專利名稱：特高壓斷路器多級滅弧分斷裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電力設備使用的特高壓斷路器多級滅弧分斷裝置。
背景技術：
電力設備開關都需要有分斷觸頭，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，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過電壓。如果這些過電壓沒有一個特殊的設備加以限制，那么在特高壓電網中就要采取過渡絕緣措施，而這必然會大幅度增加成本。限制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桿上，動觸頭與靜觸頭的相對運動速度取決于絕緣拉桿的運動速度，為了提高開關的分斷速度，只有提高絕緣拉桿的運動速度，而這又會大幅度提高生產成本而后功率消耗，同時絕緣拉桿的運動速度提高后又會造成較大的運動沖擊力，影響設備的使用壽命。本人申請的另一專利“特高壓斷路器四極倍速分斷觸頭”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，當應用于較長線路時，卻不能避免分閘過電壓現象。
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，同時安裝有分、合閘電阻的特高壓斷路器多級滅弧分斷裝置。
為達到上述目的，本實用新型采用如下的技術方案本實用新型所述的特高壓斷路器多級滅弧分斷裝置，包括外殼、安裝在外殼中的絕緣筒以及設置在絕緣筒中的靜觸頭和動觸頭，靜觸頭包括固定設置在絕緣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，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，主觸點的末端與連接板電連接；主觸點與絕緣導向板之間的彈性運動間隙小于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于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分、合閘電阻與連接板電連接；動觸頭包括固定設置在絕緣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，位于內絕緣支撐板和外絕緣支撐板之間的滅弧動觸點上固定安裝有導電盤，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，并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。
所述的絕緣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。
滅弧觸點位于絕緣導向板的中心，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和電阻動觸點上的凸臺連通到另一側；凸臺上帶有安裝有單向閥的排氣口。
滅弧觸點位于絕緣導向板的中心，另有三個主觸點以及三個電阻觸點環繞在滅弧觸點的周圍；分成三組的分、合閘電阻分別與三個電阻觸點電連接。
采用上述技術方案后，本實用新型具有如下優點1、采用分級滅弧觸頭，有效解決了分、合閘電阻接入時差問題，可以在一個操作機構下制成特高壓斷路器。
2、由于采用分級滅弧觸頭，主觸頭在分、合閘過程中都不會產生電弧，可以有效延長使用壽命。
3、由于所有觸頭在一個操作機構下工作，所以各觸頭之間時差配合準確，可靠、有效地解決了特高壓斷路器操作過電壓的問題。
4、由于采用多個主觸頭環形排列，比傳統單一主觸頭的結構工藝簡單、接觸更可靠、額定電流更大。
5、各觸頭均采用倍速分斷，分閘速度快，遮斷功率大。
6、操作功率小、體積小、安裝使用方便。
7、適用范圍廣，可用于特高壓GIS組合電器、罐裝斷路器和柱式斷路器。還可用于超高壓斷路器中。
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A-A剖視圖；圖3是圖1的B-B剖視圖；具體實施方式
如附圖所示，本實用新型所述的特高壓斷路器多級滅弧分斷裝置，包括外殼1、安裝在外殼1中的絕緣筒7以及設置在絕緣筒7中的靜觸頭和動觸頭。外殼1與絕緣筒7之間帶有氣室77，氣室77中可以填沖SF6等絕緣氣體，以提高絕緣效果。另外，為便于安裝，將絕緣筒7設計成可以分段安裝的結構。絕緣筒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。靜觸頭包括固定設置在絕緣筒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。滅弧觸點33位于絕緣導向板34的中心，彈簧10套裝在滅弧觸點33上，并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。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。如圖2、圖3所示，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。通過這種環行設置，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分離設置后，觸頭的運動慣性減小，有利于提高分、合閘的速度。分、合閘電阻35共有九個，其末端與連接板37電連接；分、合閘電阻35共分三組，分別通過導線與三個電阻觸點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于滅弧觸點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于滅弧觸點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。
動觸頭包括固定設置在絕緣筒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上位于內絕緣支撐板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，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、并分別位于各自的汽缸套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。為了便于與其他設備連接，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、保證合閘電阻的有效接入時間、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。
當然，主動觸點141、電阻動觸點142的數量不局限于三個，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系與上述一致即可。
另外，在絕緣筒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，也可以采用其他的安裝方式，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以兩倍于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里產生壓縮氣體，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。
由于電阻觸點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最后分離。在滅弧觸點33和滅弧動觸點143分離后大約30毫秒電阻觸點32和電阻動觸點142才分離，使分、合閘電阻35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。
由于主觸點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，操作機構帶動動觸頭向上運動，由于電阻觸點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，將分、合閘電阻35接入電路，電阻觸點32與電阻動觸點142接通后約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；最后才是主觸點31與主動觸點141接通。由于主電路接通前合閘電阻35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，但由于滅弧觸點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。
權利要求1.特高壓斷路器多級滅弧分斷裝置，包括外殼(1)、安裝在外殼(1)中的絕緣筒(7)以及設置在絕緣筒(7)中的靜觸頭和動觸頭，其特征在于靜觸頭包括固定設置在絕緣筒(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)，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)的末端與連接板(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于滅弧觸點(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于滅弧觸點(33)與絕緣導向板(34)之間的彈性運動間隙；電阻觸點(32)的末端通過分、合閘電阻(35)與連接板(37)電連接；動觸頭包括固定設置在絕緣筒(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)位于內絕緣支撐板(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，并與汽缸套(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)。
2.根據權利要求1所述的特高壓斷路器多級滅弧分斷裝置，其特征在于所述的絕緣筒(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。
3.根據權利要求1所述的特高壓斷路器多級滅弧分斷裝置，其特征在于在分閘狀態下，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。
4.根據權利要求1所述的特高壓斷路器多級滅弧分斷裝置，其特征在于滅弧觸點(33)位于絕緣導向板(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。
5.根據權利要求1或2或3或4所述的特高壓斷路器多級滅弧分斷裝置，其特征在于滅弧動觸點(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)。
6.根據權利要求4所述的特高壓斷路器多級滅弧分斷裝置，其特征在于滅弧觸點(33)位于絕緣導向板(34)的中心，另有三個主觸點(31)以及三個電阻觸點(32)環繞在滅弧觸點(33)的周圍；分成三組的分、合閘電阻(35)分別與三個電阻觸點(32)電連接。
專利摘要本實用新型涉及一種電力設備使用的特高壓斷路器多級滅弧分斷裝置。設置在絕緣筒中、采用彈簧浮動連接的主觸點、滅弧觸點、電阻觸點構成了執行分、合閘動作的靜觸頭，主動觸點、滅弧動觸點、電阻動觸點構成了動觸頭。又由于主觸點之間的間隙最小、滅弧觸點次之、電阻觸點之間的間隙最大，在分閘動作中主觸點最早分離，在合閘動作中主觸點最后接合，可以避免電弧燒壞主觸點；同時，由于在分、合閘過程中，分、合閘電阻提前接入，從而避免產生分合閘過電壓。
文檔編號H01H33/12GK2906887SQ200620114350
公開日2007年5月30日 申請日期2006年4月26日 優先權日2006年4月26日
發明者王光順 申請人:王光順