壓開關廠新研製的GN23－20Z型隔離開關，這種開關可以分合較大電流，有一定滅弧能力，系採用多斷口並加滅弧柵原理構成，因而開關結構較複雜，造價昂貴，例如額定電壓20kV、額定電流8000A的隔離開關，普通型售價4500～5800元，而GN23－20Z型售價達37000元，比價相當6～8倍(見該廠1987年產品樣本)。
本實用新型的目的是在普通隔離開關上增加滅弧裝置。做到結構簡單，造價低廉。
本實用新型的特徵是在隔離開關的動、靜觸頭上增加「引弧指」，並將靜觸頭上的「靜引弧指」做成分段變阻式以削弱電弧；或者在引弧指分、合處設置噴咀，對電弧進行橫吹以消滅電弧，並由設在操作軸上的凸輪式接點通過控制迴路以確定噴咀噴氣時間。
本實用新型提出的滅弧措施具體描述如下
一、在隔離開關的動、靜觸頭上增加「引弧指」，在動觸頭(閘刀)上的叫「動引弧指」，在靜觸頭上的叫「靜引弧指」，並將靜引弧指做成分段變阻式，原理圖見
圖1，圖中1——發電機，2——隔離開關閘刀(動觸頭)，3——靜引弧指，分a、b、c三段，段間串電阻R1R2，4——動引弧指。開關合閘時，動引弧指4最先接觸靜引弧指3的a段，此時迴路中串入電阻R1＋R2，使迴路電流受到限制，從而削弱電弧，動引弧指繼續滑動至靜引弧指的b段，迴路電阻減至R2，繼續滑至c段時，外加電阻全部短路，隨後主觸頭在無弧情況下接通。開關斷開時和上述過程相反，電弧同樣受到抑制。引弧指可用耐磨導電材料製成，並做成可拆卸式，以便長時運行磨蝕後，可在大修中更換備件。靜引弧指做成分段式，各段之間用絕緣材料隔開一定間隙，使動引弧指滑過間隙時迴路電流不致中斷。
二、在動、靜引弧指分、合處，每相設一個噴咀，固定在隔離開關靜觸頭上，從壓氣系統引來0.7MPa的壓縮空氣，當引弧指分、合產生電弧時，以壓縮空氣通過噴咀對電弧進行橫吹，使電弧迅速熄滅。噴咀噴氣時間由隔離開關操作轉軸上加裝的凸輪式接點通過控制迴路控制之。由於水電站總具有0.7MPa的低壓氣系統，所以並不需要另外增加壓氣設備。
本實用新型的實施例可參看圖2，該圖是一臺額定電流為5000A的隔離開關一相的側視圖，開關處於引弧指即將接觸的中間狀態。因通過大電流所以採用雙層閘刀結構。圖中1－動觸頭(閘刀)，2——靜觸頭，3——操作絕緣子，4——支持絕緣子，5——底座(以上是普通隔離開關的組成部件)，6——動引弧指(只裝在下層閘刀上)，7——靜引弧指(分段變阻式)，8——噴咀，經銅管接氣系統，9——裝在操作軸上的凸輪式接點，該接點接入控制迴路以控制噴咀8的噴氣時間。
由於各個發電機殘壓高低不同，上述二種滅弧措施可同時採用，或只用一種。
電制動的滅弧過程是在低壓狀態下進行的，所以由於迅速滅弧而產生的過電壓並不高，不會對電氣設備造成危害。
使用這種隔離開關時，應使動觸頭(閘刀)接在發電機側，在發電機正常發電期間，該隔離開關處於斷開狀態，閘刀這一側承受高電壓。限流電阻和噴咀裝在靜觸頭側，即短路側，該側在任何時候均處於低電壓，不會承受高電壓。這是由電制動工作情況決定的發電機正常工作時短路隔離開關處於斷開狀態，僅一側承受高電壓。電制動開始時，發電機已不勵磁，但機組仍在旋轉中，母線只有殘壓，制動隔離開關合閘後，發電機再加勵磁，因此時三相母線已被開關短路，故此時仍是低壓狀態。也可以將隔離開關的靜觸頭接在發電機側而電阻和噴咀裝在閘刀上，但需採用可反覆撓曲的高壓風管。制動隔離開關可以採用電動操作，也可採用氣動操作機構，因水電站廠房內總有低壓氣系統，故適於採用結構簡單的氣動操作機構的隔離開關。
按照本實用新型所提措施構成的電制動專用隔離開關的優點如下1、滅弧效果可靠。2、造價低(措施一估計成本不超過300元；措施二估計成本不超過700元)。3、結構簡單，易於加工。
實現本實用新型的最好方式是在普通隔離開關基礎上進行改進，這樣可以基本不改變原來的生產流程、產品標準和工藝裝備等，僅補充少量另件就能做成電制動專用隔離開關。由於電制動持續時間一般不超過3～5分鐘，故這種隔離開關的額定電流可比普通隔離開關擴大1～2倍使用。
權利要求1.一種水輪發電機電制動專用隔離開關，由普通隔離開關和滅弧裝置組成，其特徵是在普通隔離開關的動、靜觸頭上增加引弧指，並將靜觸頭上的靜引弧指做成分段變阻式；在引弧指分、合處設置噴咀，構成橫吹滅弧。
2.按照權利要求1所述的開關，其特徵在於操作軸上設有凸輪式接點，接點接入控制迴路，以確定噴咀噴氣時間。
專利摘要本實用新型是一種電氣開關，屬於基本電氣元件類。這種水輪發電機電制動專用隔離開關，由普通隔離開關和滅弧裝置組成，其特徵是在普通隔離開關的動、靜觸頭上增加引弧指，並將靜觸頭上的靜引弧指做成分段變阻式；在引弧指分、合處設置噴嘴，構成橫吹滅弧。這種開關專用於水輪發電機電制動，作短路開關用，解決了普通隔離開關的滅弧問題，而和GN23-20Z開關比較，結構較簡單、造價低廉。
文檔編號H01H33/04GK2110920SQ91226199
公開日1992年7月22日 申請日期1991年10月10日 優先權日1991年10月10日
發明者袁淼, 趙鴻芬, 袁雨禾, 魏耀興 申請人:袁淼, 趙鴻芬, 袁雨禾, 魏耀興