超高速機(jī)械開(kāi)關(guān)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種直流斷路器用超高速機(jī)械開(kāi)關(guān)。
【背景技術(shù)】
[0002]基于柔性直流輸電技術(shù)的多端直流輸電在歐洲、北美、中國(guó)等國(guó)家和地區(qū)得到越來(lái)越多的應(yīng)用，盡管目前世界上已有數(shù)個(gè)多端直流輸電系統(tǒng)投入了運(yùn)行，但由于缺乏直流斷路器，使得多端高壓直流輸電的可靠性、靈活性、連續(xù)性受到很大的限制，對(duì)其推廣應(yīng)用造成了嚴(yán)重障礙，也對(duì)未來(lái)直流電網(wǎng)的構(gòu)建帶來(lái)了極大的影響。高壓直流斷路器的缺乏已經(jīng)成為影響世界構(gòu)建未來(lái)直流電網(wǎng)的瓶頸問(wèn)題，其研制工作已迫在眉睫。
[0003]目前柔性直流及多端直流輸電系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，會(huì)產(chǎn)生很大的短路電流，并且故障電流上升非?？?，需要直流斷路器在極短的時(shí)間內(nèi)完成開(kāi)斷。就電壓等級(jí)為320kV直流側(cè)電流上升速度為3.5kA/ms，假定正常運(yùn)行線路上電流值為2kA，2ms后線路上的短路電流可以達(dá)到9kA，即一個(gè)能開(kāi)端9kA電流的高壓直流斷路器必須在2ms的時(shí)間內(nèi)快速動(dòng)作，切斷電流。然而，現(xiàn)有的斷路器機(jī)械開(kāi)關(guān)操動(dòng)機(jī)構(gòu)多為彈簧操動(dòng)結(jié)構(gòu)、液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)，其開(kāi)斷時(shí)間為幾十毫秒，均無(wú)法實(shí)現(xiàn)在如此短的時(shí)間內(nèi)開(kāi)斷斷路器，不能滿足超高速機(jī)械開(kāi)關(guān)的分合閘時(shí)間要求。
[0004]公告號(hào)為CN102214522A的中國(guó)實(shí)用新型專利申請(qǐng)公開(kāi)了一種帶空氣分閘緩沖裝置的高、低壓開(kāi)關(guān)用永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)，該永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)鐵芯與空氣腔組成空氣分閘緩沖裝置，動(dòng)鐵芯在空氣腔中沿其軸線高速運(yùn)動(dòng)時(shí)壓縮空氣腔中的空氣，壓縮空氣對(duì)動(dòng)鐵芯具有反作用力，從而形成緩沖，其中該永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)鐵芯與空氣腔的內(nèi)孔壁之間存在間隙，被壓縮的空氣能夠從該間隙中溢出，該操動(dòng)機(jī)構(gòu)同徑機(jī)構(gòu)中，動(dòng)鐵芯的下端固定有活塞面板，活塞面板上設(shè)有泄氣孔，在動(dòng)鐵芯運(yùn)動(dòng)壓縮空氣時(shí)，氣體能夠從泄氣孔中排出。這種永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)在動(dòng)鐵芯分閘運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于動(dòng)鐵芯和氣體腔的內(nèi)壁之間具有間隙，同時(shí)，動(dòng)鐵芯下端的活塞面板上設(shè)有泄氣孔，這樣氣孔對(duì)動(dòng)鐵芯的緩沖有限，不能滿足超高速機(jī)械開(kāi)關(guān)的緩沖要求，很容因緩沖失效產(chǎn)生機(jī)械沖擊而造成操動(dòng)機(jī)構(gòu)損壞。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供一種在開(kāi)關(guān)拉桿分合閘運(yùn)動(dòng)時(shí)，能夠有效緩沖開(kāi)關(guān)拉桿的機(jī)械沖擊的超高速機(jī)械開(kāi)關(guān)。
[0006]本實(shí)用新型的超高速機(jī)械開(kāi)關(guān)采用如下技術(shù)方案:
[0007]超高速機(jī)械開(kāi)關(guān)，包括絕緣殼體，所述絕緣殼體內(nèi)部設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)拉桿分合閘運(yùn)動(dòng)的電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)包括與開(kāi)關(guān)拉桿傳動(dòng)連接的動(dòng)鐵芯以及供動(dòng)鐵芯往復(fù)運(yùn)動(dòng)完成分合閘的密封腔體，所述動(dòng)鐵芯在運(yùn)動(dòng)至密封腔體兩端時(shí)分別處于合閘位置和分閘位置，所述動(dòng)鐵芯為將密封腔體隔絕為兩部分的運(yùn)動(dòng)盤，所述密封腔體的周向腔壁上于分合閘位置或靠近分合閘位置處設(shè)有連通密封腔體內(nèi)外的、用于進(jìn)出緩沖介質(zhì)的通孔。
[0008]所述密封腔體由兩個(gè)對(duì)接在一起的、對(duì)接端面上分別設(shè)有凹槽的絕緣塊組成，運(yùn)動(dòng)盤與絕緣塊的凹槽槽壁密封滑動(dòng)配合，電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的用于驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)盤的兩個(gè)線圈分別固設(shè)于兩個(gè)絕緣塊的凹槽底部，所述通孔緊挨線圈相互靠近的兩個(gè)端面設(shè)置。
[0009]兩個(gè)絕緣塊通過(guò)套在絕緣塊外周的固定套筒固定對(duì)接，兩個(gè)絕緣塊相對(duì)遠(yuǎn)離的兩端設(shè)有與固定套筒的內(nèi)孔吻合配合的外凸緣，所述固定套筒的兩端分別設(shè)有用于擋止夾緊兩個(gè)絕緣塊的擋止面。
[0010]所述固定套筒的筒壁上設(shè)有貫通筒壁的孔。
[0011]所述固定套筒的一端設(shè)有彈簧保持機(jī)構(gòu)，所述彈簧保持機(jī)構(gòu)包括兩個(gè)對(duì)稱設(shè)于固定套筒軸線兩側(cè)的限位彈簧，在分合閘位置時(shí)，開(kāi)關(guān)拉桿的端部分別位于限位彈簧的軸線兩側(cè)，所述開(kāi)關(guān)拉桿的端部分別鉸接有按壓在限位彈簧靠近固定套筒軸線的一端的連接塊，所述限位彈簧的另一端設(shè)有用于調(diào)節(jié)限位彈簧預(yù)壓縮量的調(diào)節(jié)裝置。
[0012]兩個(gè)限位彈簧分別設(shè)于兩個(gè)限位套筒內(nèi)，所述連接塊滑動(dòng)裝配于限位套筒中，所述調(diào)節(jié)裝置包括旋裝在限位套筒的底部的調(diào)節(jié)螺栓，所述調(diào)節(jié)螺栓伸進(jìn)限位套筒底部的一端連接頂壓在限位彈簧端部的調(diào)節(jié)壓板，旋擰調(diào)節(jié)螺栓可以調(diào)節(jié)對(duì)限位彈簧的預(yù)壓縮。
[0013]所述彈簧保持結(jié)構(gòu)的兩側(cè)分別相對(duì)間隔設(shè)有用于擋止限位開(kāi)關(guān)拉桿運(yùn)動(dòng)行程的擋止塊。
[0014]所述超高速機(jī)械開(kāi)關(guān)還包括開(kāi)關(guān)斷口，所述開(kāi)關(guān)斷口的開(kāi)關(guān)觸頭包括觸頭本體，所述觸頭本體沿運(yùn)動(dòng)依次間隔設(shè)有導(dǎo)電金屬件，每相鄰兩個(gè)導(dǎo)電金屬件之間的間隔位置處絕緣，所述導(dǎo)電金屬件具有跨接長(zhǎng)度，該跨接長(zhǎng)度滿足兩個(gè)條件:第一，在合閘位置時(shí)，該觸頭本體上的導(dǎo)電金屬件能夠跨接與該觸頭本體適配的觸頭本體上的相鄰兩個(gè)導(dǎo)電金屬件；第二，在分閘位置時(shí)，該觸頭本體上的導(dǎo)電金屬件的至少一端位于與其適配的觸頭本體上的相鄰兩個(gè)導(dǎo)電金屬件之間的間隔位置處。
[0015]所述觸頭本體上的導(dǎo)電金屬件通過(guò)絕緣連接件依次絕緣間隔，所述導(dǎo)電金屬件和絕緣連接件均為管狀。
[0016]所述觸頭本體上的各個(gè)導(dǎo)電金屬件結(jié)構(gòu)均相同，所述觸頭本體上的各個(gè)絕緣連接件結(jié)構(gòu)均相同，且導(dǎo)電金屬件的長(zhǎng)度大于絕緣連接件的長(zhǎng)度。
[0017]本實(shí)用新型的超高速機(jī)械開(kāi)關(guān)的運(yùn)動(dòng)盤將密封腔體隔絕為兩個(gè)部分，運(yùn)動(dòng)盤和密封腔體的滑動(dòng)配合面不存在間隙，運(yùn)動(dòng)盤帶動(dòng)開(kāi)關(guān)拉桿做分合閘運(yùn)動(dòng)時(shí)壓縮其運(yùn)動(dòng)方向一側(cè)的密封腔體內(nèi)的氣體，由于密封腔體的分合閘位置或靠近分合閘位置處的周壁上設(shè)有連通密封腔體內(nèi)外的通孔，被壓縮的氣體能夠通過(guò)通孔排出，這樣就大大減小了被壓縮的氣體對(duì)運(yùn)動(dòng)盤的反作用力，使開(kāi)關(guān)拉桿能夠高速的分合閘，而在運(yùn)動(dòng)盤即將運(yùn)動(dòng)到分合閘位置時(shí)，運(yùn)動(dòng)盤的外周會(huì)逐漸封堵密封腔體周壁上的通孔，這樣被壓縮的氣體從通孔中排出的量逐漸減少，氣體的壓力空前增大，對(duì)運(yùn)動(dòng)盤的反作用力急劇增大，起到對(duì)運(yùn)動(dòng)盤的有效緩沖，避免運(yùn)動(dòng)盤對(duì)密封腔體兩端的沖擊，同時(shí)，由于通孔開(kāi)設(shè)于密封腔體的分合閘位置或靠近分合閘位置處，氣體對(duì)運(yùn)動(dòng)盤緩沖過(guò)程僅僅為從運(yùn)動(dòng)盤的外周開(kāi)始封堵運(yùn)動(dòng)盤到完全封堵運(yùn)動(dòng)盤這一過(guò)程，這樣能夠使開(kāi)關(guān)拉桿在運(yùn)動(dòng)盤的帶動(dòng)下高速的離開(kāi)合閘位置，并在移動(dòng)到分閘位置時(shí)快速緩沖使速度降到最低，緩沖行程較短，制動(dòng)效果較好。
[0018]進(jìn)一步地，殼體通過(guò)兩個(gè)絕緣塊槽口相對(duì)組合而成，有效地避免了線圈中的電流對(duì)外部金屬部件產(chǎn)生電磁影響，提高了電能和動(dòng)能的轉(zhuǎn)換效率，兩個(gè)線圈分別固設(shè)在兩個(gè)絕緣塊的凹槽的槽底，運(yùn)動(dòng)盤位于線圈之間且滑動(dòng)裝配在凹槽內(nèi)，線圈和運(yùn)動(dòng)盤均位于絕緣的緩沖腔體內(nèi)，避免了因碰撞其他元件的損壞。
[0019]進(jìn)一步地，傳動(dòng)拉桿的一端連接有彈簧保持機(jī)構(gòu)，有效地保持了開(kāi)關(guān)拉桿在分合閘運(yùn)動(dòng)完成之后穩(wěn)定的處于分合閘位置，且彈簧保持機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，代替了常規(guī)的磁力保持機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，在結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的同時(shí)，也具有較高的保持可靠性。同時(shí)，分合閘保持機(jī)構(gòu)的限位套筒底部設(shè)有調(diào)節(jié)螺栓，通過(guò)旋擰調(diào)節(jié)螺栓可以調(diào)節(jié)限位彈簧的預(yù)壓縮量，從而調(diào)節(jié)限位彈簧對(duì)開(kāi)關(guān)拉桿的保持大小。
[0020]進(jìn)一步的，彈簧保持機(jī)構(gòu)的兩側(cè)相對(duì)間隔設(shè)置的擋止塊有效的擋止開(kāi)關(guān)拉桿運(yùn)動(dòng)，并將開(kāi)關(guān)拉桿擋止在分合閘位置處，進(jìn)一步有效避免運(yùn)動(dòng)盤高速運(yùn)動(dòng)而造成對(duì)密封腔體內(nèi)的線圈的機(jī)械沖擊。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為本實(shí)用新型一種超聞速機(jī)械開(kāi)關(guān)的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0022]圖2為圖1中斥力操動(dòng)機(jī)構(gòu)I的