[发明专利]一种柔性输电用真空旁路开关

说明书

本发明提出一种柔性输电用真空旁路开关，在柔性直流输电系统中对电力电子器件的进行保护。本发明主要由壳体、真空开关管、引出铜排、永磁操作机构、手动分闸机构、上盖、防水设施等部件构成，前连接板、真空开关管、绝缘子、永磁操作机构、手动分闸机构均在壳体内安装，上盖与壳体扣合。本发明具有合闸时间短，合闸无弹跳，载流能力强，抗盐雾性能优越等特点。

技术领域

本发明属于电力电子器件的保护装置，主要在柔性直流输电系统中使用。

背景技术

目前电力系统从发电、输电、配电到用电的各个环节，都发生着日新月异的变化，随着能源利用形态的变化和供电模式的多样化，新的发电方式不断出现，如：风力发电、太阳能发电、静止励磁方式发电等等，这些发电方式往往都存在功率控制、效率改善及平衡并网等问题，因此都能找到柔性电力技术发挥作用的场所，快速真空旁路开关作为这些电力电子器件的保护装置在整个柔性输配电电力设备中起着举足轻重的作用。真空旁路开关主要用于对电力电子半导体器件进行旁路保护，旁路开关主接点与电力电子半导体器件并联连接，正常工作时旁路开关主接点为开路，当电力电子半导体器件故障时，给旁路开关线圈加电，旁路开关主接点快速闭合，旁路电力电子半导体器件，使系统依然正常运行。

因真空旁路开关在电力系统中刚起步使用，所以现在市场上用的真空旁路开关大多存在以下问题：1）真空旁路开关的合闸时间≥5ms，时间普遍较长；2）开关均采用弹簧机械保持，线圈通电合闸后采用永磁体保持，因此合闸线圈的体积较大，开关整体的体积也太大；3）真空旁路开关在合闸时会出现弹跳现象，在大电流接通的情况下会损坏真空开关管触头；4）真空旁路开关在安装完成后不方便调试，5）因采用永磁保持合闸状态，开关的触头压力较小，负载电流一般小等于1600A。

发明内容

本发明针对上述问题，设计出一种体积小，可靠性高，合闸速度快，弹跳小甚至无弹跳、安装调试方便，可承载大电流的柔性输电用真空旁路开关。

本发明的技术方案：一种柔性输电用真空旁路开关，包括壳体、前连接板、真空开关管、软铜排、永磁操作机构、手动分闸操作机构、上盖、防水部件构成，前连接板、真空开关管、绝缘子、永磁操作机构、手动分闸机构均在壳体内安装，上盖与壳体扣合，上盖设有三个出口，一个出口固定接线固定头，另外两个出口分别伸出软铜排、前连接板，这两个出口与软铜排、前连接板之间的间隙用密封圈密封，前连接板下部用螺钉固定在壳体凹腔前端底部的嵌件内，前连接板中部用紧固件固定在垫板上，垫板用紧固件固定在壳体凹腔前端上部的两个嵌件上，真空开关管静端通过螺钉固定于前连接板，真空开关管的动端和软铜排下端贴合，并用套有紧固件的调节螺杆带有长螺纹一端旋入真空开关管内，并将套好的紧固件将真空开关管的动端端面和软铜排贴合面锁紧贴实，软铜排中部固定在固定块上，固定块用紧固件固定在壳体凹腔中部的两个嵌件上，调节螺杆另一端和绝缘子一端固定在一起，绝缘子另一端也设有螺纹孔，螺纹孔中装有双头螺柱的一端，双头螺柱依次套有第一个弹簧座、合闸弹簧、第二个弹簧座、调节螺母、线圈、永磁操作机构、滑块螺母，其中第一个弹簧座用螺母紧固于绝缘子，合闸弹簧两端由弹簧座支撑，第二个弹簧座紧贴在弹簧板上，弹簧板置于壳体内部的卡槽中且与卡槽是间隙配合；弹簧板通过支撑杆与所述永磁操作机构相连。

所述永磁操作机构包括永磁筒、永磁筒安装板、静铁芯、瓦片形永磁体、隔磁片，所述永磁筒和静铁芯用紧固件固定在永磁筒安装板上，瓦片形永磁体装入永磁筒和静铁芯之间的圆环区域内，并用隔磁片镶嵌于永磁筒的凹槽内以阻挡永磁体掉出圆环，所述双头螺柱的一头依次穿过静铁芯、永磁筒、永磁筒安装板、滑块螺母，滑块螺母端部用锁紧螺母锁紧。

所述手动分闸操动机构包括脱扣器支座、手动脱扣器，脱扣器支座用紧固件固定在永磁筒安装板的端面上，脱扣器支座的开口方向背对永磁筒，手动脱扣器中间孔与脱扣器支座开口处两孔对齐，再用两端带孔的销穿过该孔，销的两端的孔各穿过一个开口销，并将开口销的开口处折弯，防止开口销滑出小孔，手动脱扣器在销上自由转动，手动脱扣器正对着的壳体区域开有椭圆口，椭圆口装有防水塞。