一种互锁真空开关及应用的串联补偿型限流装置制造方法及图纸

一种互锁真空开关及应用的串联补偿型限流装置，开关采用互锁真空灭弧室，选择快速斥力机构与之配合，实现串联补偿型限流装置串联补偿和限流两不同功能的快速转换；牵引网线路正常运行时，串联补偿电容器接入，装置处于串联补偿工作状态；当线路发生短路故障时，互锁真空开关动作，将电容器短路，限流电抗投入系统中，对线路短路电流起到限制作用；本实用新型专利技术在同一个灭弧室内部，静主触头和动主触头构成第一触头组实现限流电抗器的投入和切除，静副触头和动副触头构成第二触头组实现补偿电容器的投入和切除；本实用新型专利技术采用单个真空灭弧室，一组操动机构，实现牵引系统的串补与限流功能转换，可降低装置的体积成本和经济成本，提高系统的可靠性。

An interlocking vacuum switch and its series compensated current limiting device

The utility model relates to an interlocking vacuum switch and a series compensation type current limiting device, which adopts an interlocking vacuum interrupter and chooses a quick repulsive mechanism to cooperate with the switch to realize the fast conversion of series compensation type current limiting device and current limiting device, and the series compensation capacitor is connected to the device when the traction network line is in normal operation. The utility model is in the working state of series compensation; when the short circuit fault occurs on the line, the interlocking vacuum switch acts, and the capacitor is short-circuited and the current limiting reactance is put into the system, thus restricting the short circuit current of the line; the utility model has a first contact group composed of a static main contact and a movable main contact in the same arc extinguishing chamber to realize the current limiting reactance. The utility model adopts a single vacuum arc extinguishing chamber and a group of operating mechanisms to realize the series compensation and current limiting function conversion of the traction system, which can reduce the volume cost and economic cost of the device and improve the system availability. It depends on sex.

【技术实现步骤摘要】
一种互锁真空开关及应用的串联补偿型限流装置
本技术中的互锁真空开关属于高压真空开关领域，具体涉及一种采用单台真空开关同时实现两种不同功能的互锁真空开关；其应用的串联补偿型限流装置属于牵引系统(或电力系统)串联补偿和限流技术的综合领域，具体涉及一种基于互锁真空开关的串联补偿型限流装置。
技术介绍
电气化铁路的供电是在铁路沿线建立若干个牵引变电所，牵引变电所的主要任务是将电力系统输送来的110kV(或220kV)三相交流电，经牵引变压器降为27.5kV(或2×27.5kV)单相电，然后经馈电线将单相供电送至接触网上，由接触网向电力机车供电。然而在长大坡道、重载线路以及供电臂末端时，接触网电压损失较严重，出现电压水平偏低的现象，当网压低于牵引规程所要求的最低值(19kV)时，将使电力机车无法正常牵引。在工程实践中，串联电容补偿是一种有效的改善措施，将串联电容补偿装置应用于线路中能够有效提高牵引网的电压水平，改善牵引网的功率因数，提高牵引变电所供电的质量。此外，短路是牵引供电系统中最常见，也是最严重的一种故障。以一臂接地短路发生几率最高，当系统发生短路时，电流急剧增加，系统电压降低，短路时电流值达额定值的几倍至几十倍，为了限制短路电流，降低短路故障电流对沿线电力设备动稳定和热稳定的冲击，短路故障发生时可在故障线路引入电抗以降低短路电流水平。串联补偿型故障限流器可以很好的同时解决牵引网压降大和短路多的两大问题，目前所提出的拓扑多为电容组件两侧并联开关，限流电抗组件两侧无并联开关，这种情况下电抗组件始终在线路中运行，产生巨大的无功损耗。有鉴于此，确有必要提供一种即具有串联补偿功能且“零”损耗的限流装置。如若实现这种具有串联补偿功能且“零”损耗的限流装置,则需要串联补偿电容器与限流电抗器分别与快速开关并联之后串联而成。线路中串联补偿电容和限流电抗二者的配合关系为：线路正常运行时，与补偿电容并联的开关保持分闸状态，此时电容组件接入线路中，装置工作于串联补偿状态，与限流电抗并联的开关合闸，限流电抗被旁路，进而实现电抗运行“零”损耗。当线路发生短路故障时，与补偿电容并联的开关合闸，与限流电抗并联的开关分闸，将限流电抗投入系统中，装置工作于限流状态，对线路短路电流起到限制作用。目前的真空开关灭弧室只能对一组元件进行控制，实现该组件的投切。如要同时实现上述串联补偿与短路故障电流限制功能的切换，需配备2台真空开关、两组独立的操动机构，在这种情况下，大大增加了材料、造价与体积，加剧开关控制系统的复杂性，降低线路保护的可靠性。
技术实现思路
本技术目的在于提供一种互锁真空开关及其应用的串联补偿型限流装置，采用单个灭弧室同时实现装置串联补偿与短路电流限制两种功能转换，可降低装置体积、成本，减少用于装置的真空灭弧室数量，简化操动机构和传动部件设计，提高装置可靠性。为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案：一种互锁真空开关，主要包括互锁真空灭弧室和快速斥力机构两部分；所述的互锁真空灭弧室，包括静端侧部分、动端侧部分和壳体结构；静端侧部分包含静导电杆1、静主触头2、静副触头7和金属法兰8；静导电杆1的上端与绝缘外壳10的上侧焊接并穿出，静导电杆1的下端焊接有静主触头2，金属法兰8固定于绝缘外壳10中部，金属法兰8的上端焊接有静副触头7；动端侧部分包含动导电杆4、动主触头3、动导电环5和动副触头6；动导电杆4的上端焊接有动主触头3，在动导电杆4上端和动主触头3下端的连接处焊接有筒状的动导电环5，动导电环5的下端焊接有动副触头6；在同一真空灭弧室的内部，静主触头(2)和动主触头(3)构成第一触头组，静副触头(7)和动副触头(6)构成第二触头组；动导电杆4与绝缘外壳10下侧之间通过波纹管11连接；绝缘外壳10内设有屏蔽罩9，能够全程包裹着两组触头；所述的快速斥力机构，包括运动部分、电路部分、双稳保持结构和框架；运动部分包括绝缘拉杆15和斥力盘18，绝缘拉杆15的下端与斥力盘18相连；电路部分包括充电电源，合闸电路和分闸电路，分闸电路由第一驱动线圈19、线圈1控制21和第一储能电容22依次串联组成，合闸电路由第二驱动线圈20、线圈2控制23和第二储能电容24依次串联组成；第一驱动线圈19和第二驱动线圈20位于斥力盘18两侧并置于框架26内；充电电源25同时并联于第一储能电容22和第二储能电容24两侧，对第一储能电容22和第二储能电容24进行储能；双稳保持结构包括双稳弹簧16和连接杆17，双稳弹簧16一端固定于框架26，另一端通过连接杆17与绝缘拉杆15相连；与绝缘拉杆15相连的连接杆17一端能够在绝缘拉杆15的带动下上下运动；双稳弹簧16始终处于压缩状态，当绝缘拉杆15向上运动时，双稳弹簧16通过连接杆17施加给绝缘拉杆15向上的保持力，当绝缘拉杆15向下运动时，双稳弹簧16通过连接杆17施加给绝缘拉杆15向下的保持力，进而实现触头合闸和分闸的双稳保持作用；选择互锁真空灭弧室与具有双稳保持结构的快速斥力机构进行配合，灭弧室内部的动导电杆4与快速斥力机构的绝缘拉杆15和斥力盘18相连，由斥力盘18的运动带动灭弧室中两对触头组的合分闸，在双稳保持结构的作用下使触头组分别保持在两个位置，从而实现在真空灭弧室内的“单刀双掷”功能。所述静主触头2和动主触头3为杯状纵磁触头或槽形横磁触头，材料采用铜铬合金。所述动副触头6和静副触头7根据具体的需要设计开槽，材料采用铜钨合金。一种基于互锁真空开关的串联补偿型限流装置，包括装置进线端1’、装置出线端2’、限流电抗器3’、串联补偿电容器4’、氧化锌限压吸能组件5’、阻尼器6’和权利要求1所述互锁真空开关7’；由限流电抗器3’和串联补偿电容器4’串联组成装置主支路，限流电抗器3’的出线端与串联补偿电容器4’的进线端相连，同时互锁真空开关7’的静导电杆接线端12与限流电抗器3’的进线端相连，动导电杆接线端14与限流电抗器3’和串联补偿电容器4’间的公共点相连，金属法兰接线端13经阻尼器6’与串联补偿电容器4’的出线端相连；氧化锌限压吸能组件5’并联于串联补偿电容器4’的两侧；串联补偿电容器4’用于补偿装置进线端1’和装置出线端2’所相连的系统外电路中感抗，限流电抗器3’用于限制外电路短路时刻电路中的电流，氧化锌限压吸能组件5’用于防止刚发生短路时刻电容器产生过电压；阻尼器6’由电感和电阻并联组成用于串联补偿电容器4’短接后释放其电能，互锁真空开关7’用于实现串联补偿和限流两功能的转换。在同一灭弧室中，静主触头(2)和动主触头(3)构成第一触头组实现限流电抗器3’的投入和切除，静副触头(7)和动副触头(6)构成第二触头组实现串联补偿电容器4’的投入和切除。所述的串联补偿型限流装置的工作过程，当并联于限流电抗器3’两侧的互锁真空开关中的静主触头2和动主触头3闭合，同时动副触头6和静副触头7打开时，此时限流电抗器3’被旁路，串联补偿电容器4’接入线路中，外部系统中电流经装置进线端1’流入，通过互锁真空开关的静导电杆接线端12、静导电杆1、静主触头2、动主触头3、动导电杆4、动导电杆接线端14和串联补偿电容器4’，从装置出线端2’流出，装置工作于串联补偿状态；当并联于串联补偿电容器4’两侧的互锁真空开关中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种互锁真空开关，其特征在于：主要包括互锁真空灭弧室和快速斥力机构两部分；所述的互锁真空灭弧室，包括静端侧部分、动端侧部分和壳体结构；静端侧部分包含静导电杆(1)、静主触头(2)、静副触头(7)和金属法兰(8)；静导电杆(1)的上端与绝缘外壳(10)的上侧焊接并穿出，静导电杆(1)的下端焊接有静主触头(2)，金属法兰(8)固定于绝缘外壳(10)中部，金属法兰(8)的上端焊接有静副触头(7)；动端侧部分包含动导电杆(4)、动主触头(3)、动导电环(5)和动副触头(6)；动导电杆(4)的上端焊接有动主触头(3)，在动导电杆(4)上端和动主触头(3)下端的连接处焊接有筒状的动导电环(5)，动导电环(5)的下端焊接有动副触头(6)；在同一真空灭弧室的内部，静主触头(2)和动主触头(3)构成第一触头组，静副触头(7)和动副触头(6)构成第二触头组；动导电杆(4)与绝缘外壳(10)下侧之间通过波纹管(11)连接；绝缘外壳(10)内设有屏蔽罩(9)，能够全程包裹着两组触头；所述的快速斥力机构，包括运动部分、电路部分、双稳保持结构和框架；运动部分包括绝缘拉杆(15)和斥力盘(18)，绝缘拉杆(15)的下端与斥力盘(18)相连；电路部分包括充电电源，合闸电路和分闸电路，分闸电路由第一驱动线圈(19)、线圈1控制(21)和第一储能电容(22)依次串联组成，合闸电路由第二驱动线圈(20)、线圈2控制(23)和第二储能电容(24)依次串联组成；第一驱动线圈(19)和第二驱动线圈(20)位于斥力盘(18)两侧并置于框架(26)内；充电电源(25)同时并联于第一储能电容(22)和第二储能电容(24)两侧，对第一储能电容(22)和第二储能电容(24)进行储能；双稳保持结构包括双稳弹簧(16)和连接杆(17)，双稳弹簧(16)一端固定于框架(26)，另一端通过连接杆(17)与绝缘拉杆(15)相连；与绝缘拉杆(15)相连的连接杆(17)一端能够在绝缘拉杆(15)的带动下上下运动；双稳弹簧(16)始终处于压缩状态，当绝缘拉杆(15)向上运动时，双稳弹簧(16)通过连接杆(17)施加给绝缘拉杆(15)向上的保持力，当绝缘拉杆(15)向下运动时，双稳弹簧(16)通过连接杆(17)施加给绝缘拉杆(15)向下的保持力，进而实现触头合闸和分闸的双稳保持作用；选择互锁真空灭弧室与具有双稳保持结构的快速斥力机构进行配合，灭弧室内部的动导电杆(4)与快速斥力机构的绝缘拉杆(15)和斥力盘(18)相连，由斥力盘(18)的运动带动灭弧室中两对触头组的合分闸，在双稳保持结构的作用下使触头组分别保持在两个位置，从而实现在真空灭弧室内的“单刀双掷”功能。...

【技术特征摘要】
1.一种互锁真空开关，其特征在于：主要包括互锁真空灭弧室和快速斥力机构两部分；所述的互锁真空灭弧室，包括静端侧部分、动端侧部分和壳体结构；静端侧部分包含静导电杆(1)、静主触头(2)、静副触头(7)和金属法兰(8)；静导电杆(1)的上端与绝缘外壳(10)的上侧焊接并穿出，静导电杆(1)的下端焊接有静主触头(2)，金属法兰(8)固定于绝缘外壳(10)中部，金属法兰(8)的上端焊接有静副触头(7)；动端侧部分包含动导电杆(4)、动主触头(3)、动导电环(5)和动副触头(6)；动导电杆(4)的上端焊接有动主触头(3)，在动导电杆(4)上端和动主触头(3)下端的连接处焊接有筒状的动导电环(5)，动导电环(5)的下端焊接有动副触头(6)；在同一真空灭弧室的内部，静主触头(2)和动主触头(3)构成第一触头组，静副触头(7)和动副触头(6)构成第二触头组；动导电杆(4)与绝缘外壳(10)下侧之间通过波纹管(11)连接；绝缘外壳(10)内设有屏蔽罩(9)，能够全程包裹着两组触头；所述的快速斥力机构，包括运动部分、电路部分、双稳保持结构和框架；运动部分包括绝缘拉杆(15)和斥力盘(18)，绝缘拉杆(15)的下端与斥力盘(18)相连；电路部分包括充电电源，合闸电路和分闸电路，分闸电路由第一驱动线圈(19)、线圈1控制(21)和第一储能电容(22)依次串联组成，合闸电路由第二驱动线圈(20)、线圈2控制(23)和第二储能电容(24)依次串联组成；第一驱动线圈(19)和第二驱动线圈(20)位于斥力盘(18)两侧并置于框架(26)内；充电电源(25)同时并联于第一储能电容(22)和第二储能电容(24)两侧，对第一储能电容(22)和第二储能电容(24)进行储能；双稳保持结构包括双稳弹簧(16)和连接杆(17)，双稳弹簧(16)一端固定于框架(26)，另一端通过连接杆(17)与绝缘拉杆(15)相连；与绝缘拉杆(15)相连的连接杆(17)一端能够在绝缘拉杆(15)的带动下上下运动；双稳弹簧(16)始终处于压缩状态，当绝缘拉杆(15)向上运动时，双稳弹簧(16)通过连接杆(17)施加给绝缘拉杆(15)向上的保持力，当绝缘拉杆(15)向下运动时，双稳弹簧(16)通过连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾绍贵，王启梅，张哲，刘志远，姚晓飞，史跃，
申请(专利权)人：西安交通大学，宁夏立方电气有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西,61