一种隔离开关用电阻结构及其工作方法与流程

专利2026-02-09  15


本发明属于高压开关设备,涉及一种隔离开关用电阻结构及其工作方法。


背景技术:

1、隔离开关在气体绝缘金属封闭开关设备(gis)中的每一次分合闸操作都会发生数十次甚至数百次的复燃,触头间隙两端的电压在几个纳秒内突然跌落,电压陡波在gis内不断产生行波,发生复杂的折射、反射和叠加,产生特快速瞬态过电压(vfto)。vfto是一种特殊的过电压,其主要有三个特点:一是频带宽,可从零到上百兆赫;二是陡度大,上升时间可低至数纳秒;三是幅值高,可达3p.u,由于vfto对gis自身和邻近设备的绝缘危害极大,gis中必须采取可靠的vfto抑制措施。

2、目前在550kv及以上电压等级的开关产品中,为了抑制vfto的影响,在设备的主断口动侧或静侧并联合闸电阻,以实现利用合闸电阻把电网中的部分电能转化为热能,达到削弱操作过电压的目的。

3、目前大部分产品的合闸电阻布置多集中于沿通流导体周向单一的串联布置,或沿通流支撑导体长度方向单一的并联布置。例如中国发明专利cn 112151227a公开了一种合闸电阻装配结构及使用该装配结构的断路器,该合闸电阻装配结构是由多串合闸电阻之间通过导电连接件首尾相接串联在一起,且需要电阻动触头和主动触头配合才能完成过电压的抑制,且其结构主要用于断路器,不适用于隔离开关。中国发明专利cn 101154530 b公开了抑制高压隔离开关瞬态过电压的触头装置,是将合闸电阻串并联布置完成过电压的抑制。

4、近年来,随着海上风电行业逐渐由近海向中远海发展,海上风机必将朝着高电压、大容量及规模化的方向发展,海上风电行业迫切需要研发能够抑制vfto的隔离开关设备。众所周知,超高压海上平台空间有限,要求该隔离开关设备除满足快速抑制vfto的性能需求外,还需要兼顾尺寸小、结构紧凑的集成式布置需求,而合闸电阻单元单一的串联布置或并联布置已无法满足需求,亟需对合闸电阻单元进行串并联一体化设计,以满足海上平台输电提出的高要求。


技术实现思路

1、本发明的目的在于解决现有技术中单一的串联或并联电阻结构尺寸大、难以满足海上平台用隔离开关需求的技术问题,提供一种隔离开关用电阻结构及其工作方法。

2、为达到上述目的,本发明采用以下技术方案予以实现:

3、第一方面,本发明提供一种隔离开关用电阻结构,包括电阻单元;所述电阻单元为若干组,每组电阻单元由若干段电阻组成;所述若干段电阻呈蛇形回绕状布置,长短不一,首尾相接,异侧进出线;电阻单元的两侧分别通过电阻固定装置与第一屏蔽支撑板和第二屏蔽支撑板连接。

4、进一步地,还包括通流支撑导体;所述通流支撑导体的一端与第一屏蔽支撑板连接,另一端连接有静侧主触头;所述第二屏蔽支撑板上还连接有静侧电阻主触头;所述静侧电阻主触头与电阻单元并联布置;静侧主触头、静侧电阻主触头和隔离开关的动触头的轴线位于同一水平线上。

5、进一步地,所述第一屏蔽支撑板的横截面为圆形;所述通流支撑导体为筒状结构;通流支撑导体相对第一屏蔽支撑板偏心设置。

6、进一步地,所述电阻单元的每段电阻和第一屏蔽支撑板侧的电阻固定装置之间依次设置有弹性缓冲装置和电阻压板;所述弹性缓冲装置与每段电阻端部连接。

7、进一步地,所述电阻单元中长段电阻与第二屏蔽支撑板侧的电阻固定装置螺纹连接;电阻单元中短段电阻之间通过电阻连接座连接;所述电阻连接座固定连接有绝缘筒支撑台;所述绝缘筒支撑台与第二屏蔽支撑板侧的电阻固定装置连接。

8、进一步地,所述电阻单元与第一屏蔽支撑板之间设置有绝缘板,用于电气绝缘。

9、进一步地,所述弹性缓冲装置与电阻压板一体成型。

10、进一步地,所述通流支撑导体端部开孔,通流支撑导体与第一屏蔽支撑板通过螺栓固定连接。

11、进一步地,所述电阻连接座与绝缘筒支撑台之间的连接方式为螺纹连接。

12、第二方面,本发明提供一种上述隔离开关用电阻结构的工作方法,包括以下步骤:

13、合闸时,动触头向静侧电阻主触头运动,动触头和通流支撑导体存在电位差时,动触头和静侧电阻主触头发生击穿,击穿瞬间电流通过电阻单元形成回路,降低击穿电压能量;当动触头与静侧电阻主触头接触后,电位差为零,电弧熄灭;当动触头插入静侧主触头后,合闸完成;

14、分闸时,动触头先与静侧主触头分离,动触头与静侧电阻主触头分离前的电位差为零;当动触头与静侧电阻主触头分离时,由于动触头和通流支撑导体存在电位差,产生电弧击穿,击穿瞬间电流通过电阻单元形成回路,降低击穿电压能量;当动触头到达分闸位置后完成分闸。

15、与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:

16、本发明公开了一种隔离开关用电阻结构及其工作方法,每组电阻单元由若干段电阻首尾相接,呈蛇形回绕状布置而成;第一屏蔽支撑板、第二屏蔽支撑板和电阻单元构成合闸回路;通流支撑导体、第一屏蔽支撑板和静侧主触头构成隔离开关主通流回路,用于承载隔离开关工作状态下负荷电流。本发明布置紧凑,可将电阻装配结构整体长度减少为现有技术的1/3,减小整机尺寸,满足海上平台用隔离开关需求。

17、进一步地,本发明通流支撑导体相对第一屏蔽支撑板偏心设置,通过对主回路的偏心布置,能够合理利用罐体内空间尺寸,布置紧凑。

18、进一步地,本发明电阻单元中的每段电阻两侧均设置有电阻固定装置,且电阻端部、绝缘板和通流支撑导体均固定在第一屏蔽支撑板上,稳定性更好。

19、进一步地,本发明电阻单元端部还设置有弹性缓冲装置,能够进一步提升动载荷工况下的机械稳定性。

20、进一步地,本发明通流支撑导体端部开孔,与第一屏蔽支撑板整体装配,兼顾装配、绝缘、通流一体化设计,功能集成度高。



技术特征:

1.一种隔离开关用电阻结构,其特征在于,包括电阻单元(8);所述电阻单元为若干组,每组电阻单元由若干段电阻组成;所述若干段电阻呈蛇形回绕状布置,长短不一,首尾相接,异侧进出线;电阻单元(8)的两侧分别通过电阻固定装置与第一屏蔽支撑板(1)和第二屏蔽支撑板(12)连接。

2.根据权利要求1所述的一种隔离开关用电阻结构,其特征在于,还包括通流支撑导体(2);所述通流支撑导体(2)的一端与第一屏蔽支撑板(1)连接,另一端连接有静侧主触头(13);所述第二屏蔽支撑板(12)上还连接有静侧电阻主触头(14);所述静侧电阻主触头(14)与电阻单元(8)并联布置;静侧主触头(13)、静侧电阻主触头(14)和隔离开关的动触头(17)的轴线位于同一水平线上。

3.根据权利要求2所述的一种隔离开关用电阻结构,其特征在于,所述第一屏蔽支撑板(1)的横截面为圆形;所述通流支撑导体(2)为筒状结构;通流支撑导体(2)相对第一屏蔽支撑板(1)偏心设置。

4.根据权利要求1所述的一种隔离开关用电阻结构,其特征在于,所述电阻单元(8)的每段电阻和第一屏蔽支撑板(1)侧的电阻固定装置之间依次设置有弹性缓冲装置(9)和电阻压板;所述弹性缓冲装置(9)与每段电阻端部连接。

5.根据权利要求4所述的一种隔离开关用电阻结构,其特征在于,所述电阻单元中长段电阻与第二屏蔽支撑板(12)侧的电阻固定装置螺纹连接;电阻单元中短段电阻之间通过电阻连接座(10)连接;所述电阻连接座(10)固定连接有绝缘筒支撑台(16);所述绝缘筒支撑台(16)与第二屏蔽支撑板(12)侧的电阻固定装置连接。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种隔离开关用电阻结构,其特征在于,所述电阻单元(8)与第一屏蔽支撑板(1)之间设置有绝缘板(5),用于电气绝缘。

7.根据权利要求6所述的一种隔离开关用电阻结构,其特征在于,所述弹性缓冲装置(9)与电阻压板一体成型。

8.根据权利要求7所述的一种隔离开关用电阻结构,其特征在于,所述通流支撑导体(2)端部开孔,通流支撑导体(2)与第一屏蔽支撑板(1)通过螺栓固定连接。

9.根据权利要求8所述的一种隔离开关用电阻结构,其特征在于,所述电阻连接座(10)与绝缘筒支撑台(16)之间的连接方式为螺纹连接。

10.一种权利要求9所述隔离开关用电阻结构的工作方法,其特征在于,包括以下步骤:


技术总结
本发明公开了一种隔离开关用电阻结构及其工作方法,属于高压开关设备技术领域;电阻结构包括电阻单元;所述电阻单元为若干组,每组电阻单元由若干段电阻组成;所述若干段电阻呈蛇形回绕状布置,长短不一,首尾相接,异侧进出线;电阻单元的两侧分别通过电阻固定装置与第一屏蔽支撑板和第二屏蔽支撑板连接。本发明第一屏蔽支撑板、第二屏蔽支撑板和电阻单元构成合闸回路;通流支撑导体、第一屏蔽支撑板和静侧主触头构成隔离开关主通流回路,用于承载隔离开关工作状态下负荷电流。本发明布置紧凑,可将电阻装配结构整体长度减少为现有技术的1/3,减小整机尺寸,满足海上平台用隔离开关需求。

技术研发人员:袁飞晨,李家梅,权帅峰,刘旭旭,聂二磊
受保护的技术使用者:西安西电开关电气有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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