[实用新型]一种复合触发间隙的真空开关灭弧室

说明书

本实用新型属于电力高压开关技术领域，涉及一种复合触发间隙的真空开关灭弧室，是一种结合真空开关灭弧室和真空触发间隙二者功能的复合型大功率真空开关器件。触发间隙在微秒级时延内动态接通高压回路，真空开关灭弧室的动、静触头随后关合，稳态接通高压回路。复合触发间隙的真空开关灭弧室是超快速真空开关的核心部件。主要发明是在常规真空开关灭弧室的静触头侧设置触发极，可引发灭弧室动、静触头之间击穿，由电弧动态接通回路，同时用快速机构驱动灭弧室动触头与静触头关合。本实用新型可满足故障限流器等应用的超快速接通高压回路的要求。基于本实用新型组成的超快速开关结构简单，工业实现方便，具有运行可靠、成本低、寿命长等特点。

技术领域

本实用新型属于电力高压开关技术领域，涉及一种复合触发间隙的真空开关灭弧室。

背景技术

随着现代电力系统飞速发展，系统短路容量越来越大，已经超过现有保护断路器的参数水平，应用故障限流器(FCL，Fault Current Limiter)成为提高输电极限、降低系统短路水平、性价比最高的解决方案，FCL也成为坚强智能电网的组成部分。FCL的核心组件之一是大功率超快速开关，用以在系统发生故障时改变电路拓扑，瞬时插入限流阻抗，需要尽可能短的投入时延。可直接关合大功率电路的真空触发开关(TVS，Triggerd VacuumSwitch)有瞬动功能，导通时延在微秒级，但其动态导通时间仅能持续1个工频半波；现有能稳态导通的快速开关关合时延难以降到3毫秒以下，均满足不了FCL的速度要求，大功率超快速开关属于空白。

实用新型内容

本实用新型是一种结合真空开关灭弧室和真空触发间隙二者功能的复合型大功率真空开关器件。触发间隙在微秒级时延内动态接通高压回路，真空开关灭弧室的动静触头随后关合，稳态接通高压回路。复合触发间隙的真空开关灭弧室是超快速真空开关的核心部件。

本实用新型的核心是在常规真空开关灭弧室的静触头侧设置一触发电极，可引发灭弧室动、静触头之间击穿，由电弧动态接通回路，同时用快速机构驱动灭弧室动触头与静触头关合，完成稳态合闸。

本实用新型的目的是提供一种结合真空开关灭弧室和真空触发间隙二者功能的复合型大功率真空开关器件，可以在10微秒内动态接通高压回路，并在交变电流第一个零点前完成合闸动作，稳态关合高至上百千安培的大功率回路。

本实用新型的技术方案如下：

一种复合触发间隙的真空开关灭弧室，包括真空开关灭弧室、触发极和支撑瓷柱；

所述的触发极设在真空开关灭弧室内的静触头的侧面，触发极的尖端指向静触头侧面，形成2mm～5mm的复合真空触发间隙。触发极通过固定密封在真空管金属端盖上的支撑瓷柱引出与控制系统相连。触发极与静触头之间形成真空触发间隙，接受外部千伏级触发脉冲，在微秒时延内发出初始等离子体，引发额定工作电压下的灭弧室动、静触头间的击穿与电弧放电，动态导通开关电路，开关灭弧室的动触头随后与静触头关合，实现开关回路的稳态合闸。其中，真空开关灭弧室内的动触头采用平板铜铬触头，静触头采用杯状纵磁结构，动触头的直径比静触头大5mm～20mm。

进一步的，触发极的材料为钨棒、钼棒或它们的合金，触发极与静触头间为10kV以上的绝缘水平，真空管金属端盖、触发极以及支撑瓷柱之间真空密封。真空开关灭弧室开距4mm～20mm，工作电压7.2kV～72.5kV，接通电流峰值10kA—200kA，额定长期通流200A—4000A。触发极的尖端触发电压2kV～20kV。

本实用新型的有益效果：

本实用新型满足故障限流器等应用的超快速接通高压回路的要求。基于本实用新型组成的超快速开关结构简单，工业实现方便，具有运行可靠、成本低、寿命长等特点。

附图说明

图1为本实用新型的真空灭弧室的侧视图。

图2为本实用新型的真空灭弧室的剖面图。