一种中压固体绝缘开关及驱动装置的制造方法_3

文档序号:9188211阅读:来源:国知局
于经过载流导体17的电流大小的电压输出信号,且不需要额外放大器来放大输出电压。
[0055]所述的中压固体绝缘开关10还设置有电压传感器18,用于检测中压固体绝缘开关10的工作电压,电压传感器18的两端分别连接输入端子14与线圈131相连,电压传感器18埋设在绝缘主体11内接近输入端子14的位置。
[0056]本实用新型还设置有备用输出连接端子163,预留于安装机械开关,实现输出端子16和输入端子14的隔离。所述的机械开关可以是一个闸刀式开关,通过合分闸实现控制开断元件12与电网的导通或者隔离,可以实现即便在无SF6的情况下也具备可靠的隔离断
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[0057]本实用新型的绝缘主体11为绝缘材质一次浇注成型。本实施例中,绝缘主体11的浇注材料可以为环氧树脂,进一步,所述环氧树脂可以为疏水脂环族环氧(HCEP)。
[0058]所述的中压固体绝缘开关10可以在传统配电网络中被当作重合器、分段器、断路器或负荷开关使用。而根据不同使用要求,中压固体绝缘开关10可以进行不同配置。
[0059]作为重合器,中压固体绝缘开关10的绝缘主体11更经济,并且适用于嵌入在绝缘主体11中的电流传感器13实现电流测量的方案也更加经济。电流传感器13同时还能测量功率因数,从而取消额外的用于容性开断的电流传感器13。就其本质而言,等同于重合器配有两个电压传感器18,能够为电网管理者提供更多有关电力网络状态的信息。作为可选形式,重合器可以选择由一个低功率的装置进行供电,比如一个电流互感器(但其实际电流还是仍由电流传感器13监控)或者一块太阳能板。这是因为电流传感器13能够给控制器提供良好的电压信号,而不需要运放或者一个复杂的积分电路。下述的机械驱动中压固体绝缘开关10的装置也仅需要非常低的操作功率。
[0060]作为一个分段器,中压固体绝缘开关10并不需要SF6气体绝缘介质,从而使开断元件12的合分操作可以很容易的在毫秒内完成。与传统的SF6分段器需要数秒时间完成关合相比,有数千倍的提高。再者,当中压固体绝缘开关10被作为分段器使用时,能开合故障电流,而传统分段器则不具备此功能。现有技术中,重合器断开故障电流然后在闭合电路之前等待分段器断开。可以这样理解,通过提供可以断开故障电流的分段器可以节省一大笔费用。因为闸刀式开关不仅可以提供100%可靠的电气绝缘,还能够给操作者提供可见断开指示。
[0061]作为一个负荷开关,中压固体绝缘开关10不仅有一个低成本的绝缘主体11,而且还能够测量流经中压固体绝缘开关10的功率,更好地监测每一相的情况。因此,能在故障出现之前进行预测故障,从而节省开支。对于中压电容器组或/和电机回路运行情况监测,本实用新型所述的中压固体绝缘开关10特别有用。因为通过配置合适的控制器,能够测量出某一相的设备是否开始失效,对于三角连接系统和星型系统都适用。
[0062]另外,本实用新型所述的中压固体绝缘开关10还可用于监控开关的关合相位,从而改进电力质量。
[0063]本实用新型还提供一种机械驱动中压固体绝缘开关10的装置(下称驱动装置30),用于驱动所述的中压固体绝缘开关10的开合,如图4、图5、图6所示,所述的驱动装置30用于操作三相的中压固体绝缘开关10,当然也可以是单相、两相或者三相中的任何一种。驱动装置30包括两个激励器20,以及与激励器20的电枢201联动的联动机构,中压固体绝缘开关10的拉杆14与联动机构连接;两个激励器20串联安装,并且进行机械连接;本实用新型用两个相对小的激励器20代替一个相对大的激励器20,目的在于提高效率。绝缘主体11中的开断元件12通过高效的直流电磁激励器20驱动。
[0064]其中一个激励器20的电枢201上设置有复位弹簧21,当对激励器20施加正向电流,电枢201前进并带动联动机构驱动中压固体绝缘开关10合闸,同时电枢201受电磁作用保持前进状态并压缩复位弹簧21,复位弹簧21产生复位趋势;当对激励器20施加反向电流,电磁作用消失,复位弹簧21复位,推回电枢201,同时带动联动机构驱动中压固体绝缘开关10分闸。
[0065]直流电磁激励器20的工作原理如下:当一个直流低压电脉冲通过激励器20的铜绕线,铜绕线产生驱动激励器20内部电枢201直线运动的磁场。电枢201运动到预设的位置,并被永磁体保持住。本实用新型中,电枢201向前运动压缩复位弹簧21。复位弹簧21被压缩储存的能量将用于中压固体绝缘开关10的分闸。激励器20通过联动机构的机械连接带动连杆24作上下运动。连杆24与绝缘主体11内部的拉杆14连接,并一起进行运动。
[0066]激励器20与联动机构设置在两个侧板22间,由于在侧板22中的力可以更好地控制,将两个激励器20分开并且用连接杆27机械连接,可以减轻驱动装置30的重量。驱动装置30对中压固体绝缘开关10的操作速度约为lm/s。动作时间约为15毫秒。因此,驱动装置30越轻,可控性就越好。现有技术中的同类开关普遍用一个大型的激励器20,则可控性较差。
[0067]两个相对小的激励器20相对一个大型激励器20来说,运动更快,并且需要的用于操作的功更小。原因是磁场与直径的平方成反比,如果大型激励器20直径比小的激励器20大2倍,则实现相同运动需要的操作磁场需要大4倍,即,一个小的激励器20所需的操作磁场为大型激励器20的25%。所以输出相同操作力,两个小的激励器20所需的操作功为一个大型激励器20的50%。这对控制器的总体设计以及低压控制元件来说是非常有利的,因此,本实用新型由两个小的激励器20同时提供中压固体绝缘开关10合闸保持力。进一步,小的激励器20的应用还能降低永磁铁和机加工成本。
[0068]通过将两个激励器20的引线202并联,使得两个激动器的绕线的电气回路实现并联。两个激励器20的引线202并联连接,则驱动总电压较低,激励器20内部铜绕线的直径可以更小。细铜绕线的空气间隙相对粗线来说更少,也能提高工作效率,并且减少操作所需功率。
[0069]本实用新型所述的驱动装置30还设置有手动合闸机构和手动分闸机构。手动合闸机构包括合闸手柄231,与合闸手柄231依次联动的凸轮232、连杆24、凸肩轴承25,与凸轮232联动的驱动弹簧233 ;转动合闸手柄231带动凸轮232旋转,并对驱动弹簧233进行储能,当凸轮232转动至越过平衡点,驱动弹簧233被释放并带动凸轮232转动,凸轮232推动凸肩轴承25直线运动,进而驱动连杆24带动激励器20的电枢201前进,电枢201前进并带动联动机构驱动中压固体绝缘开关10合闸。驱动装置30不需要使用用任何齿轮来实现快速关合中压固体绝缘开关10。
[0070]手动分闸机构包括分闸手柄26、联动机构,分闸手柄26与激励器20的电枢201连接,用于回退电枢201,同时通过联动机构构驱动中压固体绝缘开关10分闸。
[0071]手动分闸机构进行关合是通过合闸手柄231来实现的。转动合闸手柄231可以压缩驱动弹簧233,驱动弹簧233进行储能。本实施例中,还安装有两个单向轴承,以保证驱动弹簧233不会驱动合闸手柄231反向转动,进而可以逐步转动合闸手柄231,而不用一次性持续施加转动的力直至手动合闸的操作完成。操作合闸手柄231带动凸轮232旋转,驱动弹簧233进行储能。当凸轮232 —旦运动至超过平衡点时,驱动弹簧233被释放并带动凸轮232快速转动。凸轮232推动凸肩轴承25直线运动,并驱动连接杆27带动激励器20快速运动闭合中压固体绝缘开关10。通过对凸轮232轮廓设计,可以控制中压固体绝缘开关10在关合过程中,激励器20无合闸反跳。当激励器20的电枢201到达中压固体绝缘开关10合闸状态下所需要的位置时,永磁体将电枢201保持在预设的位置,进而便将中压固体绝缘开关10保持在合闸状态。
[0072]激励器20与联动机构设置在两个侧板22间,联动机构包括竖直运动的凸
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