一种双动触头式快速开关的制作方法
【技术领域】
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[0001]本发明涉及快速开关，更具体涉及一种双动触头式快速开关。
【背景技术】
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[0002]近来，基于电压源换流站(VSC)的高压直流输电系统(HVDC)的进步使构建直流电网(DC-grid)成为可能。相对于交流电网，直流电网短路电流大且上升速率快，对网络危害更大。因此，需要可靠的高压直路断路器来迅速切除故障，以避免直流电网的电压解列，保证换流站的正常运行。为了减少对换流站的扰动，尤其是减少对没有连接到故障点的电缆和输电线路的影响，应在几ms内切除故障。
[0003]现有的机械式高压直流断路器可以在数十ms内分断直流电流，因其速度慢而无法满足可靠直流电网的要求。用于直流断路器的半导体开关可以很容易的克服动作速度上的限制，但其传输损耗较大，约占到电压源型换流站损耗的30%，要克服上述阻碍，研发了一种用于高压直流网络的混合型直流断路器。其中的快速开关作为核心部件，对高压直流断路器的开断起到关键性作用。
【发明内容】
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[0004]本发明的目的是提供一种双动触头式快速开关，该快速开关采用双动触头，减小了快速开关的分合闸动作时间。
[0005]为实现上述目的，本发明采用以下技术方案:一种双动触头式快速开关，所述开关包括金属封闭容器、由内到外垂直依次设置在所述金属封闭容器内的对称驱动机构和与所述对称驱动机构连接的对称缓冲机构；所述对称驱动机构分别与二次控制回路连接；所述对称驱动机构分别与主回路连接。
[0006]本发明提供的一种双动触头式快速开关，所述主回路包括设置在所述对称驱动机构间的并与其机械连接的对接式隔离开关；所述二次控制回路检测到故障或得到指令后控制所述驱动机构动作，通过与所述驱动机构机械连接的所述主回路的隔离开关完成主回路的分、合闸动作。
[0007]本发明提供的一种双动触头式快速开关，所述驱动机构为电磁斥力机构，所述电磁斥力机构包括分闸线圈、合闸线圈、金属盘和连杆；所述分闸线圈和合闸线圈分别设置在所述金属盘上下两侧并分别垂直与所述隔离开关；所述金属盘左右两侧分别连接至少一个双稳弹簧；所述双稳弹簧分别通过设置在所述分闸线圈和合闸线圈间并垂直于所述隔离开关径向方向的连杆与所述隔离开关的触头刚性连接。
[0008]本发明提供的一种双动触头式快速开关，所述二次控制回路包括与所述驱动机构连接的放电回路、与所述放电回路连接的储能电容和电子监控模块；所述电子监控模块包括电流检测模块和控制模块，通过单片机采集电流和控制回路；在所述放电回路里串联光控开关器件，以控制所述储能电容放电。
[0009]本发明提供的另一优选的一种双动触头式快速开关，所述金属封闭容器内充入六氟化硫气体。
[0010]本发明提供的再一优选的一种双动触头式快速开关，所述开关的分合闸步骤为:
[0011]1、所述开关分闸动作时,储能电容一向所述分闸线圈放电产生持续I?2ms的脉冲电流；
[0012]2、在2?3ms时间内，所述隔离开关断口形成，耐受额定40?60kV电压；
[0013]3、分闸进入缓冲阶段时，储能电容二向合闸线圈8放电产生持续I?2ms的脉冲电流，使得所述隔离开关触头运动停止；
[0014]4、所述开关合闸动作时,储能电容三向合闸线圈8放电产生持续I?2ms的脉冲电流，使得所述隔离开关闭合。
[0015]本发明提供的又一优选的一种双动触头式快速开关，所述步骤2中所述隔离开关断口形成是通过所述金属盘因感应涡流而受到电磁斥力F1作用运动，所述金属盘通过所述连杆与所述隔离开关触头直接刚性连接，2?3ms时间内在所述电磁斥力F1的作用下运动15?30mm的行程。
[0016]本发明提供的又一优选的一种双动触头式快速开关，所述步骤3中的脉冲电流给所述金属盘以反力F2来降低速度并通过所述缓冲机构共同完成缓冲直至开关触头运动停止；与金属盘连接的所述双稳碟簧提供分闸保持力。
[0017]本发明提供的又一优选的一种双动触头式快速开关，所述步骤4中的脉冲电流对所述金属盘产生的电磁斥力F3使得隔离开关闭合，与所述金属盘连接的双稳碟簧提供合闸保持力。
[0018]本发明提供的又一优选的一种双动触头式快速开关，所述快速开关正常导通时，对接式所述隔离开关闭合串联在所述主电路中。
[0019]和最接近的现有技术比，本发明提供技术方案具有以下优异效果
[0020]1、本发明采用双动触头设计减小了快速开关的分合闸动作时间；
[0021]2、本发明中的金属盘与开关触头直接刚性连接，降低可动部分质量，加快分、合闸速度；
[0022]3、本发明中的金属盘边缘设计双稳碟簧，减小连杆使用的长度，降低可动部分质量;
[0023]4、本发明中的缓冲机构与合闸线圈产生的电磁斥力共同作用，完成较短缓冲距离和高运动速度下的可靠缓冲；
[0024]5、本发明中的驱动机构与触头系统处于同一电位，串联使用易于向高电压等级扩展；
[0025]6、本发明采用对接式触头设计，减轻了合闸时的弹跳。
【附图说明】
[0026]图1为本发明快速开关结构示意图；
[0027]图2为本发明的驱动机构结构示意图；
[0028]其中，1-主回路，2-驱动机构，3- 二次控制回路，4-缓冲机构，5-隔离开关，6_金属封闭容器，7-分闸线圈，8-合闸线圈，9-连杆，I O-电子监控模块，11 -储能电容一，12-放电回路，13-双稳碟簧，14-储能电容二，15-储能电容三，16-金属盘。
【具体实施方式】
[0029]下面结合实施例对发明作进一步的详细说明。
[0030]实施例1:
[0031]如图1-2所示，本例的发明双动触头式快速开关包括金属封闭容器6、由内到外垂直依次设置在所述金属封闭容器6内的对称驱动机构2和与所述对称驱动机构2连接的对称缓冲机构4 ;所述对称驱动机构2分别与二次控制回路3连接；所述对称驱动机构2分别与主回路I连接。
[0032]所述主回路I包括设置在所述对称驱动机构2间的并与其机械连接的对接式隔离开关5 ;所述二次控制回路3检测到故障或得到指令后控制所述驱动机构2动作，通过与所述驱动机构2机械连接的所述主回路I的隔离开关5完成主回路I的分、合闸动作。
[0033]所述驱动机