CN110120285B - 一种招弧角灭弧装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种招弧角灭弧装置，属于电力输送技术领域。一种招弧角灭弧装置，包括：设置在电线塔上的灭弧柱、电源以及控制器；灭弧柱设有贯穿其两端的灭弧腔，灭弧腔的两端分别与一对招弧角的触头对应设置；灭弧柱的外侧沿其延伸方向设有多个外灭弧栅片；灭弧柱的内侧壁沿其延伸方向设有多个环槽，环槽中均设有能够截断灭弧腔的内灭弧组件，灭弧柱的内侧壁还设有多个传感器；电源与内灭弧组件连接；控制器分别与内灭弧组件和传感器连接。当招弧角产生电弧时，外灭弧栅片可以对灭弧柱外侧的电弧进行自灭弧，内灭弧组件会将灭弧腔截断为多个腔体并熄灭腔体中的电弧，从而缩短了绝缘子以及招弧角触头的灼烧时间，延长了使用寿命。

Description

一种招弧角灭弧装置

技术领域

本发明涉及电力输送技术领域，具体涉及一种招弧角灭弧装置。

背景技术

特高压直流输电系统直流接地极，直流接地极线路具有输送电流大、线路电压低、耐雷水平较低、要求发生接地故障后具备自熄弧能力等特点。由于接地极线路传输的是直流，一旦间隙击穿，其故障电流为稳定的直流电流，由于没有周期性过零点，自熄弧较困难。对于高压直流接地极线路来说，电流增大、工作电压升高，导致电弧更加难以熄灭，电弧烧灼绝缘子以及招弧角触头时间长，会降低绝缘子以及招弧角触头的使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种招弧角灭弧装置，以解决现有高压直流接地极线路自熄弧较困难，导致招弧角寿命低的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种招弧角灭弧装置，包括：设置在电线塔上的灭弧柱、电源以及控制器；灭弧柱设有贯穿其两端的灭弧腔，灭弧腔的两端分别与一对招弧角的触头对应设置；灭弧柱的外侧沿其延伸方向设有多个外灭弧栅片；灭弧柱的内侧壁沿其延伸方向设有多个环槽，环槽中均设有能够截断灭弧腔的内灭弧组件，灭弧柱的内侧壁还设有多个传感器；电源与内灭弧组件电连接；控制器分别与内灭弧组件和传感器通信连接。

本发明灭弧柱中部的灭弧腔用于连通相对应招弧角的触角，不会影响招弧角的正常使用。当招弧角产生电弧时，外灭弧栅片可以对灭弧柱外侧的电弧进行自灭弧，内灭弧组件会将灭弧腔截断为多个腔体，进而对灭弧柱内侧的电弧进行自灭弧，从而缩短了绝缘子以及招弧角触头的灼烧时间，延长了使用寿命。

当招弧角产生电弧时，电弧在电动力以及热浮力的作用下从绝缘子表面运动到灭弧柱的外表面，被外侧栅片分割，长电弧被分割成若干段短电弧，而短电弧的电压降主要降落在阴、阳极区内，外侧栅片的数目足够多时，使各段维持电弧燃烧所需的最低电压降的总和大于外加电压时，电弧就自行熄灭。电弧进入灭弧腔内时，传感器检测到灭弧腔内具有电弧，通过控制器控制内灭弧组件的运动，从而将灭弧腔截断为多个腔体，从而通过截断电弧进行自熄弧。传感器检测到灭弧腔内不具有电弧时，通过控制器控制内灭弧组件的运动，回到环槽中，此时灭弧腔连通。

进一步地，上述内灭弧组件包括绕灭弧腔轴线方向环形设置的多个内灭弧单元；内灭弧单元包括电机、连接轴以及内灭弧栅片；电机固定设置在环槽内，电机与电源电连接并且与传感器通信连接；连接轴的两端分别与电机的电机轴和内灭弧栅片连接。

本发明每一个灭弧组件都包含多个内灭弧单元，多个内灭弧单元运动后，会形成一个圆面，从而将灭弧腔截断为多个腔体。多个内灭弧单元呈环形设置后，在电机和连接轴的带动下，内灭弧栅片会沿一个方向向灭弧腔中旋转，进行组装成一个整体圆面。

进一步地，上述内灭弧单元整体呈弧形。

本发明的内灭弧单元呈弧形时，可以避免对其它内灭弧单元的干涉。

进一步地，上述内灭弧栅片呈扇形，内灭弧栅片包括尖部和尾部；尾部与连接轴连接。

进一步地，上述灭弧柱的内侧壁设有永磁体层。

本发明在灭弧柱的内侧壁设置永磁体层，每一个内灭弧单元分隔成的腔体中均有永磁体的存在，每一个腔体中的电弧会在永磁体的作用下被拉长，最终电弧熄灭。

进一步地，上述灭弧柱呈空心圆柱体，灭弧腔的截面为圆形。

进一步地，上述外灭弧栅片呈环状，并套设在灭弧柱的外侧，所有外灭弧栅片均匀间隔设置。

进一步地，上述灭弧柱的材质为玻璃纤维。

进一步地，上述电源为无线电能传输装置

本发明具有以下有益效果：

(1)本发明灭弧柱中部的灭弧腔用于连通相对应招弧角的触角，不会影响招弧角的正常使用。当招弧角产生电弧时，外灭弧栅片可以对灭弧柱外侧的电弧进行自灭弧，内灭弧组件会将灭弧腔截断为多个腔体，进而对灭弧柱内侧的电弧进行自灭弧，从而缩短了绝缘子以及招弧角触头的灼烧时间，延长了使用寿命。

(2)本发明结构简单，能够实现招弧角两端电弧自熄灭的功能，能够有效增强招弧角对特高压直流输电系统直流接地极的保护，提高输电线路运行的安全可靠性。

(3)本发明还具有熄灭绝缘子闪络电弧的作用，能够减少闪络引起的跳闸停电事故，提高线路重合闸成功率，减轻电弧对绝缘子表面的烧蚀，提高线路运行可靠性。

附图说明

图1为本发明的灭弧柱与招弧角之间的位置示意图；

图2为本发明的灭弧柱、外灭弧栅片以及内灭弧组件之间的连接结构示意图；

图3为本发明的灭弧柱的结构示意图；

图4为本发明的灭弧柱与内灭弧组件之间的连接结构示意图；

图5为本发明的内灭弧单元的结构示意图；

图6为本发明的内灭弧组件进行灭弧时与灭弧柱之间的连接结构示意图。

图中：10-灭弧柱；11-灭弧腔；12-环槽；13-永磁体层；20-外灭弧栅片；30-内灭弧组件；40-内灭弧单元；41-电机；42-连接轴；43-内灭弧栅片；44-电机轴；50-绝缘子串；60-招弧角。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例

请参照图1，一种招弧角灭弧装置，包括灭弧柱10、电源以及控制器。灭弧柱10与绝缘子串50并排设置并且灭弧柱10固定在电线塔(未示出)上，绝缘子串50两端成对设有招弧角60，每一对招弧角60之间均设有灭弧柱10，并且一对招弧角60的触头分别靠近灭弧柱10的两端。在本实施例中，灭弧柱10的材质为玻璃纤维。在本实施例中，电源为无线电能传输装置，无线电能传输装置可以将电能转换为其他形式的中继能量(如电磁场能、激光、微波及机械波等)，隔空传输一段距离后，再通过接收器将中继能量转换为电能，实现无线电能传输；控制器采用STM32F407IGZ6。

请参照图2和图3，灭弧柱10呈空心圆柱体，其中腔为灭弧腔11，灭弧腔11的横截面为圆形。灭弧柱10的外侧沿其延伸方向设有多个外灭弧栅片20，多个外灭弧栅片20均匀间隔排列。外灭弧栅片20呈环形，套设在灭弧柱10的外侧，将靠近灭弧柱10外侧的空间进行隔断。灭弧柱10的内侧壁设有多个环槽12，多个环槽12均匀间隔设置，每个环槽12内设有内灭弧组件30。灭弧柱10的内侧壁设有永磁体层13和传感器(未示出)。内灭弧组件30和传感器分别与控制器通讯连接，传感器用于感应灭弧腔11中是否具有电弧，并将信号传递给控制器，控制器再控制内灭弧组件30运动，使得内灭弧组件30收缩于环槽12中或者展开将灭弧腔11截断为多个腔体，在正常情况下，内灭弧组件30收缩于环槽12中。灭弧腔11截断为多个腔体后，每一个腔体中均有永磁体层13存在。在本实施例中，传感器采用TEMT6000光传感器，显然还可以采用热传感模块；永磁体层13采用铝镍钴合金材料。

请参照图4，内灭弧组件30包括多个内灭弧单元40，多个内灭弧单元40绕灭弧腔11的轴线呈环形排列，每一个内灭弧单元40呈弧形并且均置于环槽12内，各内灭弧单元40之间具有间隙，在内灭弧组件30的各种位置状态下，各内灭弧单元40之间均不会接触。

请参照图5，内灭弧单元40包括电机41、连接轴42以及内灭弧栅片43。电机41固定设置在环槽12内，连接轴42的两端分别与电机41的电机轴44和内灭弧栅片43连接。内灭弧栅片43呈扇形，其包括尖部和尾部，尖部靠近灭弧腔11，尾部与连接轴42连接。

当招弧角60产生电弧时，电弧在电动力以及热浮力的作用下从绝缘子表面运动到灭弧柱10的外表面，被外侧栅片分割，长电弧被分割成若干段短电弧，而短电弧的电压降主要降落在阴、阳极区内，外侧栅片的数目足够多时，使各段维持电弧燃烧所需的最低电压降的总和大于外加电压时，电弧就自行熄灭。

请参照图6，电弧进入灭弧腔11内时，传感器检测到灭弧腔11内具有电弧，通过控制器控制各电机41工作，使内灭弧栅片43向灭弧腔11收拢，从而将灭弧腔11截断为多个腔体，从而通过截断电弧进行自熄弧。传感器检测到灭弧腔内不具有电弧时，通过控制器控制内灭弧组件30的运动，回到环槽12中，此时灭弧腔11连通。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种招弧角灭弧装置，其特征在于，包括：设置在电线塔上的灭弧柱(10)、电源以及控制器；所述灭弧柱(10)设有贯穿其两端的灭弧腔(11)，所述灭弧腔(11)的两端分别与一对招弧角的触头对应设置；所述灭弧柱(10)的外侧沿其延伸方向设有多个外灭弧栅片(20)；所述灭弧柱(10)的内侧壁沿其延伸方向设有多个环槽(12)，所述环槽(12)中均设有能够截断所述灭弧腔(11)的内灭弧组件(30)，所述灭弧柱(10)的内侧壁还设有多个传感器；所述电源与所述内灭弧组件(30)电连接；所述控制器分别与所述内灭弧组件(30)和所述传感器通信连接。

2.根据权利要求1所述的招弧角灭弧装置，其特征在于，所述内灭弧组件(30)包括绕所述灭弧腔(11)轴线方向环形设置的多个内灭弧单元(40)；所述内灭弧单元(40)包括电机(41)、连接轴(42)以及内灭弧栅片(43)；所述电机(41)固定设置在所述环槽(12)内，所述电机(41)与所述电源电连接并且与所述传感器通信连接；所述连接轴(42)的两端分别与所述电机(41)的电机轴(44)和所述内灭弧栅片(43)连接。

3.根据权利要求2所述的招弧角灭弧装置，其特征在于，所述内灭弧单元(40)整体呈弧形。

4.根据权利要求3所述的招弧角灭弧装置，其特征在于，所述内灭弧栅片(43)呈扇形，所述内灭弧栅片(43)包括尖部和尾部；所述尾部与所述连接轴(42)连接。

5.根据权利要求4所述的招弧角灭弧装置，其特征在于，所述灭弧柱(10)的内侧壁设有永磁体层(13)。

6.根据权利要求5所述的招弧角灭弧装置，其特征在于，所述灭弧柱(10)呈空心圆柱体，所述灭弧腔(11)的截面为圆形。

7.根据权利要求6所述的招弧角灭弧装置，其特征在于，所述外灭弧栅片(20)呈环状，并套设在所述灭弧柱(10)的外侧，所有外灭弧栅片(20)均匀间隔设置。

8.根据权利要求1至7任一项所述的招弧角灭弧装置，其特征在于，所述灭弧柱(10)的材质为玻璃纤维。

9.根据权利要求8所述的招弧角灭弧装置，其特征在于，所述电源为无线电能传输装置。

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