CN104143451A - 一种高速接地开关及其构成的接地开关装配单元 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高速接地开关及其构成的接地开关装配单元，高速接地开关包括用于在使用时置于相应装配单元的壳体的密闭气室中的六氟化硫灭弧装置，六氟化硫灭弧装置包括静端装配和动端装配，静端装配包括静端支座、设置于静端支座上的静端导体和电连于静端导体上的静弧触头，静端导体上设置有分别用于与相应两个导电杆的相邻端固定电连的导电杆连接结构，静弧触头沿上下方向竖直设置，动端装配包括动端支座和通过与所述静弧触头合闸来将相应故障相接地的动弧触头，高速接地开关还包括动力输出端与所述动弧触头传动连接的操动机构。本发明提供了一种用于熄灭潜供电流的高速接地开关和一种使用该接地开关的接地开关装配单元。

Description

一种高速接地开关及其构成的接地开关装配单元

技术领域

本发明涉及输电设备领域中的高速接地开关及其构成的接地开关装配单元。

背景技术

超高压输电线路的故障90%以上是单相接地故障，而单相接地故障中约有80%为“瞬时性”故障，在我国220kV及以上线路大多采用单相重合闸消除单相接地故障，来提高系统的稳定性和供电的可靠性，单相重合闸的成功与否取决于故障点的潜供电弧能否自熄。输电线路中线路发生单相接地故障时，系统自动重合闸装置立即动作，故障相两端的断路器立即断开，短路电流被切断，此时健全相通过静电耦合和电磁耦合继续向故障点提供电流，即潜供电流。

超高压输电线路由于导线多采用8分裂、甚至12分裂，且相间距离较大，线路较长，因此线路对地分布电容及相间分布电容都很大，来自健全相的感应电压产生的潜供电弧燃烧时间较长，使单相自动重合闸的成功率大大降低，对系统的危害很严重，因此，必须采取相应的措施来缩短潜供电弧的熄灭时间。目前，用于熄灭潜供电弧的方法主要有加装高速接地开关和并联电抗器中性点接小电抗两种。我国建设特高压示范线路时采用的是并联电抗器中性点接小电抗，这种方法由于相间与相对地电容可能与电抗器的阻抗构成谐振回路，需要采取预防措施而增加了系统保护的复杂性，同时投资性较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于熄灭潜供电流的高速接地开关；本发明的目的还在于提供一种使用该接地开关的接地开关装配单元。

为了解决上述问题，本发明中一种高速接地开关的技术方案为：

一种高速接地开关，包括用于在使用时置于相应装配单元的壳体的密闭气室中的六氟化硫灭弧装置，六氟化硫灭弧装置包括静端装配和动端装配，静端装配包括静端支座、设置于静端支座上的静端导体和电连于静端导体上的静弧触头，静端导体上设置有分别用于与相应两个导电杆的相邻端固定电连的导电杆连接结构，静弧触头沿上下方向竖直设置，动端装配包括动端支座和通过与所述静弧触头合闸来将相应故障相接地的动弧触头，高速接地开关还包括动力输出端与所述动弧触头传动连接的操动机构。

动弧触头位于静弧触头的下侧，操动机构位于所述动端装配下侧。

所述静端导体包括与所述静弧触头同轴线设置的导电套，所述静弧触头通过静弧触头固定支架设置于所述导电套的内孔下端。

静端支座包括上端用于与所述壳体固定连接的上绝缘支撑筒，导电套同轴线设置于所述上绝缘支撑筒的下端。

所述的动端支座包括与所述动弧触头同轴线设置的下绝缘支撑套筒，所述下绝缘支撑套筒的下端设置有用于与所述壳体的下端可拆固定连接的下螺栓连接结构，所述下绝缘支撑筒内穿设有实现操动机构与动弧触头传动连接的绝缘拉杆。

本发明中接地开关装配单元的技术方案为：接地开关装配单元，包括壳体，壳体内设置有密闭气室，密闭气室的气室壁上通过绝缘支撑结构绝缘密封装配有两个用于在使用时与相应单相导电连接的中心导体，密闭气室中设置有分别与各中心导体导电连接的导电杆，所述密闭气室中还设置有六氟化硫灭弧装置，六氟化硫灭弧装置包括静端装配和动端装配，静端装配包括静端支座、设置于静端支座上的静端导体和电连于静端导体上的静弧触头，静端导体上设置有分别与相应两个导电杆的相邻端固定电连的导电杆连接结构，静弧触头沿上下方向竖直设置，动端装配包括动端支座和在所述单相故障时通过与所述静弧触头合闸来将所述单相接地的动弧触头，接地开关装配单元还包括动力输出端与所述动弧触头传动连接的操动机构。

动弧触头位于静弧触头的下侧，操动机构位于所述动端装配下侧。

所述静端导体包括与所述静弧触头同轴线设置的导电套，所述静弧触头通过静弧触头固定支架设置于所述导电套的内孔下端。

静端支座包括上端与所述壳体固定连接的上绝缘支撑筒，导电套同轴线设置于所述上绝缘支撑筒的下端。

所述的动端支座包括与所述动弧触头同轴线设置的下绝缘支撑套筒，所述下绝缘支撑套筒的下端设置有用于与所述壳体的下端可拆固定连接的下螺栓连接结构，所述下绝缘支撑筒内穿设有实现操动机构与动弧触头传动连接的绝缘拉杆。

本发明的有益效果为：使用时将本发明中接地开关装配单元的导电杆与对应单相导电连接，当运行线路发生单相接地短路故障时，产生一次电弧，出现故障的单相称为故障相，故障相两端断路器跳闸，一次电弧熄灭，另外两相带电相通过静电耦合和电磁耦合向故障点继续提供电流，潜供电流产生，此时操动机构带动动、静弧触头合闸，故障相通过静弧触头和动弧触头接地，潜供电弧熄灭，随后操动机构带动动、静弧触头分闸，本发明利用六氟化硫灭弧装置中的动、静弧触头接地，可以保证动、静弧触头分闸时顺利灭弧，从而保证后续断路器的重合闸成功。

附图说明

图1是本发明中接地开关装配单元的一个实施例的结构示意图；

图2是图1的左视图。 

具体实施方式

接地开关装配单元的实施例如图1~2所示：包括壳体，壳体包括轴线沿上下方向延伸的竖向筒体5和置于竖向筒体左右两侧的横向筒体4，两个横向筒体的相对端均设置有用于与断路器及隔离开关的筒体固定连接的法兰连接结构24。竖向筒体的下端设置有机构箱体20。各横向筒体内分别通过对应绝缘支撑结构同轴线设置有用于在使用时与相应单相电连接的导电杆3和导电杆10，绝缘支撑结构由盆式绝缘子2构成，各盆式绝缘子分别与对应横向筒体的筒体壁密封固定连接。竖向筒体的上、下两端分别设置有上密封结构和下密封结构，其中上密封结构由盖装于竖向筒体上端口上的检修口盖6构成，下密封结构包括与机构箱体连接的下支撑板25，下支撑板与竖向筒体通过密封圈密封配合，上、下密封结构、各盆式绝缘子和对应位置处的横向、竖向筒体围成密闭气室，密闭气室相对应的壳体壁上设置有吸附剂，该封闭气室中充有六氟化硫气体，使该封闭气室形成了一个大的灭弧室，该密闭气室中设置有六氟化硫灭弧装置，并以此实现六氟化硫灭弧装置良好的灭弧功能。对应位置处的横向筒体是指两个盆式绝缘子之间的横向筒体，对应位置处的竖向筒体是指上、下密封结构之间的竖向筒体。六氟化硫灭弧装置设置在该密闭气室的竖向筒体中，六氟化硫灭弧装置包括静端装配和动端装配，静端装配包括静端支座、设置于静端支座上的静端导体9和电连于静端导体上的静弧触头15，静弧触头的轴线沿上下方向延伸设置，竖向筒体与静弧触头同轴线设置，静端导体包括与静弧触头同轴线设置的导电套，静弧触头通过静弧触头固定支架26同轴线设置于导电套的内孔下端，导电套的左右两端分别设置有用于与两个导电杆的相邻端固定电连的导电杆连接结构，其中位于左侧的导电杆连接结构包括固装于导电套上的、供对应导电杆同轴线导电插装的电连接套，位于右侧的导电杆连接结构包括设置于导电套上的、用于与对应导电杆的相应端面对接电连的连接平面，连接平面上设置有供相应连接螺栓穿装而实现对应导电杆与静端导体固定连接的螺纹孔，通过连接螺栓将右侧导电杆固定于导电套上，这有助于提高整体的结构强度。静端支座包括上绝缘支撑筒，上绝缘支撑筒包括与静弧触头同轴线设置的筒体部分8和固设于筒体部分8上端的上盖板7，竖向筒体的上端筒口沿上设置有一圈环形的安装台阶，安装台阶具有朝上的安装基面，上盖板通过上螺栓连接结构固装于该安装基面上，检修口盖位于上盖板的上方，静端导体固设于上绝缘支撑筒下端。动端装配包括动端支座和在单相故障时通过与静弧触头合闸来将所述单相接地的动弧触头12，动弧触头位于静弧触头下侧，机构箱体中设置有动力输出端通过绝缘拉杆19与动弧触头传动连接的操动机构21，六氟化硫灭弧装置还包括同轴线套设于动弧触头外围的气压缸13，动弧触头与气压缸导电连接，气压缸的上端固设有喷口11，气压缸导向套装于活塞筒27上，活塞筒的底部设置有单向呼吸阀17，单向呼吸阀的通流方向是由上至下通流，即在气压缸朝上运动时，气体可由下进入气压缸中，在气压缸朝下移动时，气体不能由呼吸阀排出，只能由喷口排出，气压缸与绝缘拉杆传动连接，也就是说绝缘拉杆、气压缸、喷口和动弧触头同步动作，动端装配还包括触指座16，触指座上设置有与气压缸导电连接的触指14，触指与接地电流引出棒9电连接，接地电流引出棒通过绝缘支撑环22设置于壳体上，从而实现动弧触头与接地端子装配电连接，六氟化硫灭弧装置的工作原理为：动、静弧触头合闸时，通过动、静弧触头实现单相接地，在动、静弧触头分闸时，绝缘拉杆带动动弧触头、喷口、气压缸向下移动，气压缸内的六氟化硫气体被压缩而压力升高，当喷口打开时，高压力的气体将由喷口处向外排出，实现吹弧作用。动端支座包括通过支撑板固装于触指座支撑筒下端的下绝缘支撑筒18，绝缘拉杆由下绝缘支撑筒的内孔和上支撑板上开设的通孔中穿过，绝缘拉杆与上支撑板上的通孔密封滑动配合，机构箱中设置有通过绝缘拉杆与动弧触头传动连接的操动机构21，操动机构为一个液压操动机构，操动机构包括传动轴28，传动轴上固设有曲轴连杆，曲轴连杆的连杆与绝缘拉杆的下端铰接相连，液压驱动机构的动力输出端通过一拉杆与传动轴上的拐臂传动连接，在实际使用时，液压驱动机构驱动传动轴转动，从而使曲轴连杆带动绝缘拉杆上下运动，以实现动、静弧触头的合分闸。图中项1表示用于实现导电杆与相应单相电连接的杯形电连接套。

使用时将本接地开关装配单元与GIS其它设备的筒体连接起来，并使导电杆与对应单相导电连接，在运行线路发生单相接地短路故障时，产生一次电弧，故障相两端断路器跳闸，一次电弧熄灭，另外两相带电相通过静电耦合和电磁耦合继续向故障点提供电流，此时潜供电流产生，装设于故障相的接地开关的动、静弧触头合闸，实现单相接地，潜供电弧熄灭，随后接地开关的动、静弧触头分闸，最后断路器重合闸成功，线路恢复正常带电运行。

静端装配和动端装配设置于竖直设置的竖向筒体中，有利于节省装配单元的占地面积；静端装配通过上绝缘支撑筒与壳体固定，上绝缘支撑筒起到绝缘和支撑作用；动端装配通过下绝缘支撑筒与壳体固定，下绝缘支撑筒起到绝缘和支撑作用。

在本发明的其它实施例中：静端导体左右两侧的导电杆连接结构也可以采用相同的结构；操动机构也可以是弹簧操动机构或气动、电磁操动机构等；本发明中的六氟化硫灭弧装置为压气式灭弧，当然六氟化硫灭弧装置还可以采用自能式气吹灭弧装置；盆式绝缘子还可以被绝缘支撑板或其它绝缘支撑结构代替；上绝缘支撑筒也可仅包括筒体部分，此时可以直接将筒体部分上端固定于检修口盖上；当然检修口盖也可以不设置于上绝缘支撑筒的正上方，比如说设置于竖向筒体的侧面；两个导电杆还可以垂直设置，当横向筒体较长时，竖向筒体每侧的导电杆的个数还可以适当的增加；安装台阶也可以不设，此时可以将上盖板通过螺栓固定于检修口盖或竖向筒体的内壁上。

高速接地开关的实施例如图1~2所示：高速接地开关包括六氟化硫灭弧装置和操动机构，六氟化硫灭弧装置和操动机构的具体结构与上述各接地开关装配单元实施例中所述的六氟化硫灭弧装置和操动机构相同，在此不再详述。

Claims (10)

1.一种高速接地开关，其特征在于：包括用于在使用时置于相应装配单元的壳体的密闭气室中的六氟化硫灭弧装置，六氟化硫灭弧装置包括静端装配和动端装配，静端装配包括静端支座、设置于静端支座上的静端导体和电连于静端导体上的静弧触头，静端导体上设置有分别用于与相应两个导电杆的相邻端固定电连的导电杆连接结构，静弧触头沿上下方向竖直设置，动端装配包括动端支座和通过与所述静弧触头合闸来将相应故障相接地的动弧触头，高速接地开关还包括动力输出端与所述动弧触头传动连接的操动机构。

2.根据权利要求1所述的高速接地开关，其特征在于：动弧触头位于静弧触头的下侧，操动机构位于所述动端装配下侧。

3.根据权利要求2所述的高速接地开关，其特征在于：所述静端导体包括与所述静弧触头同轴线设置的导电套，所述静弧触头通过静弧触头固定支架设置于所述导电套的内孔下端。

4.根据权利要求3所述的高速接地开关，其特征在于：静端支座包括上端用于与所述壳体固定连接的上绝缘支撑筒，导电套同轴线设置于所述上绝缘支撑筒的下端。

5.根据权利要求2所述的高速接地开关，其特征在于：所述的动端支座包括与所述动弧触头同轴线设置的下绝缘支撑套筒，所述下绝缘支撑套筒的下端设置有用于与所述壳体的下端可拆固定连接的下螺栓连接结构，所述下绝缘支撑筒内穿设有实现操动机构与动弧触头传动连接的绝缘拉杆。

6.接地开关装配单元，其特征在于：包括壳体，壳体内设置有密闭气室，密闭气室的气室壁上通过绝缘支撑结构绝缘密封装配有两个用于在使用时与相应单相导电连接的中心导体，密闭气室中设置有分别与各中心导体导电连接的导电杆，所述密闭气室中还设置有六氟化硫灭弧装置，六氟化硫灭弧装置包括静端装配和动端装配，静端装配包括静端支座、设置于静端支座上的静端导体和电连于静端导体上的静弧触头，静端导体上设置有分别与相应两个导电杆的相邻端固定电连的导电杆连接结构，静弧触头沿上下方向竖直设置，动端装配包括动端支座和在所述单相故障时通过与所述静弧触头合闸来将所述单相接地的动弧触头，接地开关装配单元还包括动力输出端与所述动弧触头传动连接的操动机构。

7.根据权利要求6所述的接地开关装配单元，其特征在于：动弧触头位于静弧触头的下侧，操动机构位于所述动端装配下侧。

8.根据权利要求7所述的接地开关装配单元，其特征在于：所述静端导体包括与所述静弧触头同轴线设置的导电套，所述静弧触头通过静弧触头固定支架设置于所述导电套的内孔下端。

9.根据权利要求8所述的接地开关装配单元，其特征在于：静端支座包括上端与所述壳体固定连接的上绝缘支撑筒，导电套同轴线设置于所述上绝缘支撑筒的下端。

10.根据权利要求7所述的接地开关装配单元，其特征在于：所述的动端支座包括与所述动弧触头同轴线设置的下绝缘支撑套筒，所述下绝缘支撑套筒的下端设置有用于与所述壳体的下端可拆固定连接的下螺栓连接结构，所述下绝缘支撑筒内穿设有实现操动机构与动弧触头传动连接的绝缘拉杆。