專利名稱：具有高速機(jī)械連鎖性接地開關(guān)的斷路開關(guān)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種真空斷路開關(guān)裝置，特別是涉及一種搭配風(fēng)車農(nóng)場(chǎng)的電力收集電 路，具有機(jī)械連鎖性接地開關(guān)的斷路開關(guān)裝置。
背景技術(shù)：
風(fēng)車農(nóng)場(chǎng)因可產(chǎn)生電力而變得愈來愈普遍。在風(fēng)車農(nóng)場(chǎng)中，大量的風(fēng)力發(fā)電機(jī)是 安裝在風(fēng)力連續(xù)且強(qiáng)勁的鄉(xiāng)下區(qū)域。一般而言，風(fēng)力發(fā)電機(jī)包括連接至轉(zhuǎn)軸的多組葉片，藉 由葉片旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)可產(chǎn)生電力。電線會(huì)連接發(fā)電機(jī)，以將能量從特定的風(fēng)力發(fā)電機(jī) 傳遞到收集匯流道。在風(fēng)車農(nóng)場(chǎng)中不同的風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能可傳送電能至變電器。
一般來說，每個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)的輸出功率可達(dá)500千瓦特至3500千瓦特。風(fēng)車農(nóng)場(chǎng) 的發(fā)電機(jī)通常會(huì)分組輸出至幾個(gè)電力收集電路。轉(zhuǎn)換器是用來連接風(fēng)力渦輪機(jī)以輸出34. 5 千伏特至收集電路。變壓器用來增大風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出電壓至中等電壓，而大約在34. 5千 伏特。風(fēng)車農(nóng)場(chǎng)中不同的風(fēng)力渦輪機(jī)通常是并聯(lián)至收集電路以輸送15至30百萬(wàn)瓦特的功 率?？紤]到電壓漸增至34. 5千伏特的過程，每個(gè)收集電路會(huì)需要一個(gè)斷路開關(guān)裝置，而斷 路開關(guān)裝置具有最低34. 5千伏特的額定負(fù)載量。能量將會(huì)穿過斷路開關(guān)裝置至34. 5千伏 特變電器的匯流道。此34. 5千伏特變電器的匯流道將會(huì)進(jìn)入一個(gè)或多個(gè)主要的增壓變壓 器，而后連接至高電壓導(dǎo)線。如此，則必須要發(fā)展出一種斷路開關(guān)裝置，以連接收集電路至 ；34. 5千伏特變電器的匯流道。此斷路開關(guān)裝置必要有低成本、不受天候影響，且能夠有效在 問題狀況發(fā)生時(shí)切斷電流。
以一般斷路開關(guān)裝置來說，連接變電器的電路會(huì)因?yàn)槭謩?dòng)施力至斷路開關(guān)裝置的 按鈕或控制桿而損壞，或因?yàn)樽詣?dòng)中繼裝置開啟電路而損壞。通常，電流會(huì)在變電器中量 測(cè)。當(dāng)任何繼電器感測(cè)到問題時(shí)，訊號(hào)會(huì)傳送至斷路開關(guān)裝置以開啟斷路器。通常，繼電器 將會(huì)與變電器維持同調(diào)。斷路開關(guān)裝置的開路將會(huì)避免能量繼續(xù)傳送至變電器。有時(shí)候， 斷路開關(guān)裝置是在開路狀態(tài)以讓使用者得以工作在風(fēng)車農(nóng)場(chǎng)系統(tǒng)、斷路開關(guān)裝置或是變電 器上。通常，當(dāng)偵測(cè)器感測(cè)到壓降時(shí)，繼電器便會(huì)操作。
電源電路的中斷總會(huì)是一個(gè)基本功能，特別是在電路短路或過載時(shí)，電流的實(shí)時(shí) 中斷是必要的保護(hù)措施。在最早期，電路僅能藉由分離空氣中的接觸器而斷開，而接觸器是 藉由產(chǎn)生電弧而拔長(zhǎng)至特定長(zhǎng)度以使其不再能維持連接。這種斷開方式不久后便變得不適 當(dāng)，而稱為〔斷路開關(guān)裝置〕的特殊裝置便發(fā)展起來。主要的問題在于控制與斷開高能量電 弧，而當(dāng)斷開高電流電路時(shí)，控制與斷開高能量電弧造成的問題便會(huì)不可避免地在分離斷 路開關(guān)裝置的接觸器發(fā)生。由于電弧產(chǎn)生大量的熱能而損壞斷路開關(guān)裝置的接觸器，因此 有必要限制電弧的持續(xù)時(shí)間，并發(fā)展出可經(jīng)得起多次電弧影響的接觸器。
真空斷路開關(guān)裝置是利用真空的電介質(zhì)快速回復(fù)與高電介質(zhì)強(qiáng)度特性。一對(duì)接觸 器是密封在真空箱殼中。制動(dòng)方式是從風(fēng)箱傳遞至可移動(dòng)的接觸器。當(dāng)電極是分開時(shí)，電 弧是藉由這些電極所產(chǎn)生出來的金屬蒸氣而形成。蒸氣粒子擴(kuò)展至真空區(qū)域并凝結(jié)在固體 表面上。在自然電流為零時(shí)，蒸氣粒子會(huì)消失且電弧會(huì)熄滅。
在過去，許多的專利已經(jīng)探討此類相關(guān)的真空斷路開關(guān)裝置。舉例而言，由 Hakamata等人在1997年3月18日取得的美國(guó)第5，612，523號(hào)核準(zhǔn)專利便敘及一個(gè)真空 斷路開關(guān)裝置與電極的組合。高導(dǎo)電金屬件的部份是分布在多孔高熔點(diǎn)金屬件的空洞中， 而此兩個(gè)金屬件是完整地相互連接。電弧電極部份是由高熔點(diǎn)區(qū)域所形成，其中高導(dǎo)電金 屬件是是分布在多孔高熔點(diǎn)金屬件的空洞中。線圈電極部分是藉由挖空高導(dǎo)電金屬區(qū)域內(nèi) 部，并于挖空內(nèi)部形成狹縫而形成。柱體是焊焊在線圈電極部分的后表面上。
由Komuro在2000年4月11日取得的美國(guó)第6，048，216號(hào)核準(zhǔn)專利敘及具有一 個(gè)固定電極搭配一個(gè)可移動(dòng)電極的真空斷路開關(guān)裝置。電弧電極支撐件是用于支撐電弧電 極，而線圈電極是鄰接至電弧電極支撐件。真空斷路開關(guān)裝置乃由高強(qiáng)度的高可信度電極 所組成，而此高可信度電極隨著時(shí)間的推移并不會(huì)產(chǎn)生太大的變化。
由S. J. Yoon在2004年7月6日取得的美國(guó)第6，759，617號(hào)核準(zhǔn)專利敘及真空斷 路開關(guān)裝置具有多個(gè)含有可移動(dòng)接觸器與固定接觸器的轉(zhuǎn)換機(jī)制，以在電力來源與電路負(fù) 載的間連接或切斷電路。制動(dòng)單元包括至少一個(gè)旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)軸以提供可移動(dòng)接觸器動(dòng)力，而使 可移動(dòng)接觸器移動(dòng)位置以接觸固定接觸器或與固定接觸器分離。支撐框架固定且支撐轉(zhuǎn)換 機(jī)制單元與制動(dòng)單元。轉(zhuǎn)換連接單元是用于將旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成多個(gè)垂直運(yùn)動(dòng)。
由Kobayashi等人在2007年5月觀日取得的美國(guó)第7，223，923號(hào)核準(zhǔn)專利提供 一種真空開關(guān)排擋(SWitchgear)。真空開關(guān)排擋包括可導(dǎo)電的外真空容器與多個(gè)配置在外 真空容器中的內(nèi)容器。外真空容器與內(nèi)容器是彼此電性絕緣。其中一個(gè)內(nèi)容器容置一個(gè)接 地開關(guān)，以使當(dāng)開關(guān)排擋在開路時(shí)，電路能保持在開路狀態(tài)?？梢苿?dòng)電極是連接到配用機(jī)構(gòu) 與固定電極，而固定電極是連接至固定電極柱。另一個(gè)內(nèi)容器容置功能開關(guān)以至少具有斷 路開關(guān)裝置的一個(gè)功能、一個(gè)隔離開關(guān)以及一個(gè)負(fù)荷開關(guān)。
在過去的風(fēng)車農(nóng)場(chǎng)中，當(dāng)收集電路斷路器開路時(shí)，收集電路電壓會(huì)被中斷且瞬間 的過電壓狀況會(huì)產(chǎn)生在收集電路中。在過電壓的狀況中，在收集電路中的瞬間高壓會(huì)經(jīng)由 電路而“退回”至風(fēng)力發(fā)電機(jī)相關(guān)的電極。如此一來，此瞬間高壓會(huì)經(jīng)由系統(tǒng)而對(duì)風(fēng)力發(fā)電 機(jī)相關(guān)的電路以及其它電路造成損壞。因此，鑒于整體風(fēng)力農(nóng)場(chǎng)中儲(chǔ)存龐大能量的特性，當(dāng) 真空斷路開關(guān)裝置開路時(shí)，實(shí)有必要將任何超過負(fù)載的電壓限制在可接受的范圍。
一般為避免過電壓的情況，會(huì)需要裝設(shè)接地轉(zhuǎn)換器。這些接地轉(zhuǎn)換器通常具有 34. 5千伏特的初級(jí)繞組與600伏特的開路三角次級(jí)繞組。轉(zhuǎn)換器具有纏繞線圈的核心部 份。考慮到核心部份與線圈在使用接地轉(zhuǎn)換器的過程中，不斷地有核心部分的能量損失。隨 著時(shí)間推移，核心部分能量損失會(huì)累積到顯著的金額。此外，這些接地轉(zhuǎn)換器具有相對(duì)的高 初始成本、高安裝成本以及較長(zhǎng)傳遞時(shí)間。
圖1是現(xiàn)有已知的采用接地轉(zhuǎn)換器的系統(tǒng)的示意圖。如圖1所示，風(fēng)力發(fā)電機(jī)10、 12、14、16是借由變壓器17、19、21、23而分別連接導(dǎo)線18、20、22、24到匯流道26。匯流道 26 一端具有開關(guān)觀。接地轉(zhuǎn)換器30是連接開關(guān)觀的前端，當(dāng)開關(guān)觀開路時(shí)(如圖1所 示)，沿著匯流道26的能量會(huì)穿過接地轉(zhuǎn)換器30而接地。當(dāng)開關(guān)觀閉路時(shí)，從匯流道沈 傳來的能量會(huì)穿過另一個(gè)匯流道32，以通向斷路開關(guān)裝置34后經(jīng)由導(dǎo)線36至變電器38。 當(dāng)接地轉(zhuǎn)換器30有效使用時(shí)，任何超過負(fù)載的電壓會(huì)以可接受的方式而立即傳送接地。如 圖1所示，當(dāng)斷路開關(guān)裝置34啟動(dòng)以開啟電路時(shí)，訊號(hào)可沿著導(dǎo)線40傳遞至開關(guān)28，以將 開關(guān)28開路而使匯流道沈的能量傳遞至接地轉(zhuǎn)換器30。
當(dāng)不使用接地轉(zhuǎn)換器30時(shí)，有必要以極快的方式將電路切換接地。若開關(guān)并未在 最多三個(gè)循環(huán)的時(shí)間內(nèi)切換，便會(huì)產(chǎn)生過電壓的狀況。理想上，為避免任何產(chǎn)生過電壓清況 的可能性，有必要在一個(gè)周期(即16微秒)內(nèi)關(guān)閉電路接地?；旧?，試圖達(dá)到電子切換 開關(guān)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)指出，開關(guān)會(huì)在接近五個(gè)循環(huán)極限的危險(xiǎn)水平產(chǎn)生切換。較佳地，理想的方 式是盡可能實(shí)時(shí)切換開關(guān)。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是彌補(bǔ)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，在于以相對(duì)較低的成 本提供一種真空斷路開關(guān)裝置，而真空斷路開關(guān)裝置具有整合高速接地開關(guān)。
本發(fā)明的另一目的在于提供不受天氣氣候影響的真空斷路開關(guān)裝置，而真空斷路 開關(guān)裝置具有整合高速接地開關(guān)。
本發(fā)明的再一目的在于提供不需設(shè)置接地轉(zhuǎn)換器的真空斷路開關(guān)裝置，而真空斷 路開關(guān)裝置具有整合高速接地開關(guān)。
本發(fā)明的又一目的在于提供能量損失最小的真空斷路開關(guān)裝置，而真空斷路開關(guān) 裝置具有整合高速接地開關(guān)。
本發(fā)明的再一目的在于提供可幾近實(shí)時(shí)關(guān)閉電路接地的真空斷路開關(guān)裝置，而真 空斷路開關(guān)裝置具有整合高速接地開關(guān)。
本發(fā)明的又一目的在于提供可操作在34. 5千伏特范圍的真空斷路開關(guān)裝置，而 真空斷路開關(guān)裝置具有整合高速接地開關(guān)。
本發(fā)明的再一目的在于提供真空斷路開關(guān)裝置，而真空斷路開關(guān)裝置是有效整合 使用在風(fēng)車農(nóng)場(chǎng)能量產(chǎn)品上。
本發(fā)明的技術(shù)問題通過以下的技術(shù)方案予以解決
一種斷路開關(guān)裝置，包括房體、第一套管、第二套管、第一真空瓶、第二真空瓶和連 桿機(jī)構(gòu)，所述第一套管和所述第二套管自所述房體向外延伸；所述第一真空瓶配置在所述 房體中，包括兩個(gè)接觸器，其中一個(gè)接觸器與所述第二套管電性連接；所述第二真空瓶配置 在所述房體中，包括兩個(gè)接觸器，其中一個(gè)接觸器與地電性連接；所述連桿機(jī)構(gòu)在第一位置 與第二位置之間移動(dòng)，所述第一位置是將所述第一套管電性連接至所述第二套管，所述第 二位置是將所述第一套管電性接地。
優(yōu)選的技術(shù)方案中，
還包括制動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述制動(dòng)機(jī)構(gòu)使所述連桿機(jī)構(gòu)在所述第一位置與第二位置之間 移動(dòng)。
所述第一真空瓶軸向?qū)R所述第二真空瓶，所述連桿機(jī)構(gòu)配置在所述第一真空瓶 和所述第二真空瓶之間。
所述連桿機(jī)構(gòu)包括一制動(dòng)臂，所述制動(dòng)臂能電性連接至所述第一真空瓶的另外一 個(gè)接觸器和所述第二真空瓶的另外一個(gè)接觸器。
當(dāng)所述連桿機(jī)構(gòu)在第一位置狀態(tài)時(shí)，所述第一真空瓶的兩個(gè)接觸器相互電性連 接；當(dāng)所述連桿機(jī)構(gòu)在第二位置狀態(tài)時(shí)，所述第一真空瓶的兩個(gè)接觸器相互電性隔離。
當(dāng)所述連桿機(jī)構(gòu)在第一位置狀態(tài)時(shí)，所述第二真空瓶的兩個(gè)接觸器相互電性隔 離；當(dāng)所述連桿機(jī)構(gòu)在第二位置狀態(tài)時(shí)，所述第二真空瓶的兩個(gè)接觸器相互電性連接。
本發(fā)明的技術(shù)問題通過以下進(jìn)一步的技術(shù)方案予以解決
一種斷路開關(guān)裝置，包括第一真空瓶、第二真空瓶、制動(dòng)臂和制動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述第一 真空瓶包括第一接觸器和第二接觸器；所述第二真空瓶包括第一接觸器和第二接觸器；所 述制動(dòng)臂電性連接至所述第一真空瓶的第二接觸器及所述第二真空瓶的第一接觸器；所述 制動(dòng)機(jī)構(gòu)使所述制動(dòng)臂在第一位置與第二位置之間移動(dòng)，當(dāng)所述制動(dòng)臂位于第一位置狀態(tài) 時(shí)，所述第一真空瓶的第一接觸器接觸所述第一真空瓶的第二接觸器，當(dāng)所述制動(dòng)臂位于 第二位置狀態(tài)時(shí)，所述第二真空瓶的第一接觸器接觸所述第二真空瓶的第二接觸器。
優(yōu)選的技術(shù)方案中，
所述第二真空瓶的第二接觸器電性接地。
所述制動(dòng)臂連接至一電源供應(yīng)器。
還包括電源供應(yīng)器和變電器，所述電源供應(yīng)器通過導(dǎo)線連接至所述制動(dòng)臂；所述 變電器通過導(dǎo)線連接至所述第一真空瓶的第一接觸器，當(dāng)所述制動(dòng)臂位于所述第一位置狀 態(tài)時(shí)，電力通過所述電源供應(yīng)器傳送至所述變電器。
所述電源供應(yīng)器包括三相電流，所述第一真空瓶和所述第二真空瓶分別包括三個(gè) 真空瓶，所述每組三個(gè)真空瓶的第一接觸器分別連接至所述電源供應(yīng)器的單獨(dú)一個(gè)相位。
還包括第一套管和第二套管，所述制動(dòng)臂電性連接至所述第一套管，所述第一真 空瓶的第一接觸器連接所述第二套管，所述第一套管連接所述電源供應(yīng)器，所述第二套管 連接所述變電器。
還包括殼體，所述殼體包圍所述第一真空瓶與所述第二真空瓶，所述第一套管與 所述第二套管自所述殼體向外延伸。
還包括至少一個(gè)第一變流器和至少一個(gè)第二變流器，所述第一變流器延伸圍繞所 述第一套管，所述第二變流器延伸圍繞所述第二套管。
所述電源供應(yīng)器至多具有34. 5千伏特的電壓。
所述電源供應(yīng)器由多個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組成。
本發(fā)明的技術(shù)問題通過以下更進(jìn)一步的技術(shù)方案予以解決
一種系統(tǒng)，包括電源供應(yīng)器和變電器，所述系統(tǒng)通過所述電源供應(yīng)器傳遞能量至 所述變電器，包括匯流道、導(dǎo)線、電路和斷路開關(guān)裝置，所述匯流道通過所述電源供應(yīng)器傳 遞能量；所述導(dǎo)線電性接地；所述電路通過所述匯流道傳遞能量至所述變電器，所述斷路 開關(guān)裝置連接在所述匯流道的接觸器、所述導(dǎo)線的接觸器和所述電路的接觸器之間，所述 斷路開關(guān)裝置包括制動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述機(jī)構(gòu)機(jī)械性地選擇將所述匯流道的接觸器連接至所述電 路的接觸器，或?qū)⑺鰠R流道的接觸器連接至所述導(dǎo)線的接觸器。
優(yōu)選的技術(shù)方案中，
還包括第一真空瓶、第二真空瓶和連桿機(jī)構(gòu)，所述第一真空瓶包括對(duì)應(yīng)所述匯流 道的接觸器和對(duì)應(yīng)所述電路的接觸器；所述第二真空瓶包括對(duì)應(yīng)所述導(dǎo)線的接觸器；所述 連桿機(jī)構(gòu)在所述第一真空瓶與第二真空瓶之間延伸，所述連桿機(jī)構(gòu)電性連接至所述匯流 道。
還包括多個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)均連接至所述匯流道。
所述制動(dòng)機(jī)構(gòu)將所述匯流道的接觸器連接至所述導(dǎo)線的接觸器所產(chǎn)生的時(shí)間少 于16毫秒。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)對(duì)比的有益效果是
本發(fā)明的真空斷路開關(guān)裝置，在于以相對(duì)較低的成本提供一種真空斷路開關(guān)裝 置，而真空斷路開關(guān)裝置具有整合高速接地開關(guān)。另外，本發(fā)明的真空斷路開關(guān)裝置，能不 受天氣氣候候影響，也不需設(shè)置接地轉(zhuǎn)換器，能量損失最小，且可幾近實(shí)時(shí)關(guān)閉電路接地。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中斷路開關(guān)系統(tǒng)的操作方塊圖2是本發(fā)明具體實(shí)施方式
的斷路開關(guān)系統(tǒng)的操作方塊圖3是本發(fā)明具體實(shí)施方式
中的斷路開關(guān)裝置的側(cè)面內(nèi)視圖4是本發(fā)明具體實(shí)施方式
中的斷路開關(guān)裝置的主視圖5是本發(fā)明具體實(shí)施方式
中的連鎖機(jī)構(gòu)位于第一位置連接組合第一真空瓶與 第二真空瓶的示意圖6是本發(fā)明具體實(shí)施方式
中的連鎖機(jī)構(gòu)位于第二位置的操作示意圖7是本發(fā)明具體實(shí)施方式
中的斷路開關(guān)裝置在操作開關(guān)切換時(shí)的波形圖。
附圖標(biāo)記說明
10、12、14、16 風(fēng)力發(fā)電機(jī)
17、19、21、23 變壓器
18、20、22、24 導(dǎo)線
洸、32:匯流道
28 開關(guān)
30 接地轉(zhuǎn)換器
34 斷路開關(guān)裝置
36 導(dǎo)線
38 變電器
40 導(dǎo)線
42 系統(tǒng)
44 斷路開關(guān)裝置
48、50、52、54 風(fēng)力發(fā)電機(jī)
56、58、60、62 導(dǎo)體
64、66 匯流道
68、70 導(dǎo)線
72 變電器
74 房體
76 屋頂
78、80、112、114、116 套管
82、84 變流器
86、94 匯流條
88 連鎖機(jī)構(gòu)
90、92:真空瓶
96 接地條
98、100、102 支撐件
104 通訊機(jī)器
106 指示燈
108 輔助接線端子區(qū)塊隔層
110:房腳
118:房門
120 制動(dòng)臂
122、124、128、130 接觸器
126、132:導(dǎo)體
46 地面具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施方式
并對(duì)照附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
如圖2所示，為本具體實(shí)施方式
的系統(tǒng)42，本具體實(shí)施方式
的斷路開關(guān)系統(tǒng)42包 括斷路開關(guān)裝置44以用于透過開路電路而傳遞能量接地。多個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)48、50、52、54 是分別連接對(duì)應(yīng)的導(dǎo)體56、58、60、62到匯流道64。風(fēng)力發(fā)電機(jī)48、50、52、M可為風(fēng)車農(nóng)場(chǎng) 的一部分。不同的匯流道64亦可再連接至一個(gè)主要能量傳輸匯流道66。最終，能量會(huì)沿 著導(dǎo)線68傳遞至斷路開關(guān)裝置44。當(dāng)斷路開關(guān)裝置44適當(dāng)閉合時(shí)，能量將會(huì)沿著導(dǎo)線70 傳遞至變電器72。如圖2所示，匯流道64并未包括現(xiàn)有技術(shù)中的接地轉(zhuǎn)換器30。亦即，斷 路開關(guān)裝置44 (包括接地開關(guān))的目標(biāo)在于盡可能快速地將能量接地，而較佳是在一個(gè)周 期(即16微秒)內(nèi)。
如圖3所示，為本具體實(shí)施方式
的斷路開關(guān)裝置44的側(cè)面內(nèi)視圖。斷路開關(guān)裝置 44包括一房體74，而全天候屋頂76延伸至房體74上方。一第一套管78與一第二套管80 是穿過屋頂76而自房體74向外延伸。套管78將會(huì)延伸至電路的風(fēng)車農(nóng)場(chǎng)端，而套管80將 會(huì)延伸至電路的變電器端。第一變流器82是定位連接套管78，變流器82是一個(gè)甜甜圈狀 的轉(zhuǎn)換器，以偵測(cè)流過第一套管78的電流量。亦即，變流器82是用于監(jiān)控流過套管78能 量及其特性。變流器82可與適當(dāng)?shù)睦^電器電性相互連接，以在偵測(cè)到能量傳輸上發(fā)生問題 時(shí)開路及閉路斷路開關(guān)裝置，或是在其它需要下開路或閉路斷路開關(guān)裝置。
套管80具有另一個(gè)變流器84延伸至套管80周圍。變流器84的架構(gòu)是類似變流 器82。變流器84是用于偵測(cè)從斷路開關(guān)裝置44向外流到變電器的能量及能量特性。類似 地，變流器84可與適當(dāng)?shù)睦^電器電性相互連接，以在發(fā)生問題狀況時(shí)開路及閉路斷路開關(guān)裝置。
匯流條86將套管78連接至連鎖機(jī)構(gòu)88，而連鎖機(jī)構(gòu)88是配置于第一真空瓶90與 第二真空瓶92之間。另一個(gè)匯流條94是配置在第一真空瓶90頂部，并延伸電性連接至第 二套管80。第二真空瓶92包括一接地條96以用于接地。支撐件98、100、102將會(huì)使真空 瓶90、92沿著軸向?qū)R連鎖機(jī)構(gòu)88，以本質(zhì)上相對(duì)于房體74內(nèi)部垂直延伸。適當(dāng)?shù)牟僮骷?通訊機(jī)器104是協(xié)合連鎖機(jī)構(gòu)88作動(dòng)?？刂瓢粹o與指示燈106是配置在房體74的墻壁上， 以提供人類可感知關(guān)于斷路開關(guān)裝置44的操作狀態(tài)，并允許人為操控連鎖機(jī)構(gòu)88。輔助接線端子區(qū)塊隔層108是配置在控制按鈕所在墻壁之對(duì)墻壁上。房體74是由房腳110(或其 它方式)以自地球表面向上支撐。
如圖4所示，為斷路開關(guān)裝置44的房體74的主視圖。值得注意的是，在圖4中， 套管78實(shí)際上是包括第一套管112、第二套管114與第三套管116以自房體74的屋頂76 向外延伸。套管112、114、116是分別對(duì)應(yīng)從風(fēng)車農(nóng)場(chǎng)傳來能量電流的三個(gè)相位。類似地， 套管80亦可分為三個(gè)套管，以分別傳遞來自斷路開關(guān)裝置的三個(gè)相位。
房門118是安裝在房體74上，以方便進(jìn)入房體74內(nèi)部。房腳110是用于將房體 74支撐于房體74之上。
如圖5所示，為本具體實(shí)施方式
的連鎖機(jī)構(gòu)88的操作方式。如圖5所示，連鎖機(jī) 構(gòu)88包括制動(dòng)臂120，而制動(dòng)臂120是延伸在第一真空瓶90與第二真空瓶92之間。匯流 條86是電性連接至制動(dòng)臂120。
第一真空瓶90是密封在真空狀態(tài)。第一真空瓶90內(nèi)部具有第一接觸器122與第 二接觸器124。第一接觸器122是經(jīng)由導(dǎo)體1 而電性連接至第二套管80。第二真空瓶92 內(nèi)部具有第一接觸器128與第二接觸器130。第二接觸器130是經(jīng)由導(dǎo)體132而接地。
在圖5中，制動(dòng)臂120是處于第一位置的狀態(tài)下。在第一位置的狀態(tài)下，接觸器 122、1M是相互并列而電性連接。亦即，通過匯流條86之能量將會(huì)經(jīng)由第一真空瓶90內(nèi)部 與導(dǎo)體1 而傳遞至套管80。經(jīng)由真空瓶92接地的電路是呈現(xiàn)開路狀態(tài)。亦即，圖5所示 為本具體實(shí)施方式
斷路開關(guān)裝置44的正常操作狀態(tài)，其中能量是直接穿過斷路開關(guān)裝置 44而傳遞至變電器72。
在中斷、故障或產(chǎn)生問題的情況下，斷路開關(guān)裝置44會(huì)將通往變電器的電路開 路，以實(shí)時(shí)將電能自匯流條86傳導(dǎo)接地。如圖6所示，在真空瓶90內(nèi)部中，第一接觸器122 與第二接觸器IM是相互電性隔離。亦即，導(dǎo)體1 是電性隔離從匯流條86傳導(dǎo)的能量。 制動(dòng)臂120實(shí)時(shí)將接觸器IM與接觸器122分開，而同時(shí)在建立第二真空瓶92內(nèi)建立接觸 器1 與接觸器130的電性連接。亦即，從匯流條86來的能量會(huì)立即切換至地面46。
許多不同的技術(shù)可利用來將制動(dòng)臂120在第一位置與第二位置之間移動(dòng)。舉例而 言，插銷、彈簧、磁鐵或其它設(shè)備均可以采用以實(shí)時(shí)將制動(dòng)臂120在第一位置與第二位置之 間偏移。值得注意的是，第一真空瓶90與第二真空瓶92的垂直對(duì)齊可確保此機(jī)構(gòu)連接能 夠?qū)崟r(shí)傳遞能量。本具體實(shí)施方式
避免電子式相互連接裝置的需要。本具體實(shí)施方式
的系 統(tǒng)的相關(guān)實(shí)驗(yàn)指出切換所產(chǎn)生的時(shí)間可少于一個(gè)周期。
如圖7所示，為斷路開關(guān)裝置在操作開關(guān)切換時(shí)的波形圖。圖7中，第一頻道是 主斷路器接觸傳輸?shù)哪M輸出，而第二頻道是主斷路器與接地開關(guān)兩者的接觸位置的邏輯 輸出，而主斷路器與接地開關(guān)是并聯(lián)連接電路。圖7所示的波形圖顯示完整切換序列(即 將主斷路器開路到將接地開關(guān)閉路之持續(xù)時(shí)間)是在14. 76微秒內(nèi)完成。當(dāng)接地開關(guān)閉合 時(shí)，主斷路器傳輸其總行程的75%。主斷路器(即上真空阻斷器)連接發(fā)電機(jī)收集電路至 轉(zhuǎn)換器匯流道。高速且連鎖機(jī)構(gòu)的接地開關(guān)(即下真空阻斷器)將收集電路自動(dòng)接地。這 樣一個(gè)完整開關(guān)序列的時(shí)間少于一個(gè)周期(在12至16微秒)。因此，短暫的電壓上升在一 個(gè)周期內(nèi)并不會(huì)超過避雷針的上限或是風(fēng)力渦輪機(jī)控制器的容許范圍。
以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定 本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下做出若干替代或明顯變型，而且性能或用途相同，都應(yīng)當(dāng)視為 屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種斷路開關(guān)裝置，其特征在于包括房體、第一套管、第二套管、第一真空瓶、第二 真空瓶和連桿機(jī)構(gòu)，所述第一套管和所述第二套管自所述房體向外延伸；所述第一真空瓶 配置在所述房體中，包括兩個(gè)接觸器，其中一個(gè)接觸器與所述第二套管電性連接；所述第二 真空瓶配置在所述房體中，包括兩個(gè)接觸器，其中一個(gè)接觸器與地電性連接；所述連桿機(jī)構(gòu) 在第一位置與第二位置之間移動(dòng)，所述第一位置是將所述第一套管電性連接至所述第二套 管，所述第二位置是將所述第一套管電性接地。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的斷路開關(guān)裝置，其特征在于還包括制動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述制動(dòng)機(jī)構(gòu) 使所述連桿機(jī)構(gòu)在所述第一位置與第二位置之間移動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的斷路開關(guān)裝置，其特征在于所述第一真空瓶軸向?qū)R所述 第二真空瓶，所述連桿機(jī)構(gòu)配置在所述第一真空瓶和所述第二真空瓶之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的斷路開關(guān)裝置，其特征在于所述連桿機(jī)構(gòu)包括一制動(dòng)臂，所 述制動(dòng)臂能電性連接至所述第一真空瓶的另外一個(gè)接觸器和所述第二真空瓶的另外一個(gè) 接觸器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的斷路開關(guān)裝置，其特征在于當(dāng)所述連桿機(jī)構(gòu)在第一位置狀 態(tài)時(shí)，所述第一真空瓶的兩個(gè)接觸器相互電性連接；當(dāng)所述連桿機(jī)構(gòu)在第二位置狀態(tài)時(shí)，所 述第一真空瓶的兩個(gè)接觸器相互電性隔離。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的斷路開關(guān)裝置，其特征在于當(dāng)所述連桿機(jī)構(gòu)在第一位置狀 態(tài)時(shí)，所述第二真空瓶的兩個(gè)接觸器相互電性隔離；當(dāng)所述連桿機(jī)構(gòu)在第二位置狀態(tài)時(shí)，所 述第二真空瓶的兩個(gè)接觸器相互電性連接。
7.—種斷路開關(guān)裝置，其特征在于包括第一真空瓶、第二真空瓶、制動(dòng)臂和制動(dòng)機(jī) 構(gòu)，所述第一真空瓶包括第一接觸器和第二接觸器；所述第二真空瓶包括第一接觸器和第 二接觸器；所述制動(dòng)臂電性連接至所述第一真空瓶的第二接觸器及所述第二真空瓶的第一 接觸器；所述制動(dòng)機(jī)構(gòu)使所述制動(dòng)臂在第一位置與第二位置之間移動(dòng)，當(dāng)所述制動(dòng)臂位于 第一位置狀態(tài)時(shí)，所述第一真空瓶的第一接觸器接觸所述第一真空瓶的第二接觸器，當(dāng)所 述制動(dòng)臂位于第二位置狀態(tài)時(shí)，所述第二真空瓶的第一接觸器接觸所述第二真空瓶的第二 接觸器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的斷路開關(guān)裝置，其特征在于所述第二真空瓶的第二接觸器 電性接地。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的斷路開關(guān)裝置，其特征在于所述制動(dòng)臂連接至一電源供應(yīng)ο
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的斷路開關(guān)裝置，其特征在于還包括電源供應(yīng)器和變電器， 所述電源供應(yīng)器通過導(dǎo)線連接至所述制動(dòng)臂；所述變電器通過導(dǎo)線連接至所述第一真空瓶 的第一接觸器，當(dāng)所述制動(dòng)臂位于所述第一位置狀態(tài)時(shí)，電力通過所述電源供應(yīng)器傳送至 所述變電器。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的斷路開關(guān)裝置，其特征在于所述電源供應(yīng)器包括三相電 流，所述第一真空瓶和所述第二真空瓶分別包括三個(gè)真空瓶，所述每組三個(gè)真空瓶的第一 接觸器分別連接至所述電源供應(yīng)器的單獨(dú)一個(gè)相位。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的斷路開關(guān)裝置，其特征在于還包括第一套管和第二套管， 所述制動(dòng)臂電性連接至所述第一套管，所述第一真空瓶的第一接觸器連接所述第二套管，所述第一套管連接所述電源供應(yīng)器，所述第二套管連接所述變電器。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的斷路開關(guān)裝置，其特征在于還包括殼體，所述殼體包圍所 述第一真空瓶與所述第二真空瓶，所述第一套管與所述第二套管自所述殼體向外延伸。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的斷路開關(guān)裝置，其特征在于還包括至少一個(gè)第一變流器 和至少一個(gè)第二變流器，所述第一變流器延伸圍繞所述第一套管，所述第二變流器延伸圍 繞所述第二套管。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的斷路開關(guān)裝置，其特征在于所述電源供應(yīng)器至多具有 34. 5千伏特的電壓。
16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的斷路開關(guān)裝置，其特征在于所述電源供應(yīng)器由多個(gè)風(fēng)力 發(fā)電機(jī)組成。
17.—種系統(tǒng)，包括電源供應(yīng)器和變電器，所述系統(tǒng)通過所述電源供應(yīng)器傳遞能量至所 述變電器，其特征在于包括匯流道、導(dǎo)線、電路和斷路開關(guān)裝置，所述匯流道通過所述電源 供應(yīng)器傳遞能量；所述導(dǎo)線電性接地；所述電路通過所述匯流道傳遞能量至所述變電器， 所述斷路開關(guān)裝置連接在所述匯流道的接觸器、所述導(dǎo)線的接觸器和所述電路的接觸器之 間，所述斷路開關(guān)裝置包括制動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述機(jī)構(gòu)機(jī)械性地選擇將所述匯流道的接觸器連接 至所述電路的接觸器，或?qū)⑺鰠R流道的接觸器連接至所述導(dǎo)線的接觸器。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其特征在于還包括第一真空瓶、第二真空瓶和連桿 機(jī)構(gòu)，所述第一真空瓶包括對(duì)應(yīng)所述匯流道的接觸器和對(duì)應(yīng)所述電路的接觸器；所述第二 真空瓶包括對(duì)應(yīng)所述導(dǎo)線的接觸器；所述連桿機(jī)構(gòu)在所述第一真空瓶與第二真空瓶之間延 伸，所述連桿機(jī)構(gòu)電性連接至所述匯流道。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其特征在于還包括多個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)，所述風(fēng)力發(fā)電 機(jī)均連接至所述匯流道。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其特征在于所述制動(dòng)機(jī)構(gòu)將所述匯流道的接觸器 連接至所述導(dǎo)線的接觸器所產(chǎn)生的時(shí)間少于16毫秒。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種整合接地開關(guān)的斷路開關(guān)裝置(44)。所述斷路開關(guān)裝置包括一房體(74)以及自房體(74)向外延伸之第一套管(78)與第二套管(80)。第一真空瓶(90)是配置在房體(74)中并具有一對(duì)接觸器(122和124)。第二真空瓶(92)是配置在房體中并具有一對(duì)接觸器(128和130)。連桿機(jī)構(gòu)(88)可在第一位置與第二位置間移動(dòng)。第一位置的狀態(tài)會(huì)將第一套管(78)電性連接至第二套管(80)，而第二位置的狀態(tài)會(huì)將第一套管(78)電性接地。第一真空瓶(90)與第二真空瓶(92)是軸向?qū)R，而連桿機(jī)構(gòu)(88)是連接于第一真空瓶(90)與第二真空瓶(92)之間。
文檔編號(hào)H01H33/28GK102037534SQ200880113335
公開日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2008年10月2日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月18日
發(fā)明者洛根·納普 申請(qǐng)人:洛根·納普