一种具有功能选择性的真空开关，由真空灭弧室（4）、机械传动装置（8）、传动拉杆（7）、支撑固定系统（6）、检测装置（2）、接触器控制开关（9）及控制器（1）组成。所述的检测装置（2）测量真空灭弧室（4）短路状态下通过电流的幅值并传递给开关的控制器（1），通过控制器（1）决定真空开关的工作状态。真空灭弧室的静触头（3）和动触头（5）的触头材料为铜钨碳化钨或加入铁或碳或钨元素的铜铬合金。本发明专利技术真空开关在短路开断电流大于16kA的情况下，真空开关静触头和动触头的合闸压力保持在200N-1000N之间。本发明专利技术真空开关同时具有真空接触器与真空断路器的功能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种配电网中大型装置的启动控制设备的真空开关。
技术介绍
随着输电线路电压等级的不断提高和电网智能化的发展，电网对电力设备的安全性、可靠性、稳定性和智能性要求越来越高。在配电系统中要求开关设备具有监测、交互调控等作用，以适应不同负载的参数变化。大型电力拖动设备如主排水泵、压风机、电弧炉变压器等在工业上应用广泛，其启动控制设备-高压综合起动柜的特点是启动频繁、功率较大，起动柜的好坏直接影响其其正常运转及故障状态下的可靠保护。因此，对起动柜的主要要求有两点一是必须有频繁的起动能力；二是故障状态下必须有足够大的分断短路电流的能力。 真空开关用于电力系统主要有几种形式真空断路器、真空接触器、真空负荷开关、接地开关，其基本结构相同，由真空灭弧室、分合闸传动机构及控制设备组成。但因为各自的用途不同，在分合闸机构的功、控制策略、真空灭弧室触头材料和结构、开距等方面要求会有所不同。真空接触器的分断能力弱，无法完成大电流短路分断要求。而在大电流分断的选择上，比较好的是真空断路器，但是真空断路器因其本身结构和触头材料的限制，无法实现频繁启停的要求。在频繁启停工作状态下，会出现分合闸机构故障，所以在这种需要故障保护的系统中目前只能采用真空接触器与真空断路器或者熔断器配合使用来解决这一问题。目前这类电气设备可以满足使用要求，但须用两台起动控制设备，还有占地面积大，初期投资大，故障点多等不利因素。随着电网等级提升和电网智能化发展，瞬态电磁过程对电力设备和电网稳定性的破坏性越来越强，物理分离的设备要解决这一问题是十分困难的。鉴于上述情况，人们一直在对大型电力设备的启动控制技术寻找解决途径。中国技术专利95237622. 9《双功能高压交流真空开关》提出过一台真空开关实现接触器和断路器功能。该专利采用一套电磁控制传动机构，包括合闸线圈、保持线圈、合闸弹簧、分闸弹簧、撞头、传动轴等。可以应用于IOkV高压系统、分断电流可以达到16-40kA。该专利提出的传动系统结构较为复杂，未提出该开关的使用寿命。专利提出的真空开关对于实现接触器和断路器功能都采用同样的机构，其机械传动装置的寿命会受到影响，对于频繁操作的场合，应用受到限制。该专利提出的分断16kA-40kA电流的真空开关没有给出具体结构的差别，实际中随着电流的升高其产生的电磁场和电磁力会大幅度升高，它对于装置的稳定性和可靠性、真空管中的触头的材料都会提出新的要求，这也是大电流下真空开关开断电流的难题，该专利中未曾涉及。中国专利90106720. 2《高压真空复合功能开关》采用电磁机构实现额定电压10kV、额定电流630A、短路开断电流16kA以下真空开关的接触器和断路器复合功能，并且真空开关在小开距工作条件下工作的寿命大于100万次。但对于更高电压等级和更大开断电流的情况下复合功能的真空开关如何实现未曾提及。这两个专利都采用电磁机构作为分合闸的主要动力来源，这就限制了它们在进行分合闸工作时的精度、控制范围和稳定性，随着电网智能化和自动化的发展这些参数将是未来电力设备必须具有的特征。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是克服现有技术存在的问题，提供一种真空开关，既能根据需求工作在频繁操作的接触器状态，又能在电力系统线路出现故障时实现真空断路器功能，实现较大电流的开断，提高工作的安全性、稳定性和准确度。为了实现上述目的，本专利技术提出了一种具有功能选择性的真空开关，本专利技术真空开关由真空灭弧室、传动拉杆、机械传动装置、检测装置、支撑固定系统、接触器控制开关及控制器组成。真空灭弧室用于分断和导通电流，实现开关功能。真空灭弧室的动触头与机械传动装置机械连接，支撑固定系统分别连接真空灭弧室的静触头和动触头，将真空灭弧室与机械传动装置连接固定，保持其工作时开关整体的稳定性。机械传动装置的功能是改变真空灭弧室动触头的位置。一般机械传动装置在下方，真空灭弧室在上方。真空灭弧室和 机械传动装置之间保持电气安全距离。为实现本开关功能，机械传动装置内部装有具有双开距的机械传动机构，可以采用永磁传动机构，也可以采用两路电磁传动机构，或者电磁与永磁配合。传动拉杆和机械传动装置内装有的双开距机械传动机构连接，以驱动真空开关的闭合和开断。检测装置用于测量通过真空灭弧室的电流信号，并将它传递给控制器。控制器和检测装置连接。控制器接收检测装置的信号，做出判断，控制机械传动装置的动作。接触器控制开关用于控制真空开关在接触器工作形式时真空开关的分合动作，通常使用电气触点开关。控制器和检测装置通过电路或其它信号传输形式连接，接触器控制开关通过电路与控制器连接。接触器控制开关、控制器和检测装置都通过支撑固定系统稳定安装在机械传动装置外壳或者支撑固定系统上。所述的真空开关在所处的电力线路正常工作时实现接触器的功能，在所处电力线路主回路发生故障，出现电流过载情况时，所述的真空开关实现断路器功能。本专利技术真空开关通过控制器设定参数，实现对于不同幅值电流的不同形式分断，保证开关工作的可靠性和功能性。本专利技术提出的真空开关将接触器与断路器的功能集于一身，大幅度的减小了空间体积，有效的降低了空间分布电路参数对电网稳定性的影响。真空开关所处电力线路正常工作条件下，动、静触头工作于小开距、低分闸速度的真空接触器状态，与目前一般的接触器操作和功能相同。当真空开关所处电力线路主回路出现短路电流，主回路母线及其周围的电磁环境发生变化，本专利技术可以通过检测装置检测到这一变化信号，通过测量获得此信号，将信号传输给控制器，控制器根据设定程序及收到的信号决定输出给开关机械传动装置的指令，机械传动装置接收到该指令后，执行指令要求的分合闸动作，使真空灭弧室内的触头位置发生物理位移，在20ms内截断短路电流，保护设备安全，实现断路器功能。本专利技术提出的支撑固定系统是实现大电流开断的重要一环。所述的支撑固定系统由支撑支柱、上、下导电端子固定排和其它连接件等组成，其主要用途是保证真空灭弧室与机械传动装置牢固连接，在通过大电流时抵抗电磁作用力，保持真空灭弧室的稳定。支撑支柱与机械传动装置本体上方连接固定，通过上、下导电端子固定排分别与真空灭弧室的静触头和动触头连接固定，上、下导电端子固定排与支撑支柱连接固定，使真空灭弧室与机械传动装置固定。上、下导电端子固定排与支撑支柱垂直，与真空灭弧室上端面及下端面平行。本专利技术中真空灭弧室由外壳、波纹管、屏蔽罩、动触头、静触头、动触头连接导杆、静触头连接导杆组成。真空灭弧室的动触头连接导杆与支撑固定系统的下导电端子固定排及传动拉杆连接固定；静触头连接导杆与上导电端子固定排连接固定。真空灭弧室的最大开距以真空断路器灭弧室的最大开距为准。屏蔽罩固定在外壳内部，与外壳有一定距离；动、静触头在屏蔽罩内部，保持一定距离，通过动、静触头连接导杆与外壳下、上端面固定，波纹管将动触头和外壳连接。安装时真空灭弧室的动触头端与机械传动装置连接，在下端。两端都由支撑固定系统连接固定，与机械传动装置构成整体。本专利技术中检测装置与控制器是实现功能选择性的关键。检测装置主要用于检测母线电流的变化，并将变化信号传递给控制器。母线电流变化会引起附近空间电磁场的变化，检测装置可以采用磁场感应方式测量母线电流的变化，如霍尔传感器、电流互感器、电磁铁等；也可采用直接电本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种具有功能选择性的真空开关，其特征在于，所述的真空开关由真空灭弧室（4）、机械传动装置（8）、传动拉杆（7）、检测装置（2）、支撑固定系统（6）、接触器控制开关（9）及控制器（1）组成；所述的真空灭弧室（4）的动触头（5）通过传动拉杆（7）与机械传动装置（8）内的机械传动机构（10）连接，支撑固定系统（6）分别连接真空灭弧室（4）的静触头（3）和动触头（5），将真空灭弧室（4）固定在机械传动装置（8）上，真空灭弧室（4）和机械传动装置（8）之间保持电气安全距离；控制器（1）和检测装置（2）连接，接触器控制开关（9）与控制器（1）连接，接触器控制开关（9）用于控制真空开关在接触器工作形式时真空开关的分合动作；控制器（1）、接触器控制开关（9）和检测装置（2）通过支撑固定系统（6）固定在机械传动装置（8）的外壳或者直接安装在支撑固定系统（6）上；所述的真空开关在所处的电力线路正常，无故障时实现接触器的功能，在真空开关所处的供电主回路出现故障，电流过载情况时，所述的真空开关实现断路器功能。
【技术特征摘要】
1.一种具有功能选择性的真空开关，其特征在于，所述的真空开关由真空灭弧室(4)、机械传动装置(8)、传动拉杆(7)、检测装置(2)、支撑固定系统(6)、接触器控制开关(9)及控制器(I)组成；所述的真空灭弧室(4)的动触头(5)通过传动拉杆(7)与机械传动装置(8)内的机械传动机构(10)连接，支撑固定系统(6)分别连接真空灭弧室(4)的静触头(3)和动触头(5)，将真空灭弧室(4)固定在机械传动装置(8)上，真空灭弧室(4)和机械传动装置(8 )之间保持电气安全距离；控制器(I)和检测装置(2 )连接，接触器控制开关(9 )与控制器(I)连接，接触器控制开关(9)用于控制真空开关在接触器工作形式时真空开关的分合动作；控制器(I)、接触器控制开关(9)和检测装置(2)通过支撑固定系统(6)固定在机械传动装置(8)的外壳或者直接安装在支撑固定系统(6)上；所述的真空开关在所处的电力线路正常，无故障时实现接触器的功能，在真空开关所处的供电主回路出现故障，电流过载情况时，所述的真空开关实现断路器功能。2.如权利要求I所述的真空开关，其特征在于，所述的检测装置(2)测量所述的真空灭弧室(4)工作时通过的电流信号，传送至控制器(I )，控制器(I)根据接收到的信号向机械传动装置...
【专利技术属性】
技术研发人员：高赟，徐航，严萍，王珏，熊楠，李世清，
申请(专利权)人：无锡市新一代电力电器有限公司，中国科学院电工研究所，无锡惠科电工高新技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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