高压直流开断实验装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种高压直流开断实验装置。
【背景技术】
[0002]高压直流输电系统中，某些运行方式的转换和故障的切除需要采用直流转换开关，而直流电流没有过零点，所以开断直流电流必须强迫过零。但当直流电流强迫过零时，由于直流系统储存着巨大的能量要释放出来，释放出的能量会在回路上产生过电压，引起断口间的电弧重燃，以致造成开断失败。我国已建的高压直流换流站中采用的直流转换开关均由三部分组成:1.由交流断路器改造而成的转换开关；2.以形成电流过零点为目的的振荡回路；3.以吸收直流回路中储存的能量为目的的耗能元件。振荡回路和耗能元件成本车父尚，现有的直流转换开关结构复杂，制造以及维护成本$父尚。提尚尚压直流开关的快速开断性能、降低制造成本，是高压开关的发展方向。高压开关的开断可靠性由哪些因素制约，还需要研究。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的是提供一种高压直流开断实验装置，以分析影响电弧参数的数据、发现电弧的发生规律，进一步可以指导开关结构的优化设计。
[0004]为了实现以上目的，本实用新型高压直流开断实验装置的技术方案如下:高压直流开断实验装置，包括装置本体及位于装置本体内的触头组件，触头组件包括上下设置有静弧触头、动弧触头，所述实验装置还包括驱动所述静弧触头、动弧触头进行分合闸的操动机构，所述装置本体具有供所述动弧触头运动的腔体，所述静弧触头、动弧触头上分别连接有施加电压端，通过施加电压端施加电压使静弧触头、动弧触头在合闸时形成闭合回路，装置本体外侧壁上设有用于观察所述静弧触头、动弧触头在分闸时产生的电弧的观察窗。
[0005]装置本体上设有用于采集电弧的相应数据的测量装置。
[0006]测量装置包括测量盖板及温度传感器、气体压力传感器，测量盖板上设有对应的温度传感器出线端及气体压力传感器出线端。
[0007]装置本体呈沿上下方向延伸的筒状，所述装置本体侧壁上沿径向凸设有测量筒，所述测量筒具有连通装置本体的腔体的、用于放置所述温度传感器、气体压力传感器的安装空间，所述测量盖板连接在所述测量筒上。
[0008]触头组件由静弧触头、动弧触头组成。
[0009]操动机构为电机驱动操动机构，电机驱动操动机构包括伺服电机及位于伺服电机与动弧触头之间的传动机构。
[0010]伺服电机的输出轴的轴线与所述动弧触头的运动方向垂直。
[0011]装置本体上于所述静弧触头与动弧触头之间设有防爆片。
[0012]本实用新型的有益效果:本实用新型提供的高压直流开断实验装置，可以模拟动弧触头、静弧触头的分合闸过程，通过改变驱动动弧触头的操动机构的参数，可以改变动弧触头的运动速度，就可通过设于装置本体上的观察窗观察在不同分闸速度下的电弧形态，找出电弧的发生规律，进一步指导开关结构的优化设计。
【附图说明】
[0013]图1是本实用新型高压直流开断实验装置实施例的结构示意图；
[0014]图2是图1中的装置本体的结构示意图；
[0015]图3是本实用新型高压直流开断实验装置中的操动机构的结构示意图。
【具体实施方式】
[0016]本实用新型高压直流开断实验装置的实施例:如图1-3所示，高压直流开断实验装置包括支架5及设于支架5上的装置本体6，装置本体6呈沿上下方向延伸的筒状，装置本体6内设有触头组件，触头组件包括上下设置有静弧触头8、动弧触头9，装置本体6具有供动弧触头9运动的腔体。本实验装置还包括驱动静弧触头8、动弧触头9进行分合闸的电机驱动操动机构。装置本体上设有两个施加电压端以使静弧触头、动弧触头在合闸时形成闭合回路，一个是位于装置本体的上端的施加电压端1，另一个是位于装置本体的侧壁上的施加电压端3。装置本体6外侧壁上设有用于观察静弧触头8、动弧触头9在分闸时产生的电弧的观察窗2，装置本体6上于施加电压端的上方凸设有观察孔，观察孔的外端安装有盖板14，盖板14的材料采用丙烯酸，透光率达到90%以上，能够耐受电弧发生时装置本体内产生的瞬时压力冲击。可使用高速摄像机拍摄电弧的形态。
[0017]装置本体6上于施加电压端3的相对的一侧设有用于采集电弧的相应数据的测量装置，测量装置包括测量盖板13及温度传感器、气体压力传感器，测量盖板13上设有对应的温度传感器出线端11及气体压力传感器出线端12。装置本体6侧壁上沿径向凸设有测量筒10，测量筒10具有连通装置本体的腔体的、用于放置温度传感器、气体压力传感器的安装空间，测量盖板13连接在测量筒10上。
[0018]操动机构为电机驱动操动机构，电机驱动操动机构包括伺服电机4及位于伺服电机4与动弧触头之间的传动机构。传动机构包括拐臂19、绝缘拉杆18，绝缘拉杆可带动压气缸上下动作，压气缸包括缸体和活塞17。压气缸16上连接有喷口 15。伺服电机的输出轴的轴线与动弧触头的运动方向垂直。在本实施例中，之所以采用伺服电机4作为动力源，是考虑到采用常用的弹簧操动机构，受到弹簧机构自身特点的限制，无法实现对断口开距、分合闸速度的调整，不能对电弧电压、电流形态的影响因素进行全面的研究。采用伺服电机，可以调整电机输出轴的转速及旋转角度，通过传动系统实现对分合闸速度和断口开距的调节。通过改变开距和分合闸速度来改变电弧温度和形态，从而获得更多的影响电弧参数的数据，有利于寻找电弧的发生规律和优化开关的结构设计。在其它实施例中，也可采用断路器中常用的弹簧操动机构作为操动机构。
[0019]为了试验的安全性考虑，装置本体上于静弧触头与动弧触头之间设有防爆片7，在装置本体内的气体压力过大时，防爆片优先爆裂，释放装置本体内的压力。
[0020]在本实施例中，通过设置测量筒，使得相应的传感器的安装更加方便，也更安全。在其它实施例中，也可直接在装置本体上设置相应的用于安装传感器的嵌入件，或者也将测量装置设置成盒状，测量装置本身具有用于放置相应的传感器的安装空间，并在测量装置上预留对应的传感器出线端，以便与外界的数据采集装置连接。
[0021]在本实施例中，触头组件由静弧触头、动弧触头组成，简化了断口结构，减少了动、静主触头，通过动、静弧触头的开断产生电弧，这样就减轻了动弧触头运动组件的质量，同时减小了动、静主触头间的摩擦力，在一定程度上提高了动弧触头组件的运动速度，从而提高了分合闸速度。在其它实施例中，也可采用断路器中常采用的触头组件，包括动触头、静触头。
[0022]进一步地，通过增加拐臂19、压气缸16以及活塞17的长度，增大了触头的最大开距，也即增加了动弧触头组件的有效运动距离，有利于对分合闸速度以及开距的调整。
【主权项】
1.高压直流开断实验装置，其特征在于:包括装置本体及位于装置本体内的触头组件，触头组件包括上下设置有静弧触头、动弧触头，所述实验装置还包括驱动所述静弧触头、动弧触头进行分合闸的操动机构，所述装置本体具有供所述动弧触头运动的腔体，所述静弧触头、动弧触头上分别连接有施加电压端，通过施加电压端施加电压使静弧触头、动弧触头在合闸时形成闭合回路，装置本体外侧壁上设有用于观察所述静弧触头、动弧触头在分闸时产生的电弧的观察窗。2.根据权利要求1所述的高压直流开断实验装置，其特征在于:所述装置本体上设有用于采集电弧的相应数据的测量装置。3.根据权利要求2所述的高压直流开断实验装置，其特征在于:所述测量装置包括测量盖板及温度传感器、气体压力传感器，测量盖板上设有对应的温度传感器出线端及气体压力传感器出线端。4.根据权利要求3所述的高压直流开断实验装置，其特征在于:所述装置本体呈沿上下方向延伸的筒状，所述装置本体侧壁上沿径向凸设有测量筒，所述测量筒具有连通装置本体的腔体的、用于放置所述温度传感器、气体压力传感器的安装空间，所述测量盖板连接在所述测量筒上。5.根据权利要求1所述的高压直流开断实验装置，其特征在于:所述触头组件由静弧触头、动弧触头组成。6.根据权利要求1所述的高压直流开断实验装置，其特征在于:所述操动机构为电机驱动操动机构，电机驱动操动机构包括伺服电机及位于伺服电机与动弧触头之间的传动机构。7.根据权利要求6所述的高压直流开断实验装置，其特征在于:所述伺服电机的输出轴的轴线与所述动弧触头的运动方向垂直。8.根据权利要求1至7任意一项所述的高压直流开断实验装置，其特征在于:所述装置本体上于所述静弧触头与动弧触头之间设有防爆片。
【专利摘要】本实用新型公开了一种高压直流开断实验装置，该实验装置包括装置本体及位于装置本体内的上下设置有静弧触头、动弧触头，实验装置还包括驱动动、静弧触头进行分合闸的操动机构，静弧触头、动弧触头上分别连接有施加电压端，装置本体外侧壁上设有用于观察所述静弧触头、动弧触头在分闸时产生的电弧的观察窗。本实用新型提供的高压直流开断实验装置可以模拟动弧触头、静弧触头的分合闸过程，通过改变驱动动弧触头的操动机构的参数，可以改变动弧触头的运动速度，就可通过设于装置本体上的观察窗观察在不同分闸速度下的电弧形态，找出电弧的发生规律，进一步指导开关结构的优化设计。
【IPC分类】G01R31/327
【公开号】CN205210268
【申请号】CN201520866661
【发明人】张豪, 郭煜敬, 林生军, 王之军, 张博, 刘亚培
【申请人】平高集团有限公司, 国家电网公司
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年11月3日