专利名称：一种±1100kV 高压直流隔离开关的制作方法
技术领域：
本发明涉及高压隔离开关领域，尤其涉及一种±1100kV高压直流隔离开关。
背景技术：
国民经济的发展对电力需求不断增大，为了高效率的把电力资源丰富地区的电能输往全国各地，国家电网公司提出建设±IIOOkV高压直流输线路。建设±IlOOkV高压直流输线路就必须有± IlOOkv高压直流隔离开关。目前，高压 直流隔离开关在国际上电压等级最高作到±800kV，±1100kV高压直流隔离开关在世界上还没有生产过。由于电压等级高，空气绝缘距离大，决定产品的外型相对较大，在隔离开关的导电，动静触头结构，底座及传动系统设计，支柱绝缘子及操动机构的选用及生产加工等方技术有许多难题需要克服。
发明内容
本发明的目的在于解决上述现有技术中所存在的问题，提供一种±1100kV高压直流隔离开关，这种高压直流隔离开关能满足±1100kv直流输电应用，并且能够满足绝缘、通流能力、承受端子拉力及无线电干绕水平等关键技术参数及使用性能的使用要求。为了解决上述技术问题，本本发明的技术方案是:包括顶部带有静触头的两个静侧支柱绝缘子，以及设置在两静侧支柱绝缘子之间的中间支柱绝缘子；中间支柱绝缘子的内部中心位置处设置有一操作绝缘子，操作绝缘子的上端安装有导电闸刀；导电闸刀的两端设置有与静触头相配合的动触头；静侧支柱绝缘子安装在静侧底座上，中间支柱绝缘子安装在带有操动机构的中间底座上；导电闸刀、静触头和动触头共同构成水平双断口结构。上述两静侧支柱绝缘子及中间支柱绝缘子均为组合式支柱绝缘子，其中，每个组合式支柱绝缘子分别由分布在三角形三个顶点的三柱单独的支柱绝缘子以及若干三角连接框架组装成一体，且支柱绝缘子的顶端设置有三角形的绝缘子均压圈。上述绝缘子均压圈的每条边上均焊接有与支柱绝缘子顶部的三角连接框架固定连接的均压圈安装板。上述静触头包括与静侧支柱绝缘子固定连接的触头座；所述触头座的上方安装有使导电闸刀正确分合的导向板，导向板的上方设置有用于改善电场的静触头均压圈，导向板的后方安装有用于和母线相连接的接线端子；导向板的内侧安装有静触片。上述导电闸刀包括导电杆，导电杆的中部设置有使整个导电闸刀旋转与翻转的旋转翻转箱；所述旋转翻转箱的上方设置有用于改善旋转翻转箱上部电场的导电闸刀均压圈，下方设置有用于支撑整个导电闸刀且与操作绝缘子相连的支撑架；所述导电杆的两端侧面设置有与静触片相配合实现导通与分离的动触片；导电杆的端部还设置有用于改善导电杆端部电场的屏蔽球，屏蔽球通过安装板安装在导电杆的端部。上述导电杆为中间部分直径大于两端部分直径的铝合金管；所述动触头镶嵌在导电杆的端部。
上述支撑架包括上法兰、下法兰以及三个支撑板；所述上法兰与旋转翻转箱固定连接，下法兰与操作绝缘子固定连接，三个支撑板的一端固定在上、下法兰、之间，另一端与中间支柱绝缘子固定连接。上述静侧底座包括与静侧支柱绝缘子相对应的钢支柱以及连接钢支柱的连接板；所述钢支柱的顶端与静侧支柱绝缘子的底部固定连接。上述中间底座的结构与静侧底座相同，且中间还设置有与操作绝缘子相连的轴承座；操动机构安装在中间底座一侧的连接板上，且操动机构通过一个连杆机构与轴承座连接。上述连杆机构包括一端与操动机构输出端固定连接的垂直连杆，以及一端与轴承座相连的水平连杆；垂直连杆的顶部与转动拐臂的一端相连，转动拐臂与水平连杆相铰接。相对于现有技术，本发明具有以下有益效果:本发明直流隔离开关是一种三柱水平开启双断口结构，通过在中间支柱绝缘子的中心处设置操作绝缘子，并将导电闸刀安装在操作绝缘子上，使导电闸刀绕中间支柱绝缘子的中心旋转，实现了在导电闸刀两端进入到位于两端支柱上部的静触头内部为合闸，从两端静触头内部脱离并旋转成一定角度为分闸；本发明完全能够满足高压直流隔离开关的绝缘、流通能力、承受的端子拉力和无线电干扰的水平以及使用性能。进一步的，本发明的静侧支柱绝缘子以及中间支柱绝缘子均为组合式支柱绝缘子，由三柱独立的支柱绝缘子以及若干三角连接框架组装而成，其制造成本低，电气绝缘性能好，尤其是机械性能突出，顶端能够承受足够的拉力，几乎不发生形变；另外，绝缘子顶端的均压圈设计成三角形状，与支柱绝缘子的形状相吻合，既有效地改善了电场，也节省了空间以及原材料。 进一步的，本发明导电闸刀采用中间粗，两端细的铝合金管焊接在一起，使其在旋转时更加平稳；同时采用铝合金管作为导电杆的材料，减轻了导电闸刀的重量，增加了整个装置的稳定性以及准确性；另外，导电杆两端设置了屏蔽球，以防导电闸刀在分闸位置时端部产生过高的悬浮电压，在导电杆上方设置的均压圈改善了旋转翻转箱上部的电场，是整个装置在运行时更加稳定。进一步的，本发明导电杆两端的动触片采用镶嵌工艺镶嵌在导电杆的端部，在保证其同流性能好的同时，减轻了导电杆端部的重量；另外，本发明的导电闸刀安装在支撑架上，并且与支撑架的上法兰相连接，支撑架通过三个支撑板与中间支柱绝缘子相连接，将整个导电闸刀可靠地支撑在中间支柱绝缘子上。
图1为本发明的主视图；图2为本发明合闸状态的腑视图；图3为本发明分闸状态的腑视图；图4为本发明中间支柱绝缘子的立体结构示意图；图5-1为本发明静侧支柱绝缘子的主视图；均压圈；图5-2为本发明静侧支柱绝缘子的俯视图；图6-1为本发明绝缘子均压圈的结构示意图6-2为本发明绝缘子均压圈的俯视图；图7-1为本发明静触头的主视图；图7-2为本发明静触头的侧视图；图8为本发明导电闸刀的整体结构示意图；图9为本发明导电闸刀的侧视图；图10-1为本发明支撑架的主视图；图10-2为本发明支撑架的俯视图；图11为本发明屏蔽球的结构示意图；图12为本发明静侧底座的结构示意图；图13为本发明中间底座的结构示意具体实施例方式下面结合附图对本发明做进一步详细描述:参加图1，本发明包括顶部带有静触头I的两个静侧支柱绝缘子4，以及设置在两静侧支柱绝缘子之间的中间支柱绝缘子3 ;如图5-1和5-2所示,两静侧支柱绝缘子4及中间支柱绝缘子3均为组合式支柱绝缘子，其中，每个组合式支柱绝缘子分别由分布在三角形三个顶点的三柱单独的支柱绝缘子41以及若干三角连接框架42组装成一体，且支柱绝缘子41的顶端设置有三角形的绝缘子均压圈7，如图6-1和6-2所示，绝缘子均压圈7的每条边上均焊接有与支柱绝缘子4顶部的三角连接框架42固定连接的均压圈安装板71。如图4所示，中间支柱绝缘子3的内部中心位置处设置有一操作绝缘子31，操作绝缘子31的上端安装有导电闸刀2 ;导电闸刀2的两端设置有与静触头I相配合的动触头；静侧支柱绝缘子安装在静侧底座5上,如图12所示,静侧底座5包括与静侧支柱绝缘子4相对应的钢支柱8以及连接钢支柱8的连接板9 ;所述钢支柱8的顶端与静侧支柱绝缘子4的底部固定连接；中间支柱绝缘子3安装在带有操动机构62的中间底座6上，如图13所示，中间底座6的结构与静侧底座相同，且中间还设置有与操作绝缘子相连的轴承座61 ;操动机构62安装在中间底座6 —侧的连接板上，且操动机构62通过一个连杆机构与轴承座61连接，该连杆机构包括一端与操动机构62输出端固定连接的垂直连杆63,以及一端与轴承座相连的水平连杆64 ;垂直连杆63的顶部与转动拐臂65的一端相连，转动拐臂65与水平连杆64相铰接，操动机构输出的转动扭矩通过转动拐臂转换成水平连杆的水平运动从而带动轴承座的转动；导电闸刀 2、静触头I和动触头共同构成水平双断口结构。如图7-1和7-2所示,上述的静触头I包括与静侧支柱绝缘子固定连接的触头座
11;所述触头座11的上方安装有使导电闸刀正确分合的导向板12,导向板12的上方设置有用于改善电场的静触头均压圈13，导向板12的后方安装有用于和母线相连接的接线端子14 ;导向板12的内侧安装有静触片15。如图8和9所示，导电闸刀2包括导电杆21，导电杆21的中部设置有使整个导电闸刀旋转与翻转的旋转翻转箱22，导电杆21为中间部分直径大于两端部分直径的铝合金管；所述动触头镶嵌在导电杆21的端部。所述旋转翻转箱22的上方设置有用于改善旋转翻转箱上部电场的导电闸刀均压圈23，下方设置有用于支撑整个导电闸刀且与操作绝缘子31相连的支撑架24，如图10-1和10-2所示，支撑架24包括上法兰241、下法兰242以及三个支撑板243 ;所述上法兰241与旋转翻转箱固定连接，下法兰242与操作绝缘子固定连接，三个支撑板243的一端固定在上、下法兰241、242之间，另一端与中间支柱绝缘子3固定连接；所述导电杆21的两端侧面设置有与静触片相配合实现导通与分离的动触片25 ;导电杆21的端部还设置有用于改善导电杆端部电场的屏蔽球26，如图11所示，屏蔽球26通过安装板261安装在导电杆的端部。本发明的工作过程是这样实现的:隔离开关合闸:操动机构的输出端作顺时钟转动，通过垂直连杆及水平连杆带动操作绝缘子也作顺时钟旋转，操作绝缘子带动顶端和它相连接的支撑架中的下法兰及上法兰转动，上法兰带动和它相连接的旋转翻转箱及导电闸刀旋转，到达如图2所示的状态时，合闸过程完成，线路导通。隔离开关分闸:分闸过程与合闸过程正好相反，在导电闸刀运动到如图3所示位置时分闸过程完成，线路断开。本发明与以前的高压交直流隔离开相比，±1100kV高压直流隔离开关在国内国际电压等级及相关技术参数最高，绝缘强度及产品外形最大，运行时承受的机械强度较高，所以在设计及加制作加工时难度较大。本发明的技术参数如下:
权利要求
1.一种± IlOOkV高压直流隔离开关，其特征在于:包括顶部带有静触头(I)的两个静侧支柱绝缘子(4)，以及设置在两静侧支柱绝缘子(4)之间的中间支柱绝缘子(3);中间支柱绝缘子(3)的内部中心位置处设置有一操作绝缘子(31)，操作绝缘子(31)的上端安装有导电闸刀(2);导电闸刀(2)的两端设置有与静触头(I)相配合的动触头；静侧支柱绝缘子安装在静侧底座(5 )上，中间支柱绝缘子(3 )安装在带有操动机构(62 )的中间底座(6 )上；导电闸刀(2 )、静触头(I)和动触头共同构成水平双断口结构。
2.根据权利要求1所述的±I IOOkV高压直流隔离开关，其特征在于:所述两静侧支柱绝缘子(4)及中间支柱绝缘子(3)均为组合式支柱绝缘子，其中，每个组合式支柱绝缘子分别由分布在三角形三个顶点的三柱单独的支柱绝缘子(41)以及若干三角连接框架(42)组装成一体，且支柱绝缘子(41)的顶端设置有三角形的绝缘子均压圈(7)。
3.根据权利要求2所述的 ±1100kV高压直流隔离开关，其特征在于:所述绝缘子均压圈(7)的每条边上均焊接有与支柱绝缘子(4)顶部的三角连接框架(42)固定连接的均压圈安装板(71)。
4.根据权利要求1所述的±1100kV高压直流隔离开关，其特征在于:所述静触头(I)包括与静侧支柱绝缘子固定连接的触头座(11);所述触头座(11)的上方安装有使导电闸刀正确分合的导向板(12)，导向板(12)的上方设置有用于改善电场的静触头均压圈(13)，导向板(12)的后方安装有用于和母线相连接的接线端子(14);导向板(12)的内侧安装有静触片(15)。
5.根据权利要求1或4所述的±IlOOkV高压直流隔离开关，其特征在于:所述导电闸刀(2 )包括导电杆(21)，导电杆(21)的中部设置有使整个导电闸刀旋转与翻转的旋转翻转箱(22);所述旋转翻转箱(22)的上方设置有用于改善旋转翻转箱上部电场的导电闸刀均压圈(23)，下方设置有用于支撑整个导电闸刀且与操作绝缘子(31)相连的支撑架(24)；所述导电杆(21)的两端侧面设置有与静触片相配合实现导通与分离的动触片(25);导电杆(21)的端部还设置有用于改善导电杆端部电场的屏蔽球(26)，屏蔽球(26)通过安装板(261)安装在导电杆的端部。
6.根据权利要求5所述的±1100kV高压直流隔离开关，其特征在于:所述导电杆(21)为中间部分直径大于两端部分直径的铝合金管；所述动触头镶嵌在导电杆(21)的端部。
7.根据权利要求5所述的±1100kV高压直流隔离开关，其特征在于:所述支撑架(24)包括上法兰(241)、下法兰(242)以及三个支撑板(243);所述上法兰(241)与旋转翻转箱固定连接，下法兰(242)与操作绝缘子固定连接，三个支撑板(243)的一端固定在上、下法兰(241、242 )之间，另一端与中间支柱绝缘子(3 )固定连接。
8.根据权利要求1所述的±IlOOkV高压直流隔离开关，其特征在于:所述静侧底座(5)包括与静侧支柱绝缘子(4)相对应的钢支柱(8)以及连接钢支柱(8)的连接板(9);所述钢支柱(8)的顶端与静侧支柱绝缘子(4)的底部固定连接。
9.根据权利要求1所述的±IlOOkV高压直流隔离开关，其特征在于:所述中间底座(6)的结构与静侧底座相同，且中间还设置有与操作绝缘子相连的轴承座(61);操动机构(62)安装在中间底座(6) —侧的连接板上，且操动机构(62)通过一个连杆机构与轴承座(61)连接。
10.根据权利要求9所述的±IlOOkV高压直流隔离开关，其特征在于:所述连杆机构包括一端与操动机构(62)输出端固定连接的垂直连杆(63),以及一端与轴承座相连的水平连杆(64);垂直连杆(63)的顶部与转动拐臂(65)的一端相连，转动拐臂(65)与水平连杆(64)相铰接 。
全文摘要
本发明公开了一种±1100kV高压直流隔离开关，包括顶部带有静触头的两个静侧支柱绝缘子，以及设置在两静侧支柱绝缘子之间的中间支柱绝缘子；中间支柱绝缘子的内部中心位置处设置有一操作绝缘子，操作绝缘子的上端安装有导电闸刀；导电闸刀的两端设置有与静触头相配合的动触头。本发明直流隔离开关是一种三柱水平开启双断口结构，将导电闸刀安装在操作绝缘子上，使导电闸刀绕中间支柱绝缘子的中心旋转，实现了在导电闸刀两端进入到位于两端支柱上部的静触头内部为合闸，从两端静触头内部脱离并旋转成一定角度为分闸；本发明完全能够满足高压直流隔离开关的绝缘、流通能力、承受的端子拉力和无线电干扰的水平以及使用性能。
文档编号H01H31/20GK103219190SQ201310121920
公开日2013年7月24日 申请日期2013年4月9日 优先权日2013年4月9日
发明者梁静林, 王宇驰, 康鹏, 司小伟, 杨国胜, 雷虎, 刘红利 申请人:中国西电电气股份有限公司