一种基于植物油的高压直流快速开关及其分断方法技术

公开了一种基于植物油的高压直流快速开关及其分断方法，基于植物油的高压直流快速开关包括快速驱动机构(1)、触头系统(2)和封闭罐体(3)，所述触头系统(2)置于灌有植物油的封闭罐体(3)内，所述触头系统(2)包括第一触头(4)和第二触头(5)，所述第一触头(4)与第二触头(5)可移动接触连接，所述快速驱动机构(1)经由绝缘拉杆(6)连接所述第一触头(4)，当开关分闸操作时，所述快速驱动机构(1)经由绝缘拉杆(6)使得第一触头(4)快速离开第二触头(5)且所述第一触头(4)和第二触头(5)之间充满植物油。

【技术实现步骤摘要】
一种基于植物油的高压直流快速开关及其分断方法
本专利技术涉及高速开关
，特别是一种基于植物油的高压直流快速开关及其分断方法。
技术介绍
高压直流断路器是构建多端直流电网，实现能源大范围优化配置和可再生能源发电规模化并网的必须设备之一。由于高压直流系统发生短路故障时电流的上升速度很快，并且电流幅值高，因此对高压直流断路器的开断能力提出了很高要求。高压直流快速开关作为高压直流断路器的核心部件，需要在电流开断过程中快速打开，建立绝缘间隙，并可靠承受电流转移后的恢复过电压，这些要求使得高压直流快速开关的绝缘介质研究成为高压直流开断领域的难点问题。传统的高压直流快速开关大多采用真空或者SF6作为绝缘介质。对于真空快速开关而言，由于其单个断口的耐压能力有限，因此随着系统电压的不断提升，其开断过程需要的断口数量激增，难以满足实际工况的应用需求。对于SF6快速开关而言，虽然其绝缘性能和灭弧性能优异，但由于SF6的温室效应极强，对环境影响非常大，并且低温环境下高压SF6会出现液化现象，进而降低快速开关耐压能力，因此在实际多端高压直流系统应用中仍然存在明显的不足。因此，寻找一种新型的具备高绝缘性能的环境友好型快速开关绝缘介质已经迫在眉睫。专利文献CN1698150A公开的浸在介电流体中用于切换高压电源的负载断路开关，所述负载断路开关包括：第一静接点，其构造成用于连接到高压电源上；第二静接点；非静止接点，其构造成便于处于第一位置和第二位置之间，在所述第一位置使所述第一静接点与所述第二静接点电气相连，在所述第二位置，使所述第一静接点与所述第二静接点电气断开，其中所述非静止接点在所述第一位置和所述第二位置之间的运动的区域包括一个燃弧区域；以及流体循环机构，其构造成用于使该介电流体经燃弧区域循环。该专利负载断路开关浸在介电流体的槽中，但该专利不环保，安全性低且响应不够迅速。在
技术介绍
部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本专利技术背景的理解，因此可能包含不构成在本国中本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术存在的不足，本专利技术提出一种基于植物油的环保型高压直流快速开关。相比于传统的快速开关绝缘介质，其绝缘性能更为优越。相关研究已经表明，植物油的绝缘击穿强度远高于真空介质，并且优于6个大气压下的SF6绝缘性能，是高压直流快速开关内部理想的绝缘介质。同时，植物油具有燃点高不易燃烧爆炸以及低温不易凝固等特点，可以满足极端工况下高压直流快速开关的绝缘耐压要求。此外，植物油还具有自然降解，对环境无污染等优点。本专利技术的目的是通过以下技术方案予以实现。本专利技术的一方面，一种基于植物油的高压直流快速开关包括快速驱动机构、触头系统和封闭罐体，所述触头系统置于灌有植物油的封闭罐体内，所述触头系统包括第一触头和第二触头，所述第一触头与第二触头可移动接触连接，所述快速驱动机构经由绝缘拉杆连接所述第一触头，当开关分闸操作时，所述快速驱动机构经由绝缘拉杆使得第一触头快速离开第二触头且所述第一触头和第二触头之间充满植物油。在基于植物油的高压直流快速开关中，高压直流快速开关包括连接所述快速驱动机构的处理器，所述处理器接收分闸指令并控制快速驱动机构致动第一触头的致动速度和致动距离，所述处理器为通用处理器、数字信号处理器、专用集成电路ASIC或现场可编程门阵列FPGA，所述处理器包括存储器，所述存储器可以包括一个或多个只读存储器ROM、随机存取存储器RAM、快闪存储器或电子可擦除可编程只读存储器EEPROM。在基于植物油的高压直流快速开关中，所述高压直流快速开关为基于电磁斥力的机械开关、基于高速电机驱动的机械开关或基于爆炸驱动的机械开关。在基于植物油的高压直流快速开关中，所述第一触头和/或第二触头为动触头。在基于植物油的高压直流快速开关中，所述触头系统为单侧机构驱动的动静触头或者基于双侧机构驱动的双动触头。在基于植物油的高压直流快速开关中，所述触头系统运动方式为直动式、转动式或滑动式；触头系统的数量为一个或者多个。在基于植物油的高压直流快速开关中，所述封闭罐体内的植物油为菜籽油、芝麻油、橄榄油、花生油、玉米油、棉籽油、红花油、豆油、葵花籽油等植物性油料中的一种或两种以上的混合物。在基于植物油的高压直流快速开关中，所述快速驱动机构和触头系统之间处于气体绝缘中。在基于植物油的高压直流快速开关中，所述快速驱动机构和触头系统均处于罐有植物油的封闭罐体中。本专利技术的另一方面，一种利用所述的基于植物油的高压直流快速开关的分断方法包括以下步骤：在第一步骤中，快速驱动结构收到分闸指令后，快速驱动机构拉动第一触头运动，触头系统打开。在第二步骤中，植物油充满第一触头和第二触头之间的间隙。本专利技术的有益效果：一、本专利技术的触头系统之间使用与SF6气体绝缘性能相当的植物油作为绝缘介质，在触头分离时电弧熄灭容易，触头间耐压能力强，可以显著减小击穿发生的概率。二、利用植物油实现高压直流快速开关内部绝缘，利用其在环境中容易生物降解的特性，可以避免绝缘介质对环境的影响。三、植物油的凝点高，在零下低温条件下也不会凝结，保证了快速开关在低温环境中的工作可靠性。四、植物油燃点在300℃以上，比传统的化工绝缘油100至200℃的燃点高出很多，不易发生绝缘油燃烧爆炸故障，保障了快速开关的安全工作。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够使得本专利技术的技术手段更加清楚明白，达到本领域技术人员可依照说明书的内容予以实施的程度，并且为了能够让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，下面以本专利技术的具体实施方式进行举例说明。附图说明通过阅读下文优选的具体实施方式中的详细描述，本专利技术各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。说明书附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：图1是根据本专利技术一个实施例的基于植物油的高压直流快速开关的结构示意图；图2是根据本专利技术一个实施例的基于植物油的高压直流快速开关的触头系统的合闸状态电流流向示意图；图3是根据本专利技术一个实施例的基于植物油的高压直流快速开关的触头系统的分闸状态结构示意图；图4是根据本专利技术一个实施例的基于植物油的高压直流快速开关的触头系统的合闸状态电流流向示意图；图5是根据本专利技术一个实施例的基于植物油的高压直流快速开关的触头系统的分闸状态结构示意图；图6是根据本专利技术一个实施例的基于植物油的高压直流快速开关的触头系统的合闸状态电流流向示意图；图7是根据本专利技术一个实施例的基于植物油的高压直流快速开关的触头系统的分闸状态结构示意图；图8是根据本专利技术一个实施例的基于植物油的高压直流快速开关的结构示意图；图9是根据本专利技术一个实施例的基于植物油的高压直流快速开关的结构示意图；图10是根据本专利技术一个实施例的利用基于植物油的高压直流快速开关的分断方法的步骤示意图。以下结合附图和实施例对本专利技术作进一步的解释。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本专利技术的具体实施例。虽然附图中显示了本专利技术的具体实施例，然而应当理解本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于植物油的高压直流快速开关，所述开关包括快速驱动机构(1)、触头系统(2)和封闭罐体(3)，其特征在于：所述触头系统(2)置于灌有植物油的封闭罐体(3)内，所述触头系统(2)包括第一触头(4)和第二触头(5)，所述第一触头(4)与第二触头(5)可移动接触连接，所述快速驱动机构(1)经由绝缘拉杆(6)连接所述第一触头(4)，当开关分闸操作时，所述快速驱动机构(1)经由绝缘拉杆(6)使得第一触头(4)快速离开第二触头(5)且所述第一触头(4)和第二触头(5)之间充满植物油。

【技术特征摘要】
1.一种基于植物油的高压直流快速开关，所述开关包括快速驱动机构(1)、触头系统(2)和封闭罐体(3)，其特征在于：所述触头系统(2)置于灌有植物油的封闭罐体(3)内，所述触头系统(2)包括第一触头(4)和第二触头(5)，所述第一触头(4)与第二触头(5)可移动接触连接，所述快速驱动机构(1)经由绝缘拉杆(6)连接所述第一触头(4)，当开关分闸操作时，所述快速驱动机构(1)经由绝缘拉杆(6)使得第一触头(4)快速离开第二触头(5)且所述第一触头(4)和第二触头(5)之间充满植物油。2.根据权利要求1所述的基于植物油的高压直流快速开关，其特征在于，优选的，高压直流快速开关包括连接所述快速驱动机构(1)的处理器，所述处理器接收分闸指令并控制快速驱动机构(1)致动第一触头(4)的致动速度和致动距离，所述处理器为通用处理器、数字信号处理器、专用集成电路ASIC或现场可编程门阵列FPGA，所述处理器包括存储器，所述存储器可以包括一个或多个只读存储器ROM、随机存取存储器RAM、快闪存储器或电子可擦除可编程只读存储器EEPROM。3.根据权利要求1所述的基于植物油的高压直流快速开关，其特征在于：所述高压直流快速开关为基于电磁斥力的机械开关、基于高速电机驱动的机械开关或基于爆炸驱动的机械开关。4.根据权利要求1所述的基于植物...

【专利技术属性】
技术研发人员：荣命哲，吴益飞，吴翊，杨飞，易强，纽春萍，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61