CN102426963B - 直流融冰隔离开关 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高压输电线路在冬季直流融冰时将直流电流接入高压输电线路的隔离开关。本发明所提供的一种操作简单安全、占地小、结构简单、投资省的直流融冰用隔离开关，包括安装在隔离开关支架上的交流支柱绝缘子、直流支柱绝缘子和操作支柱绝缘子；在交流支柱绝缘子上安装有交流接线端子和静触头，交流接线端子与静触头连接；在直流支柱绝缘子上安装有垂直布置的导电刀闸和直流接线端子，上述导电刀闸与直流接线端子连接；导电刀闸的操作机构连杆通过操作支柱绝缘子与导电刀闸连接；上述静触头设置在导电刀闸上方，当导电刀闸合闸时，导电刀闸的动触头与上述静触头连接。本发明避免了人工操作时的危险且占地面积小、投资省、操作方便。

Description

直流融冰隔离开关

技术领域

本发明涉及一种电力系统高压输变电设备，特别是一种高压输电线路在冬季需要直流融冰时将直流融冰装置的直流电流接入高压输电线路的隔离开关。

背景技术

输电线路在冬季冰冻雨雪天气下覆冰是一种严重威胁电力系统安全稳定运行的自然灾害。由于导线上增加了覆冰负荷，对导线、铁塔和金具都会带来一定的机械损坏，覆冰严重时会断线、倒杆塔，导致大面积停电事故；随着电力电子技术的不断发展，大电流直流融冰技术广泛应用于不同电压等级不同导线截面输电线路融冰，该方法的原理是将覆冰线路作为负载，施加直流电源，用较低电压提供直流短路电流来加热导线使线路覆冰融化。大电流直流融冰需将直流电流接入高压输电线路，常规的接入方法有：人工跨接方案、普通隔离开关跨接方案、加装融冰管母线方案、小车跨接方案等方案。

人工跨接导线方案是由人工安装的方式，直接用事先准备好的跨接导线，将直流电流接入高压输电线路。这种跨接方案，虽然占地面积小，投资小，操作简单，但由于高压变电站出线构架高，采用临时跨接方案工作效率低、工作人员劳动强度和作业风险高，输电线路停电时间长，代价高。

普通隔离开关跨接方案是在融冰管母线与高压出线线路之间新增一组高压双柱水平开启式隔离开关，该隔离开关的一端接直流融冰母线，另一端与高压输电线路相连接，由于水平开启式隔离开关设备外形尺寸大，不利于安装在原有的避雷器旁的狭小位置，一般需要安装重新开辟相对面积较大的场地，而且为保护新增隔离开关，同时还需要将原有的线路避雷器移动至新增隔离开关线路侧，因此占地面积增大，投资高。并且对改造施工工程，还需新征地，施工周期长。

加装融冰管母线方案是在变电站配电装置出线侧增加两组融冰跨接管母线，一组连接直流融冰装置直流管母线，另一组连接高压输电线路，融冰时用硬母线连接两组管母线，将直流电流接入高压输电线路。此种方案虽投资较小也不需外征地，但融冰时需使用吊车连接融冰跨接管母，无法节约时间和人力、物力和财力；在冰冻灾害比较强的情况下，无法满足快速融冰的效果。

小车跨接方案是在融冰管母线与出线线路之间采用具有隔离开关功能的专用小车临时跨接，该小车一端接直流融冰管母线，另一端与线路相连接。为了确保设备的安全距离，此方案围墙需外扩，同时为满足跨接小车与线路的连接，需要装设专用的连接管母线，还需配置专用的具有隔离开关功能小车，单台小车150万，融冰时每回出线共需要三台小车，共计450万，因此投资大，成本高，同时还需专门停车库的建设，且受现场环境的影响，小车操作复杂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种操作简单安全、占地小、结构简单、投资省的直流融冰用隔离开关。

本发明所采用的直流融冰隔离开关，包括安装在隔离开关支架上的交流支柱绝缘子、直流支柱绝缘子和操作支柱绝缘子；在交流支柱绝缘子上安装有交流接线端子和静触头，交流接线端子与静触头连接；在直流支柱绝缘子上安装有垂直布置的导电刀闸和直流接线端子，上述导电刀闸与直流接线端子连接；导电刀闸的操作机构连杆通过操作支柱绝缘子与导电刀闸连接；上述静触头设置在导电刀闸上方，当导电刀闸合闸时，导电刀闸的动触头与上述静触头连接。

在交流支柱绝缘子上安装有均压环；静触头、交流接线端子以及均压环连为一体。

交流接线端子安装设置在交流支柱绝缘子的轴线上方。

所述的导电刀闸采用的是单臂垂直伸缩式隔离开关、双臂垂直伸缩式隔离开关或单臂立开式隔离开关的导电刀闸。

所述的导电刀闸采用的是电动式单臂垂直伸缩式隔离开关、电动式双臂垂直伸缩式隔离开关或电动式单臂立开式隔离开关导电刀闸的结构。

导电刀闸的导电底座安装在直流支柱绝缘子和操作支柱绝缘子上。

在隔离开关支架安装有底座，交流支柱绝缘子、直流支柱绝缘子和操作支柱绝缘子安装在底座上；操作机构连杆通过操作支柱绝缘子与导电底座中的联动机构相连。

所述交流支柱绝缘子的长度大于直流支柱绝缘子和操作支柱绝缘子。采用本发明，融冰时可不需要人工到现场操作，避免了人工临时跨接导线及小车操作时的危险且节约时间以及人力、物力和财力，满足快速融冰的效果；采用本发明，在现有变电站用地范围内不需外征地，占地面积小，节约施工周期，亦节省了土地成本；同时不需要设备倒运和停放，因此节约了场地，并且发明设备造价低，亦节约了设备购置成本。

附图说明

图1是直流融冰专用隔离开关分闸状态示意图。

图2是直流融冰专用隔离开关合闸状态示意图。

图3是直流融冰隔专用离开关与直流母线和高压输电线路连接的分闸状态示意图。

图中标记：1-隔离开关支架，2-交流支柱绝缘子，3-静触头，4-直流支柱绝缘子，5-直流接线端子，6-交流连接导线，7-直流母线支架，8-导电刀闸，9-底座，10-操作机构连杆，11-操作机构，12-导电底座，13-直流母线，14-直流连接导线，15-直流支柱绝缘子，16-均压环，17-交流接线端子，18-操作支柱绝缘子，19-导电杆，20-动触头。

具体实施方式

直流融冰隔离开关包括安装在隔离开关支架1上的底座9，底座9上安装交流支柱绝缘子2、直流支柱绝缘子4和操作支柱绝缘子18。在交流支柱绝缘子2上安装有交流接线端子17和静触头3，交流接线端子17与静触头3连接。在直流支柱绝缘子4上安装有垂直布置的导电刀闸8和直流接线端子5，导电刀闸8与直流接线端子5连接。导电刀闸8的操作机构连杆10通过操作支柱绝缘子18与导电刀闸8连接。

在交流支柱绝缘子2上安装有具有均压功能的均压环16，静触头3、交流接线端子17，均压环16、静触头3、交流接线端子17连为一体，静触头3需避开交流支柱绝缘子2，便于与导电刀闸8的动触头连接。为了减少交流连接导线6自重和输电过程中产生的电动力对交流支柱绝缘子2的受力影响，将交流接线端子17安装设置在交流支柱绝缘子2的轴线上方。采用均压环使支柱绝缘子顶部带电部分电场强度分布均匀，减少放电闪络，防止因放电闪络对支柱绝缘子伞裙表面灼伤。交流支柱绝缘子2需要满足交流高压工作时的绝缘要求，而直流支柱绝缘子4只需要满足融冰时直流绝缘的要求，因此为节约成本和降低隔离开关的安装高度，交流支柱绝缘子3的长度大于直流支柱绝缘子5的长度。

导电刀闸8采用电力行业常见的单臂垂直伸缩式隔离开关、双臂垂直伸缩式隔离开关或单臂立开式隔离开关等垂直布置形式隔离开关的导电刀闸结构，包括导电杆19和动触头20等，静触头设置在导电刀闸8上方，当导电刀闸8合闸时，导电刀闸8的导电杆19向上运动使动触头20与静触头3连接。采用这种方式减少了交流支柱绝缘子和直流支柱绝缘子之间的水平距离，因此能够利用电容式电压互感器和避雷器旁的狭小场地进行安装设置，不在需要扩大变电站的占地面积，节约投资成本，降低了变电站由于场地扩大受周围地形、环境的影响。为了降低人工开启隔离开关的安全隐患，导电刀闸采用电动单臂垂直伸缩式隔离开关、电动双臂垂直伸缩式隔离开关或电动单臂立开式隔离开关等的电动控制方式，就可以实现远程控制和操作。

实施例

下面结合附图对本发明进一步说明。

在变电站中高压配电装置出线侧安装本发明的直流融冰隔离开关和直流母线支架7。

在隔离开关支架1上安装有一组交流支柱绝缘子2，在交流支柱绝缘子2的上端安装均压环16。静触头3、交流接线端子17以及均压环16连为一体。该交流接线端子17通过与交流连接导线6连接而实现与输电线路相连。

在本实施例中，导电刀闸8采用的是电动单臂垂直伸缩式隔离开关的导电刀闸结构，包括导电杆19、导电底座12、操作支柱绝缘子18、操作机构连杆10、操作机构11。在隔离开关支架1上设置有直流支柱绝缘子4和操作支柱绝缘子18，导电底座12安装在直流支柱绝缘子4上，操作机构连杆10通过操作支柱绝缘子18与导电底座12中的联动机构相连。直流接线端子5就采用该电动单臂垂直伸缩式隔离开关上的电源接线端子。

直流母线支架7上安装有直流支柱绝缘子15，直流母线13安装在上述直流支柱绝缘子15上，直流母线13与电动单臂垂直伸缩式隔离开关上的直流接线端子5通过直流连接导线14连接。

直流融冰专用隔离开关的工作状态包括：

（1）正常的高压输电线路传输过程：电动单臂垂直伸缩式隔离开关的动触头与静触头3处于分闸状态，交流支柱绝缘子2满足交流高电压绝缘要求。

（2）融冰状态：当需要对高压线路融冰时，先切断高压电源，通过电动操作机构11控制操作连杆机构10、导电底座12中的联动机构使导电杆19上的动触头与静触头2连接，导电刀闸8就处于合闸状态，直流母线13提供的直流电流经直流连接导线14、直流支柱绝缘子4上的直流接线端子5、导电底座12、导电杆19、动触头20、静触头3、交流接线端子17和交流连接导线6将直流输入到高压线上，并在三相高压线之间形成直流回路，使高压输电线路发热实现融冰。

交流支柱绝缘子2保证了在正常的高压交流输电过程中的绝缘安全。直流支柱绝缘子4保证在融冰模式下直流融冰电压的绝缘安全。

电动双臂垂直伸缩式隔离开关、电动单臂立开式隔离开关的导电刀闸与电动单臂垂直伸缩式隔离开关的导电刀闸相比，导电杆19的合闸、分闸运动方式和结构有所不同，但导电底座12、操作支柱绝缘子18、操作机构连杆10、操作机构11可采用相同方式安装在隔离开关支架1上，也同样能实现发明的目的。

Claims (8)

1.直流融冰隔离开关，其特征在于，包括安装在隔离开关支架（1）上的交流支柱绝缘子（2）、直流支柱绝缘子（4）和操作支柱绝缘子（18）；

在交流支柱绝缘子（2）上安装有交流接线端子（17）和静触头（3），交流接线端子与静触头（3）连接；

在直流支柱绝缘子（4）上安装有垂直布置的导电刀闸（8）和直流接线端子（5），上述导电刀闸（8）与直流接线端子（5）连接；

导电刀闸（8）的操作机构连杆（10）通过操作支柱绝缘子（18）与导电刀闸（8）连接；上述静触头（3）设置在导电刀闸（8）上方，当导电刀闸（8）合闸时，导电刀闸（8）的动触头（20）与上述静触头（3）连接。

2.如权利要求1所述的直流融冰隔离开关，其特征在于，在交流支柱绝缘子（2）上安装有均压环（16）；静触头（3）、交流接线端子（17）以及均压环（16）连为一体。

3.如权利要求1或2所述的直流融冰隔离开关，其特征在于，交流接线端子（17）安装设置在交流支柱绝缘子（2）的轴线上方。

4.如权利要求1所述的直流融冰隔离开关，其特征在于，所述的导电刀闸（8）采用的是单臂垂直伸缩式隔离开关、双臂垂直伸缩式隔离开关或单臂立开式隔离开关的导电刀闸。

5.如权利要求1所述的直流融冰隔离开关，其特征在于，所述的导电刀闸（8）采用的是电动式单臂垂直伸缩式隔离开关、电动式双臂垂直伸缩式隔离开关或电动式单臂立开式隔离开关的导电刀闸的结构。

6.如权利要求4或5所述的直流融冰隔离开关，其特征在于，导电刀闸（8）的导电底座（12）安装在直流支柱绝缘子（4）和操作支柱绝缘子（18）上。

7.如权利要求1所述的直流融冰隔离开关，其特征在于，在隔离开关支架（1）安装有底座（9），交流支柱绝缘子（2）、直流支柱绝缘子（4）和操作支柱绝缘子（18）安装在底座（9）上；操作机构连杆（10）通过操作支柱绝缘子（18）与导电底座（12）中的联动机构相连。

8.如权利要求1所述的直流融冰隔离开关，其特征在于，所述交流支柱绝缘子（2）的长度大于直流支柱绝缘子（4）和操作支柱绝缘子（18）。

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