雙斷口組合柱式特高壓倍速分斷斷路器的製作方法

2023-12-11 20:41:12 2

專利名稱：雙斷口組合柱式特高壓倍速分斷斷路器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電力設備使用的斷路器，尤其是雙斷口組合柱式特高壓倍速分斷斷路器。
背景技術：
電力設備開關常要用到斷路器，作為高壓或特高壓斷路器使用的時候要求分斷速度越快越好、時間越短越好，因為高壓電氣設備的動觸頭和靜觸頭接近的時候容易產生電弧，分斷速度越快產生電弧的時間越短，對設備的損害越小。另外，長距離無負載或負載很小的帶電線路在分、合閘時會在電網中形成非常高的操作過電壓。如果這些過電壓沒有一個特殊的設備加以限制，那麼在特高壓電網中就要採取過度絕緣措施，而這必然會大幅度增加成本。限制操作過電壓的有效途徑就是用裝有分、合閘電阻的斷路器來對這些電路進行切換，分、合閘電阻可以將過電壓限制在一個相對較低的水平。現有的帶有合閘電阻的高壓斷路器觸頭，以阿爾斯通(中國)公司(ALSTOM)的FXT16D型SF6斷路器觸頭為代表，由安裝在絕緣腔體中的動觸頭和靜觸頭組成，靜觸頭固定安裝在絕緣腔體中，連接有合閘電阻；動觸頭鉸接在絕緣拉杆上，動觸頭與靜觸頭的相對運動速度取決於絕緣拉杆的運動速度，為了提高開關的分斷速度，只有提高絕緣拉杆的運動速度，而這又會大幅度提高生產成本和功率消耗，同時絕緣拉杆的運動速度提高後又會造成較大的運動衝擊力，影響設備的使用壽命。本人的另一專利申請「特高壓斷路器四極倍速分斷觸頭」(申請號CN200510112962.7)提供了一種高速分斷觸頭，在分閘動作時，動觸頭和靜觸頭同時向相反的方向移動，極大地提高了觸頭的分斷速度，使斷路器的分斷能力大為提高。但該觸頭只有在合閘的時候接入合閘電阻，能避免合閘過電壓，卻不能避免分閘過電壓現象。日本是特高壓斷路器研究較早的國家，但主要是採用GIS方案，必須配兩隻以上操作機構和特高壓絕緣套管，可靠性低，加工難度大。本人還有一個專利申請「特高壓斷路器多級滅弧分斷裝置」，該裝置同時安裝有分、合閘電阻，較好地解決了上述問題。在實際使用時，上述分斷裝置必須要配有絕緣套管才可以使用。電壓級別越高，對絕緣性能的要求也越高，製造的難度也越大，如何利用較低要求的絕緣支柱組裝成簡單可靠的特高壓斷路器是廣大工程技術人員面臨的新的問題之一。

發明內容
本實用新型的目的是提供一種結構簡單、合理可靠、成本低廉、分斷速度快，同時安裝有滅弧電阻的雙斷口組合柱式特高壓倍速分斷斷路器。
為達到上述目的，本實用新型採用如下的技術方案本實用新型所述的雙斷口組合柱式特高壓倍速分斷斷路器包括絕緣支柱和安裝在絕緣支柱頂端的分斷裝置，分斷裝置上並聯有均壓電容，所述的分斷裝置包括串聯的兩個分斷器，分斷器上各並聯一組均壓電容，絕緣支柱包括分別支撐在分斷器上的側絕緣支柱和支撐在兩個分斷器公共端的中間絕緣支柱；側絕緣支柱包括呈三角形排列的三根側支撐絕緣支柱，中間絕緣支柱包括平行設置的絕緣拉杆支柱和中間支撐絕緣支柱。
所述的分斷器包括絕緣外殼、安裝在絕緣外殼中的絕緣套筒以及設置在絕緣套筒中的靜觸頭和動觸頭；在絕緣外殼位於靜觸頭的一側固定連接電阻箱；靜觸頭包括固定設置在絕緣套筒中的絕緣導向板以及插裝在絕緣導向板上的主觸點、電阻觸點和滅弧觸點、固定設置在絕緣套筒端面的端蓋板，主觸點、電阻觸點和滅弧觸點分別通過彈簧與絕緣導向板彈性連接，主觸點與滅弧觸點通過軟導線電連接，主觸點的末端與固定插裝在端蓋板中的連接杆電連接；主觸點與絕緣導向板之間的彈性運動間隙小於滅弧觸點與絕緣導向板之間的彈性運動間隙；電阻觸點與絕緣導向板之間的彈性運動間隙大於滅弧觸點與絕緣導向板之間的彈性運動間隙；電阻觸點的末端通過軟導線與固定插裝在端蓋板中的電阻接線柱電連接；動觸頭包括固定設置在絕緣套筒中的內絕緣支撐板、外絕緣支撐板以及插裝在兩層絕緣支撐板中的滅弧動觸點，滅弧動觸點上固定安裝有導電盤，導電盤位於內絕緣支撐板和外絕緣支撐板之間；主動觸點和電阻動觸點通過該導電盤與滅弧動觸點固定連接在一起，主動觸點、電阻動觸點、滅弧動觸點插裝在內絕緣支撐板上、其位置分別與主觸點、電阻觸點、滅弧觸點相對應，內絕緣支撐板上與電阻動觸點、滅弧動觸點相對應的位置設置有汽缸套，電阻動觸點、滅弧動觸點的中段帶有活塞，並與汽缸套的內壁形成活塞配合，滅弧動觸點的末端帶有連接板；電阻箱包括殼體和固定安裝在殼體中的滅弧電阻、連接杆延長杆，殼體的兩端分別固定安裝電阻箱端蓋，滅弧電阻和連接杆延長杆的兩端均插裝在電阻箱端蓋中，伸出電阻箱端蓋的部分帶有插頭，其一端插頭與靜觸頭上的電阻接線柱以及連接杆相配合，另一端插頭與金屬端帽插接在一起；兩分斷器的動觸頭相對成一字形排列並串聯在一起，連接板通過連杆拐臂機構與設置在中間支撐絕緣支柱底端的驅動裝置傳動連接，兩分斷器的連接板通過軟導線電連接。
所述的絕緣套筒包括外筒以及套裝在外筒中的內筒，內筒為分段結構，絕緣導向板、內絕緣支撐板和外絕緣支撐板安裝在內筒各分段的連接處；在分閘狀態下，主觸點與主動觸點之間的距離最大，滅弧觸點與滅弧動觸點之間的距離其次，電阻觸點與電阻動觸點之間的距離最小；滅弧觸點位於絕緣導向板的中心，多個主觸點和電阻觸點環繞在滅弧觸點的周圍；滅弧動觸點和電阻動觸點的一側設置有吹弧管，吹弧管的頂端分別朝向滅弧動觸點和電阻動觸點的頂端，其下端貫穿滅弧動觸點或電阻動觸點上的活塞；活塞上帶有安裝有單向閥的排氣口。
驅動裝置為液壓缸驅動裝置，其動力軸通過絕緣拉杆和拐臂機構與連接板連接。
在分斷器位於中間絕緣支柱的一側安裝有光能電子電流互感器，所述的光能電子電流互感器包括纏繞在環形鐵芯上的感應線圈和光纜，環形鐵芯和感應線圈套裝在連接板上，光纜纏繞在中間支撐絕緣支柱上，感應線圈連接到模擬數字轉換器的信號輸入端，模擬數字轉換器的信號輸出端連接到光調製器的信號輸入端，光調製器的信號輸出端通過光纜連接到光解調器的信號輸入端，光解調器的信號輸出端連接到信號讀取裝置，光解調器和信號讀取裝置安裝在中間支撐絕緣支柱的底座上。
驅動裝置為永磁閉鎖液壓操作機構，包括差動式液壓缸、由液壓缸驅動的動力軸，液壓缸的有杆腔油道口通過油管與主儲壓器連通，液壓缸的無杆腔油道口通過主換向閥連接主儲壓器，主換向閥的一個通道兩邊分別通過管道連接液壓缸的無杆腔油道口和主儲壓器，另一個通道的兩邊分別通過管道連接液壓缸的無杆腔油道口和油箱，油箱的出油口通過液壓泵和單向閥與主儲壓器連通；動力軸通過銷軸連接有閉鎖機構；所述的閉鎖機構包括機構外殼、安裝在機構外殼中的鐵芯、環繞鐵芯設置在機構外殼中的永磁體，永磁體固定安裝在機構外殼的內壁上，其磁極與鐵芯的軸線垂直設置，鐵芯的兩端帶有閉鎖驅動軸，閉鎖驅動軸穿過兩側端蓋，其中一端的閉鎖驅動軸通過銷軸和槓桿與動力軸連接。
採用上述技術方案後，本實用新型具有如下優點1、採用組合絕緣支柱，可以利用超高壓絕緣支柱組裝成特高壓支柱，有效降低生產成本和加工難度，且支柱的抗彎能力強1倍以上。
2、電阻採用分組分斷，能同時滿足合閘和分閘對電阻阻值的要求，能降低電阻消耗的功率60％以上，並使分、合閘過電壓值接近最理想值。
3、採用組合柱式斷路器可免去絕緣套管，解決了特高壓斷路器製造的一個巨大難題。
4、採用光能電子互感器，斷路器保護中不需單獨設置電流互感器。特高壓電流互感器生產的技術要求非常高、成本大，這種方式在降低成本的同時，還能利用光纜支柱增強斷路器的機械強度。
5、使用永磁閉鎖操作機構，使液壓迴路大幅度簡化，並進一步提高了開關的可靠性。
6、採用單一操作機構，簡化了特高壓斷路器作業系統，並提高了分級操作的精度。


圖1是本實用新型的一個實施例的結構示意圖；圖2是圖1的D-D剖視圖；圖3是分斷裝置的結構示意圖；圖4是圖3的B-B剖視圖；圖5是電阻箱的結構示意圖；圖6是圖5的A-A剖視圖；圖7是光能電子電流互感器的結構示意圖；圖8是光能電子電流互感器的電原理圖；圖9是永磁閉鎖液壓操作機構的結構示意圖。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型所述的雙斷口組合柱式特高壓倍速分斷斷路器包括絕緣支柱和安裝在絕緣支柱頂端的分斷裝置，分斷裝置上並聯有均壓電容。所述的分斷裝置包括串聯的兩個分斷器B1、B2，分斷器B1、B2上各並聯一組均壓電容C1、C2，均壓電容C1、C2的作用是可以將電壓平均分配到兩個分斷器B1、B2。絕緣支柱包括分別支撐在分斷器B1、B2上的側絕緣支柱和支撐在兩個分斷器公共端的中間絕緣支柱；各絕緣支柱和分斷器B1、B2的外表面均帶有絕緣磁環。如圖2所示，側絕緣支柱包括呈三角形排列的三根側支撐絕緣支柱A1，中間絕緣支柱包括平行設置的絕緣拉杆支柱A2和中間支撐絕緣支柱A3。這種結構使得單根支柱的直徑大幅度減小，既便於生產加工，又可以提高整體結構的抗彎度和可靠性，單根支柱出現故障的時候整體結構仍然可以保持穩定。三根側支撐絕緣支柱A1隻起到支撐的作用，絕緣拉杆支柱A2在具有支撐分斷器B1、B2作用的同時還兼有容納絕緣拉杆A6的作用，中間支撐絕緣支柱A3不僅具有支撐分斷器B1、B2的作用同時還是光纜T7的支撐杆。
如圖3—6所示，本實用新型所述的分斷裝置包括絕緣外殼1、安裝在絕緣外殼1中的絕緣套筒7以及設置在絕緣套筒7中的靜觸頭和動觸頭，以及固定安裝在絕緣外殼1一端的電阻箱35。絕緣外殼1的外側帶有磁裙，絕緣外殼1與絕緣套筒7之間帶有氣室77，氣室77中可以填充SF6等絕緣氣體，也可以填充絕緣膠，以提高絕緣效果。
另外，為便於安裝，還可以將絕緣套筒7設計成可以分段安裝的結構。絕緣套筒7包括外筒以及套裝在外筒中的內筒，內筒為分段結構，絕緣導向板34、內絕緣支撐板72和外絕緣支撐板73等橫向設置的部件安裝在內筒各分段的連接處。生產過程中，只要將一段一段的組件分段組裝在一起即可。當然，絕緣套筒7也可以設計成不分段的一體化結構。
靜觸頭包括固定設置在絕緣套筒7中的絕緣導向板34以及插裝在絕緣導向板34上的主觸點31、電阻觸點32和滅弧觸點33、固定設置在絕緣套筒7端面的端蓋板50。滅弧觸點33位於絕緣導向板34的中心，彈簧10套裝在滅弧觸點33上，並通過固定在滅弧觸點33上的彈簧座將彈簧10固定在彈簧座與絕緣導向板34之間，彈簧座下方的絕緣導向板34上固定有筒狀的定位筒101，套在彈簧10的外面。主觸點31、電阻觸點32和滅弧觸點33均採用這種相似的結構分別通過彈簧與絕緣導向板34彈性連接。定位筒101的作用一方面是可以將彈簧定位，另一方面通過調整定位筒101的高度也就可以調整滅弧觸點33的運動間隙，以便與其他觸點的時差相配合。主觸點31和電阻觸點32各有三個，間隔環繞設置在滅弧觸點33的周圍。通過這種環形設置，可使滅弧觸點33的直徑大幅增加，頂端的曲率減小，能有效減少容性電弧的復燃。另外，主觸點31和電阻觸點32分離設置後，觸頭的運動慣性減小，有利於提高分、合閘的速度。主觸點31與滅弧觸點33通過軟導線電連接，主觸點31的末端與固定插裝在端蓋板50中的連接杆37電連接，滅弧觸點33可滑動地插裝在連接杆37中；設計各觸點的長度時，使主觸點31與絕緣導向板34之間的彈性運動間隙小於滅弧觸點33與絕緣導向板34之間的彈性運動間隙；電阻觸點32與絕緣導向板34之間的彈性運動間隙大於滅弧觸點33與絕緣導向板34之間的彈性運動間隙；電阻觸點32的末端通過軟導線與固定插裝在端蓋板50中的電阻接線柱51電連接；如圖3所示，動觸頭包括固定設置在絕緣套筒7中的內絕緣支撐板72、外絕緣支撐板73以及插裝在兩層絕緣支撐板中可以上下滑動的滅弧動觸點143、插裝在內絕緣支撐板72中可以滑動的主動觸點141和電阻動觸點142。在滅弧動觸點143上位於內絕緣支撐板72和外絕緣支撐板73之間的部分固定安裝有導電盤1421，主動觸點141和電阻動觸點142通過該導電盤1421與滅弧動觸點143固定連接在一起。如圖4所示，主動觸點141、電阻動觸點142、滅弧動觸點143分別可滑動地插裝在內絕緣支撐板72上、其位置分別與主觸點31、電阻觸點32、滅弧觸點33相對應，內絕緣支撐板72上與電阻動觸點142、滅弧動觸點143相對應的位置設置有汽缸套144。電阻動觸點142和滅弧動觸點143的中段帶有活塞、並分別位於各自的汽缸套144中，與汽缸套的內壁形成活塞配合。為了利用汽缸套144中的壓縮氣體提高滅弧的效率，在電阻動觸點142和滅弧動觸點143的活塞上設置有貫通活塞的吹弧管145，吹弧管145的上端開口分別朝向電阻動觸點142和滅弧動觸點143的頂端。為了減少合閘阻力，在活塞上設置帶有單向閥的排氣口41。為了便於與其他設備連接，在滅弧動觸點143的末端帶有連接板1422。
為了保證在合閘時主觸點31不產生電弧、保證滅弧電阻352的有效接入時間、防止合閘過電壓，在分閘狀態下，應該保證主觸點31與主動觸點141之間的距離最大，滅弧觸點33與滅弧動觸點143之間的距離其次，電阻觸點32與電阻動觸點142之間的距離最小。也就是說，如本實施例所示，在動觸頭各觸點長度相同的情況下，靜觸頭上的主觸點31最短，滅弧觸點33次之，電阻觸點32最長。
滅弧電阻352分組設置，固定安裝在電阻箱35中。如圖5所示，電阻箱35包括殼體351和固定安裝在殼體351中的滅弧電阻352、連接杆延長杆371。殼體351為金屬外殼，殼體351的兩端分別固定安裝絕緣材料製成的電阻箱端蓋353、354，滅弧電阻352和連接杆延長杆371的兩端均插裝在電阻箱端蓋353、354中，伸出電阻箱端蓋353、354的部分帶有插頭，其一端插頭與靜觸頭上的電阻接線柱51以及連接杆37相配合，另一端插頭與金屬端帽355插接在一起。裝配完成以後，通過殼體351和絕緣外殼1端部的法蘭盤將兩者固定連接在一起，使連接杆延長杆371插在連接杆37上，滅弧電阻352插在電阻接線柱51上。滅弧電阻352和殼體351通過金屬端帽355連接在一起，形成等電位。當滅弧電阻352的長度較長時，還可以在電阻箱35中設置支撐板，支撐在滅弧電阻352的腰部。
如圖6所示，滅弧電阻352共分三組，分別通過導線、電阻接線柱51與三個電阻觸點32電連接。主觸點31和電阻觸點32的安裝方法與滅弧觸點33相同，只是根據其不同的作用，各觸點的運動間隙有所不同。主觸點31與絕緣導向板34之間的彈性運動間隙小於滅弧觸點33與絕緣導向板34之間的彈性運動間隙；電阻觸點32與絕緣導向板34之間的彈性運動間隙大於滅弧觸點33與絕緣導向板34之間的彈性運動間隙。具體的數值可以根據需要計算得出。在此不做進一步的論述。
當然，主動觸點141、電阻動觸點142的數量不局限於三個，也可以是兩個或者更多。或者通過調整動觸頭上各觸點的長度來改變各觸點之間的距離，只要各觸點之間的距離關係與上述一致即可。
另外，在絕緣套筒7中還可以設置分子篩71等裝置。本實施例中將分子篩71嵌裝在絕緣導向板34上。當然，也可以採用其他的安裝方式，例如還可以將分子篩71作為單獨的一層設置在絕緣套筒7中。
當觸頭初始在接合狀態，主觸點31與主動觸點141接觸，電流直接通過主動觸點141和主觸點31導通。當接到分斷信號時，操作機構帶動動觸頭向下運動，靜觸頭在動觸頭各觸點摩擦力作用下克服彈簧的彈力一起向下運動。與此同時，彈簧10在各觸點的作用下被壓縮，當靜觸頭各觸點上的彈簧座下端運動到定位筒101處時，被定位筒101阻擋，不再向下運動，而動觸頭繼續向下運動。
因為主觸點31的活動間隙最小，因此首先斷開的是主觸點31和主動觸點141。而此時，電阻觸點32、滅弧觸點33還分別與電阻動觸點142、滅弧動觸點143接合，絕大部分電流經過滅弧觸點33和滅弧動觸點143，因此主觸點31和主動觸點141分斷的時候不會產生電弧。
這時，動觸頭繼續向下運動，滅弧觸點33和滅弧動觸點143分離，在分閘機構動力和彈簧彈力的雙重作用下，滅弧觸點33和滅弧動觸點143以兩倍於分閘機構的相對速度向相反方向移動，電弧迅速熄滅。當切斷大電流時，電弧產生的熱能使滅弧室氣體迅速膨脹，推動動觸頭加速向下運動，使電弧更加迅速熄滅。為進一步提高小電流時的滅弧效率，在滅弧動觸點143的一側設置了吹弧管145，當滅弧動觸點143向分閘方向移動時在汽缸套144裡產生壓縮氣體，這些氣體通過吹弧管145吹向滅弧動觸點143頂端，將電弧吹滅。設置排氣口41的作用是當滅弧動觸點143向合閘方向移動的時候可以通過排氣口41進氣，避免在汽缸套144中產生真空，影響合閘的速度。
由於電阻觸點32的彈性運動間隙最大，因此在分閘過程中電阻觸點32和電阻動觸點142最後分離。在滅弧觸點33和滅弧動觸點143分離後大約30毫秒電阻觸點32和電阻動觸點142才分離，使滅弧電阻352在分閘時保證有效接入時間，可以防止產生分閘過電壓。當然，具體的參數可以根據實際需要設置，在此不做進一步描述。例如，合閘時3個電阻觸頭同時接觸，降低合閘過電壓；而分閘時可調整到兩個提前分離、一個滯後30毫秒分離，在降低分閘過電壓的同時還能減少電阻容量。
由於主觸點31、電阻觸點32和滅弧觸點33都是通過彈簧浮動連接在絕緣導向板34上，因此這三個觸點在分離的時候都具有倍速分斷的能力，即在分離的過程中動觸頭和靜觸頭分別向相反的方向移動，相對運動速度快，滅弧效果好。
合閘動作時，驅動裝置A5帶動動觸頭向上運動，由於電阻觸點32最長，也就是說電阻觸點32與電阻動觸點142之間的距離最小，因此，電阻觸點32與電阻動觸點142首先接通，將滅弧電阻352接入電路，電阻觸點32與電阻動觸點142接通後約10毫秒，滅弧觸點33與滅弧動觸點143接通，主電路接通，主電路中的電流通過滅弧觸點33和滅弧動觸點143導通；最後才是主觸點31與主動觸點141接通。由於主電路接通前滅弧電阻352先行接入，對線路進行了充電，使主電路導通時線路電壓波形變化的陡度變緩，從而避免產生合閘過電壓。合閘時，如果合閘在電網故障電路上，會產生較大的合閘電弧，但由於滅弧觸點33先接通，因此大部分的電弧都產生在滅弧觸點33上，主觸點31在幾乎同電位的情況下與主動觸點141接通，不會產生電弧，保護主觸點31不被燒壞。
以上是分斷器B1、B2的工作原理。
兩個分斷器B1、B2的動觸頭相對成一字形排列並串聯在一起，連接板1422通過連杆拐臂機構與設置在中間支撐絕緣支柱A3底端的驅動裝置A5傳動連接。驅動裝置A5為液壓缸驅動裝置，其動力軸A52通過絕緣拉杆A6和拐臂機構與連接板1422連接。兩個連接板1422通過軟導線連接在一起。均壓電容C1、C2的一端與電阻箱35的金屬殼體351電連接，另一端通過軟導線與連接板1422電連接。
驅動裝置A5為永磁閉鎖液壓操作機構，包括液壓缸A51、由液壓缸A51驅動的動力軸A52，所述的液壓缸A51為差動式液壓缸，液壓缸A51的有杆腔油道口通過油管與主儲壓器A53連通，液壓缸A51的無杆腔油道口通過主換向閥A54連接主儲壓器A53，主換向閥A54的一個通道兩邊分別通過管道連接液壓缸A51的無杆腔油道口和主儲壓器A53，另一個通道的兩邊分別通過管道連接液壓缸A51的無杆腔油道口和油箱A55，油箱A55的出油口通過液壓泵A58和單向閥A59與主儲壓器A53連通；動力軸A52通過銷軸連接有閉鎖機構A56。液壓缸A51的有杆腔油道口與主儲壓器A53之間的油路上還連接有備用轉換閥A510，該備用轉換閥A510為旋轉換向閥，備用轉換閥A510的一個通道兩邊分別通過管道連接液壓缸A51的有杆腔油道口和主儲壓器A53，另一個通道的兩邊分別通過管道連接液壓缸A51的有杆腔油道口和備用儲壓器A511，還有一個通道串接在主儲壓器A53與主換向閥A54之間，備用轉換閥A510的旋轉軸A5101上帶有手動轉換機構。
本實用新型採用兩個儲壓器提供動力能源，正常工作時，液壓泵A58通過單向閥A59、A591分別向主儲壓器A53和備用儲壓器A511壓油，使兩個儲壓器都保持一定的壓力。但此時，備用儲壓器A511與液壓缸A51的有杆腔油道口之間的通道被備用轉換閥A510關閉。液壓油只能由主儲壓器A53經過備用轉換閥A510內的通道進入液壓缸A51的有杆腔。斷路器分、合閘依靠主儲壓器A53供油。
斷路器合閘時，操縱主換向閥A54，使液壓缸A51的無杆腔油道口和主儲壓器A53之間的通道打開，同時關閉液壓缸A51的無杆腔油道口與油箱A55之間的通道。這樣，液壓缸A51兩側的壓力相同，但由於活塞兩側受壓面積不等，無杆腔一側受壓面積大，因而活塞向有杆腔一側移動，帶動動力軸A52軸向移動，斷路器合閘。
斷路器分閘時，操縱主換向閥A54，使液壓缸A51的無杆腔油道口和主儲壓器A53之間的通道關閉，同時打開液壓缸A51的無杆腔油道口與油箱A55之間的通道。這樣，液壓缸A51的無杆腔通過油箱A55瀉壓，而有杆腔仍然維持高壓，因而活塞向無杆腔一側移動，帶動動力軸A52軸向移動，斷路器分閘。
當主儲壓器A53供油系統發生故障或失壓時，壓力控制器A531發出報警信號，此時，主液壓系統的分、合閘功能已完全喪失。當工作人員確認急需分閘時，可以操縱手動轉換機構將備用轉換閥A510切換到備用儲壓器A511。此時，備用轉換閥A510同時切斷液壓缸A51與主儲壓器A53之間的兩個通道，同時接通液壓缸A51有杆腔油道口與備用儲壓器A511之間的通道，由於液壓缸A51無杆腔油道口已失壓，活塞帶動動力軸A52快速向分閘方向移動，實現主液壓系統故障時完成一次應急分閘的目的。
手動轉換機構的結構可以採取多種形式，例如，本人的另一專利申請「特高壓斷路器永磁閉鎖液壓操作機構CN200510112963.1」曾公開了一種快速雙穩態轉換的手動操作機構。在此不再重複。
閉鎖機構A56的作用是使動力軸A52操作到位後、在下一次操作之前保持閉鎖狀態。如圖9所示，閉鎖機構A56包括圓桶狀的機構外殼A561、安裝在機構外殼A561中的圓柱體鐵芯A562、環繞鐵芯A562設置在機構外殼A561中的永磁體A563，永磁體A563固定安裝在機構外殼A561的內壁上，其磁極與鐵芯A562的軸線垂直設置，鐵芯A562的兩端帶有閉鎖驅動軸A564，閉鎖驅動軸A564穿過兩側端蓋，其中一端的閉鎖驅動軸A564通過銷軸和槓桿A521與動力軸A52連接。
鐵芯A562在永磁體A563的磁力作用下具有位於機構外殼A561的一端，當鐵芯A562移動時必須要克服永磁體A563的磁力，而一旦鐵芯A562移動到永磁體A563的中間位置並越過中點以後，磁力就會推動鐵芯A562向另一側移動，直到吸附在端蓋上。斷路器操作完成後，即使液壓缸A51中的壓力發生變化，只要這種變化不足以克服永磁體A563的磁力就可以保證斷路器的閉鎖。另一方面，在斷路器的操作過程中，當動力軸A52移動的時候帶動鐵芯A562移動越過磁力平衡點以後，永磁體A563的磁力作用會加快動力軸A52移動的速度，有助於提高剛分剛合速度。
主換向閥A54的作用是通過油路的轉換實現分、合閘操作，可以選用旋轉換向閥，也可以選用滑動換向閥。
以上是驅動裝置A5的結構及其工作原理描述。
在分斷器B1、B2位於中間絕緣支柱的一側安裝有光能電子電流互感器CT1、CT2。如圖7、圖8所示，所述的光能電子電流互感器CT1、CT2包括安裝在互感器高壓端即套裝在連接板1422上的鐵芯和感應線圈、模擬數字轉換器T2、光調製器T3，感應線圈連接到模擬數字轉換器T2的信號輸入端，模擬數字轉換器T2的信號輸出端連接到光調製器T3的信號輸入端，光調製器T3的信號輸出端通過光纜T7連接到光解調器T4的信號輸入端，光解調器T4的信號輸出端連接到信號讀取裝置T41，光解調器T4和信號讀取裝置T41安裝在中間支撐絕緣支柱A3的底座A31上。信號讀取裝置T41可以連接到微機控制和計量系統，構成信號採集端，供電力控制、保護和計量使用。
上述的感應線圈包括保護信號感應線圈T11和計量信號感應線圈T12，還有電源偶合線圈T13，電源偶合線圈T13連接到穩壓電源電路T5，穩壓電源電路T5的輸入端還連接有太陽能電池板T6，穩壓電源電路T5的輸出端與模擬數字轉換器T2和光調製器T3的電源端連接。
光能電子電流互感器CT1、CT2的工作原理如下高壓一次電流經過一次線圈產生交變磁場，交變磁場穿過電流互感器的二次線圈，在二次線圈中產生電勢。這個電勢加在取樣電阻上便產生感應電流，取樣電阻採用溫度補償電阻，其阻值不受環境溫度變化的影響。根據變壓器的原理，這個感應電流在有效荷載內與一次電流成正比。通過取樣電阻兩端電壓的大小就可以計算出實際一次電流的大小。感應電壓信號輸入到模擬數字轉換器T2轉換成數位訊號後通過光調製器T3和光纖電纜傳遞到光解調器T4至控制保護和計量系統。模擬數字轉換器T2和光調製器T3的工作電源採用電源偶合線圈T13和太陽能電池板T6輸出的電源經過穩壓電源電路T5穩壓後再經過蓄電池蓄能，最後輸出穩定、連續的工作電源。
由於高壓端與信號讀取端完全分離，中間只有絕緣性能優良的光纜連接，徹底解決了特高壓電力電流互感器存在的絕緣問題。消除了特高壓電流互感器容易爆炸的事故隱患。
以上是光能電子電流互感器CT1、CT2的結構及工作原理描述。
當然，光能電子電流互感器CT1、CT2隻是本實用新型的一個輔助部分。本實用新型並不局限於使用這種結構的電流互感器，其他各種結構的電流互感器也可以使用。如使用單獨的其他形式的互感器或不使用互感器。
權利要求1.雙斷口組合柱式特高壓倍速分斷斷路器，包括絕緣支柱和安裝在絕緣支柱頂端的分斷裝置，分斷裝置上並聯有均壓電容，其特徵在於所述的分斷裝置包括串聯的兩個分斷器(B1、B2)，分斷器(B1、B2)上各並聯一組均壓電容(C1、C2)，絕緣支柱包括分別支撐在分斷器(B1、B2)上的側絕緣支柱和支撐在兩個分斷器公共端的中間絕緣支柱；側絕緣支柱包括呈三角形排列的三根側支撐絕緣支柱(A1)，中間絕緣支柱包括平行設置的絕緣拉杆支柱(A2)和中間支撐絕緣支柱(A3)。
2.根據權利要求1所述的雙斷口組合柱式特高壓倍速分斷斷路器，其特徵在於所述的分斷器(B1、B2)包括絕緣外殼(1)、安裝在絕緣外殼(1)中的絕緣套筒(7)以及設置在絕緣套筒(7)中的靜觸頭和動觸頭；在絕緣外殼(1)位於靜觸頭的一側固定連接電阻箱(35)；靜觸頭包括固定設置在絕緣套筒(7)中的絕緣導向板(34)以及插裝在絕緣導向板(34)上的主觸點(31)、電阻觸點(32)和滅弧觸點(33)、固定設置在絕緣套筒(7)端面的端蓋板(50)，主觸點(31)、電阻觸點(32)和滅弧觸點(33)分別通過彈簧與絕緣導向板(34)彈性連接，主觸點(31)與滅弧觸點(33)通過軟導線電連接，主觸點(31)的末端與固定插裝在端蓋板(50)中的連接杆(37)電連接；主觸點(31)與絕緣導向板(34)之間的彈性運動間隙小於滅弧觸點(33)與絕緣導向板(34)之間的彈性運動間隙；電阻觸點(32)與絕緣導向板(34)之間的彈性運動間隙大於滅弧觸點(33)與絕緣導向板(34)之間的彈性運動間隙；電阻觸點(32)的末端通過軟導線與固定插裝在端蓋板(50)中的電阻接線柱(51)電連接；動觸頭包括固定設置在絕緣套筒(7)中的內絕緣支撐板(72)、外絕緣支撐板(73)以及插裝在兩層絕緣支撐板中的滅弧動觸點(143)，滅弧動觸點(143)上固定安裝有導電盤(1421)，導電盤(1421)位於內絕緣支撐板(72)和外絕緣支撐板(73)之間；主動觸點(141)和電阻動觸點(142)通過該導電盤(1421)與滅弧動觸點(143)固定連接在一起，主動觸點(141)、電阻動觸點(142)、滅弧動觸點(143)插裝在內絕緣支撐板(72)上、其位置分別與主觸點(31)、電阻觸點(32)、滅弧觸點(33)相對應，內絕緣支撐板(72)上與電阻動觸點(142)、滅弧動觸點(143)相對應的位置設置有汽缸套(144)，電阻動觸點(142)、滅弧動觸點(143)的中段帶有活塞，並與汽缸套(144)的內壁形成活塞配合，滅弧動觸點(143)的末端帶有連接板(1422)；電阻箱(35)包括殼體(351)和固定安裝在殼體(351)中的滅弧電阻(352)、連接杆延長杆(371)，殼體(351)的兩端分別固定安裝電阻箱端蓋(353、354)，滅弧電阻(352)和連接杆延長杆(371)的兩端均插裝在電阻箱端蓋(353、354)中，伸出電阻箱端蓋(353、354)的部分帶有插頭，其一端插頭與靜觸頭上的電阻接線柱(51)以及連接杆(37)相配合，另一端插頭與金屬端帽(355)插接在一起；兩分斷器(B1、B2)的動觸頭相對成一字形排列並串聯在一起，連接板(1422)通過連杆拐臂機構與設置在中間支撐絕緣支柱(A3)底端的驅動裝置(A5)傳動連接，兩分斷器(B1、B2)的連接板(1422)通過軟導線電連接。
3.根據權利要求2所述的雙斷口組合柱式特高壓倍速分斷斷路器，其特徵在於所述的絕緣套筒(7)包括外筒以及套裝在外筒中的內筒，內筒為分段結構，絕緣導向板(34)、內絕緣支撐板(72)和外絕緣支撐板(73)安裝在內筒各分段的連接處；在分閘狀態下，主觸點(31)與主動觸點(141)之間的距離最大，滅弧觸點(33)與滅弧動觸點(143)之間的距離其次，電阻觸點(32)與電阻動觸點(142)之間的距離最小；滅弧觸點(33)位於絕緣導向板(34)的中心，多個主觸點(31)和電阻觸點(32)環繞在滅弧觸點(33)的周圍；滅弧動觸點(143)和電阻動觸點(142)的一側設置有吹弧管(145)，吹弧管(145)的頂端分別朝向滅弧動觸點(143)和電阻動觸點(142)的頂端，其下端貫穿滅弧動觸點(143)或電阻動觸點(142)上的活塞；活塞上帶有安裝有單向閥的排氣口(41)。
4.根據權利要求1或2或3所述的雙斷口組合柱式特高壓倍速分斷斷路器，其特徵在於驅動裝置(A5)為液壓缸驅動裝置，其動力軸(A52)通過絕緣拉杆(A6)和拐臂機構與連接板(1422)連接。
5.根據權利要求1或2或3所述的雙斷口組合柱式特高壓倍速分斷斷路器，其特徵在於在分斷器(B1、B2)位於中間絕緣支柱的一側安裝有光能電子電流互感器(CT1、CT2)，所述的光能電子電流互感器(CT1、CT2)包括纏繞在環形鐵芯上的感應線圈(T11、T12)和光纜(T7)，環形鐵芯和感應線圈(T11、T12)套裝在連接板(1422)上，光纜(T7)纏繞在中間支撐絕緣支柱(A3)上，感應線圈(T11、T12)連接到模擬數字轉換器(T2)的信號輸入端，模擬數字轉換器(T2)的信號輸出端連接到光調製器(T3)的信號輸入端，光調製器(T3)的信號輸出端通過光纜(T7)連接到光解調器(T4)的信號輸入端，光解調器(T4)的信號輸出端連接到信號讀取裝置(T41)，光解調器(T4)和信號讀取裝置(T41)安裝在中間支撐絕緣支柱(A3)的底座(A31)上。
6.根據權利要求2或3所述的雙斷口組合柱式特高壓倍速分斷斷路器，其特徵在於驅動裝置(A5)為永磁閉鎖液壓操作機構，包括差動式液壓缸(A51)、由液壓缸(A51)驅動的動力軸(A52)，液壓缸(A51)的有杆腔油道口通過油管與主儲壓器(A53)連通，液壓缸(A51)的無杆腔油道口通過主換向閥(A54)連接主儲壓器(A53)，主換向閥(A54)的一個通道兩邊分別通過管道連接液壓缸(A51)的無杆腔油道口和主儲壓器(A53)，另一個通道的兩邊分別通過管道連接液壓缸(A51)的無杆腔油道口和油箱(A55)，油箱(A55)的出油口通過液壓泵(A58)和單向閥(A59)與主儲壓器(A53)連通；動力軸(A52)通過銷軸連接有閉鎖機構(A56)；所述的閉鎖機構(A56)包括機構外殼(A561)、安裝在機構外殼(A561)中的鐵芯(A562)、環繞鐵芯(A562)設置在機構外殼(A561)中的永磁體(A563)，永磁體(A563)固定安裝在機構外殼(A561)的內壁上，其磁極與鐵芯(A562)的軸線垂直設置，鐵芯(A562)的兩端帶有閉鎖驅動軸(A564)，閉鎖驅動軸(A564)穿過兩側端蓋，其中一端的閉鎖驅動軸(A564)通過銷軸和槓桿(A521)與動力軸(A52)連接。
專利摘要本實用新型涉及一種電力設備使用的斷路器，尤其是雙斷口組合柱式特高壓倍速分斷斷路器。包括絕緣支柱和安裝在絕緣支柱頂端的分斷裝置，分斷裝置上並聯有均壓電容，所述的分斷裝置包括串聯的兩個分斷器和兩個分、合閘電阻箱，絕緣支柱包括分別支撐在分斷器上的側絕緣支柱和支撐在兩個分斷器公共端的中間絕緣支柱；側絕緣支柱包括呈三角形排列的三根側支撐絕緣支柱，中間絕緣支柱包括平行設置的絕緣拉杆支柱和中間支撐絕緣支柱。本實用新型採用組合絕緣支柱，可以利用超高壓絕緣支柱組裝成特高壓支柱，有效降低生產成本，同時分斷器具有倍速分斷功能，減少了分、合閘電弧和操作多電壓。
文檔編號H01H33/34GK2909495SQ200620086099
公開日2007年6月6日 申請日期2006年6月26日 優先權日2006年6月26日
發明者王光順 申請人:王光順