[实用新型]一种U型多断口模块式高压真空断路器

说明书

技术领域

本实用新型为一种交流高压真空断路器，属于高压开关技术领域，涉及一种可取代SF₆灭弧介质的U型多断口模块式高压真空断路器。

背景技术

断路器是电力系统短路故障的最后一级隔离保护，当电力系统检测到短路故障时会给断路器的操动机构发出分闸指令，操动机构驱动灭弧室内的原来处于闭合状态的两个电极分离，使系统与故障隔离。目前，在126kV及以上电压等级均采用SF₆灭弧介质的高压断路器，中等电压等级的电力系统中应用真空断路器。由于短路电弧开断前已经对真空灭弧室环境有污染，所以真空断路器在实际应用中很难达到高的电压耐受水平。目前国际上普遍认为可靠的应用，大多是用到72.5kV及以下电压等级的电力系统中。

SF₆断路器具有优异的灭弧特性，但同时SF₆也是典型的温室气体，不久的将来会面临被全面禁止使用的可能。全世界都在努力研究SF₆气体的替代形式，应用串联的中压真空灭弧室组成断路器是最有希望的形式。实际应用中多断口的连接形式要考虑众多因素，主要涉及电场结构和力学结构，采用独立的光控真空开关模块后，多断口高压真空断路器与传统断路器结构完全不同。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种多断口模块式高压真空断路器结构，它不使用SF₆灭弧介质，整体结构简单、元件少、无串联传动环节，运行可靠、寿命长，并不受外界干扰，实现方便。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

该高压真空断路器的基本模块主要由出线板、真空灭弧室、操作箱和光缆组成，模块并联均压电容器；多个基本模块按U型串联连接，处于几何中心位置模块水平布置，两侧模块垂直布置；几何中心可以与支柱绝缘子和底座的几何中心重合；各模块并联均压电容器一端连接于本模块出线板，另一端连接于模块操作箱；各模块通过操作箱固定于支柱绝缘子上并通过底座固定于地面；各模块的操作箱之间由光缆联系，模块之间、模块对地没有运动部件，除相邻模块外没有电的联系。各模块的光缆形成光信号通路接受地面的合分控制，由模块内部同步操作。

本实用新型的有益效果是简化高压断路器的基本结构，用技术先进的真空灭弧室串联系统克服单个真空灭弧室工作电压不足的弱点，采用并联均压电容器实现模块间的电压均匀分布，由串联更多的模块实现更高电压等级的真空断路器，取代目前大量使用的有温室效应的SF₆灭弧介质；采用U型串联结构同步操动，整体结构简单、对称，总体重心低，无串联传动环节，运行可靠、寿命长，并不受外界环境干扰，工业实现方便。

附图说明

图1是本实用新型的高压真空断路器基本模块示意图。

图2是本实用新型的三个模块U型串联结构图。

图中：1出线板；2真空灭弧室；3操作箱；4光缆；

      5支柱绝缘子；6底座；7并联均压电容器。

图3是本实用新型的六个模块U型串联结构示意图。

具体实施方式

下面结合技术方案和附图详细叙述本实用新型的具体实施例。

如图1、图2所示，该断路器为对称结构，主要由出线板1、真空灭弧室2、操作箱3、光缆4组成基本模块，模块并联均压电容器7，多个模块按U型串联连接固定于支柱绝缘子5上，底座6用于支柱绝缘子5与地面的固定。处于几何中心位置模块水平布置，两侧模块水平垂直布置，各模块并联均压电容器一端连接于本模块出线板1，另一端连接于模块操作箱3；各模块通过操作箱3固定于支柱绝缘子5上并通过底座6固定于地面。图3为本实用新型的U型六断口模块式高压真空断路器结构示意图。

本实用新型两侧模块重力基本抵消并大大降低了整体重心，电场结构对称，对地分布电容较小；各模块的操作箱之间由光缆联系，由光信号控制各模块的内部同步操动，模块之间、模块对地没有运动部件的联系，除相邻模块外没有电的联系。

当电力系统检测到短路故障时，断路器各模块的操作箱3中的操动机构同时得到分闸指令，驱动真空灭弧室2内原来处于闭合状态的动触头向两端运动，依靠真空的扩散性质、电弧在交变电流自然过零点熄灭而断开电路，使系统与故障隔离。N个串联灭弧室的工作电压至少为单个灭弧室的N倍，因此可以组成110kV及以上电压等级的高压断路器。

典型应用例的真空灭弧室2额定电压为40.5kV；三个模块串联组成110kV电压等级的高压断路器，6个模块串联组成220kV电压等级的高压断路器。