发明专利｜一种快速真空断路器 5ms以内分闸

摘要：本发明涉及一种快速真空断路器，其特点是：所述动导电杆的末端与绝缘子(2) 的一端连接，而该绝缘子(2) 的另一端通过连接杆与分闸线圈(3)的一侧连接，该分闸线圈(3)的另一侧通过连接杆与合闸线圈(5) 的一侧连接，该合闸线圈(5)的另一侧通过连接杆与一碟簧连接，而在前述的分闸线圈(3) 与合闸线圈(5) 之间的连接杆上还安装有涡流盘(4);其中分闸线圈(3) 的第二接线端子与合闸线圈(5) 的第二接线端子分别与切换控制开关(K) 的两个输出端连接，还包括串联的第一储能电容(C1) 和第二储能电容(C2)。 采用本发明的快速真空断路器后，合闸时间可以做到12ms 左右，分闸时间可以控制在 5ms 以内。

申请人 国家电网公司  国网宁夏电力公司中卫供电公司

发明人 艾绍贵 李延军 宋永强 罗强 梁俊 栗树华 王明 黄永宁 李俊 马奎 张爽 吴良方

背景技术

利用串联电容抵消线路感抗来解决线路末端电压质量问题的方法，早在上个世纪六十年代国内就有应用。 随着可控间隙及电力电子技术的成熟，近年来用于高压、超高压的串联补偿装置也有投运。 正常运行时线路中只有工作电流流过，串联电容器装置两端的电压接近于线路工作电压的 1/10 左右。 但这并不意味着允许按照线路工作电压的 1/10 来选择串联电容器，这是因为当线路发生短路后串联电容器两端的电压将比正常时高出十几倍甚至数十倍，这就要求串联电容器装置必须考虑能够耐受短路冲击时的过电压和过电流的考验。

因此，常规的串联电容器装置的额定电压要选择较高，需要由多只电容器串并联，同时还要配置测控及旁路开关，以便在线路发生短路故障时能尽快将串联电容器装置旁路。 但由于高压、超高压开关动作速度较慢，再加上短路故障的识别时间，要等到短路故障发生后的至少 100ms 以后才能将串联电容器装置短接。 这就要求必须采取可控间隙、电力电子元件以及氧化锌避雷器的等辅助保护手段。 因此，常规的串联电容器装置不可避免地存在体积庞大、造价昂贵、技术复杂、可靠性差的问题，这也正是常规的串联电容器装置难以在高压、超高压电网推广应用的原因。

为能使串联电容器装置简化结构、降低造价，就必须大幅度地减少短 路故障后串联电容器装置的退出时间，因此就需要快速真空断路器。

发明内容

本发明的目的是提供一种动作速度快、寿命长、可靠性高的快速真空断路器。

一种快速真空断路器，包括真空灭弧室，在该真空灭弧室内安装有动触头，该动触头与动导电杆连接并且该动导电杆的末端伸出真空灭弧室外，其特别之处在于 ：所述动导电杆的末端与绝缘子的一端连接，而该绝缘子的另一端通过连接杆与分闸线圈的一侧连接，该分闸线圈的另一侧通过连接杆与合闸线圈的一侧连接，该合闸线圈的另一侧通过连接杆与一碟簧连接，而在前述的分闸线圈与合闸线圈之间的连接杆上还安装有涡流盘 ;其中分闸线圈的第二接线端子与合闸线圈的第二接线端子分别与切换控制开关的两个输出端连接，还包括串联的第一储能电容和第二储能电容，该第一储能电容的一端与分闸线圈的第一接线端子连接，而该第二储能电容的一端与合闸线圈的第一接线端子连接，该第一储能电容和第二储能电容的中点与前述切换控制开关的输入端连接，而该第一储能电容和第二储能电容的中点与一充电电源串联后接合闸线圈的第一接线端子，另外分闸线圈的第一接线端子与合闸线圈的第一接线端子之间短接在一起。

其中动触头和导电杆采用铜材质，而涡流盘采用导磁材料。

其中充电电源采用直流电源。

其中碟簧采用双稳碟簧。

本发明提供了一种快速真空断路器，使用后可以大幅度地缩短串联电容器装置在短路故障后的退出时间，从而为 110kV 高压新型串联电压补偿装置简化结构、降低造价创造了条件。 采用本发明的快速真空断路器作为退出串联电容器装置的执行部件，免除了常规串联补偿装置中复杂的电力 电子元件、可控间隙等保护措施，从而大大提高了运行可靠性。 经过试用证明，采用本发明的快速真空断路器后，合闸时间可以做到 12ms 左右，分闸时间可以控制在5ms 以内。 由于这种快速真空断路器取消了常规的传动机构，不仅动作速度快，而且寿命长、可靠性高。 利用快速真空断路器作为短路后快速退出串联电容器装置的执行部件，结合短路故障的快速识别技术，就可以在线路发生短路故障的 3ms 以内快速识别出短路故障的发生，在 15ms 左右将串联电容器装置快速退出。

发明要点简述

1. 一种快速真空断路器，包括真空灭弧室(1)，在该真空灭弧室(1) 内安装有动触头，该动触头与动导电杆连接并且该动导电杆的末端伸出真空灭弧室(1) 外，其特征在于 ：所述动导电杆的末端与绝缘子(2) 的一端连接，而该绝缘子(2) 的另一端通过连接杆与分闸线圈(3) 的一侧连接，该分闸线圈(3) 的另一侧通过连接杆与合闸线圈(5) 的一侧连接，该合闸线圈(5)的另一侧通过连接杆与一碟簧连接，而在前述的分闸线圈(3)与合闸线圈(5)之间的连接杆上还安装有涡流盘(4) ;其中分闸线圈(3) 的第二接线端子与合闸线圈(5)的第二接线端子分别与切换控制开关(K) 的两个输出端连接，还包括串联的第一储能电容(C1)和第二储能电容(C2)，该第一储能电容(C1)的一端与分闸线圈(3)的第一接线端子连接，而该第二储能电容(C2) 的一端与合闸线圈(5) 的第一接线端子连接，该第一储能电容(C1)和第二储能电容(C2)的中点与前述切换控制开关(K)的输入端连接，而该第一储能电容(C1)和第二储能电容(C2)的中点与一充电电源串联后接合闸线圈(5)的第一接线端子，另外分闸线圈(3) 的第一接线端子与合闸线圈(5) 的第一接线端子之间短接在一起。

2. 如权利要求 1 所述的快速真空断路器，其特征在于 ：其中动触头和导电杆采用铜材质，而涡流盘(4) 采用导磁材料。

3. 如权利要求 1 或 2 所述的快速真空断路器，其特征在于 ：其中充电电源采用直流电源。

4. 如权利要求 1 或 2 所述的快速真空断路器，其特征在于 ：其中碟簧采用双稳碟簧(6)。