[发明专利]高压电流断续器与用于高压电流断续器的致动器系统

说明书

技术领域

本发明涉及高压电流断续器及其致动器。

背景技术

在高电压系统中，非常重要的是，通过输电线的电流能够在线路 故障的情况下被中断，这是为了保护系统设备和系统用户不受故障电 流引起的损坏。因此提供断路器以便允许故障电流的中断。在直流 (DC)系统中，输电线的电感只会限制初始瞬态阶段的电流，而且 输电线的稳态阻抗因此是低的。为了防止故障电流增长到超过可接受 的水平，DC断路器通常与大的电抗器串联连接。为了保持系统的稳 定性并避免对系统的损坏，希望DC断路器的断路时间是短的。

机械DC断路器的断路时间很大程度上取决于机械断续器的打开 时间。因此，希望机械断路器具有高打开速度。

发明内容

本发明涉及的问题是如何获得快速和稳固的高压断路器。

这个问题是通过使得电流断续器致动的致动器系统解决的，该电 流断续器具有固定触头和可动触头。该致动器系统包括传动链路，用 于将力传递到电流断续器的可动触头，该传动链路具有机械可连接到 电流断续器的可动触头的第一端，以及背朝可动触头的第二端。致动 器系统还包括阻尼系统，其包括减震块。减震块被定位为沿着传动链 路的平移运动的延伸线，位于从电流断续器看过去的传动链路的较远 侧，从而在电流断续器的打开操作时，传动链路的第二端将与减震块 碰撞。

通过致动器系统实现了接触行程小的电流断续器也可以提供非 常快速的电流中断，这是因为即使当传动链路的移动速度高时，传动 链路可在非常短的距离上被带入停止状态。减震块的质量例如可以被 选择为处于传动链路质量和可动触头质量之和的50-150％的范围内， 从而行进部件的大部分冲量在碰撞中将传递至减震块。

在一个实施例中，传动链路包括减震弹簧，其被布置为在阻尼作 用中减轻可动触头受到的震动。减震弹簧被布置为在传动链路的平移 运动方向上向传动链路提供弹性。该行进部件的质量，包括可动触头 的质量和传动链路的质量，将形成由减震弹簧分开的两个不同部分， 所述质量块在此被称为较近的质量块(其较靠近固定触头)和较远的 质量块(其较远离固定触头)。所述两个质量块，尽管是链接在一起 的，将经历不同的加速/减速。

通过在传动链路中提供减震弹簧，由于高速碰撞引起的致动器系 统损坏的危险将被大幅降低。

减震弹簧可以例如布置在传动链路的第一端和驱动杆之间，该驱 动杆被布置在减震弹簧和衔铁之间。通过在靠近可动触头的位置提供 减震弹簧，如果力传递系统在传动链路的所述第二端上施加力，比起 如果弹簧位于离可动触头更远的位置，更大部分的移动块在打开动作 中将最初经受传动链路上的力。对于打开动作开始时生成的力最大的 力提供系统，例如基于汤姆逊线圈的力提供系统，这通常是有利的。

在一个实施例中，致动器系统包括接触弹簧，其被设置为当电流 断续器处于闭合位置时被压缩了预定距离，因此弹簧力朝向固定触头 被施加在可动触头上。当电流断续器的接触表面磨损时，这种接触弹 簧还可以确保良好的电流接触。在具有接触弹簧和减震弹簧两者的致 动器系统中，接触弹簧可与减震弹簧共同定位。接触弹簧和减震弹簧 的这种共同定位的优点在于，传动链路将被分成仅两个连接块，并且 这两个连接块之间的任何碰撞将由减震弹簧减轻。

该减震弹簧的弹簧系数将明显大于接触弹簧的弹簧系数，并且通 常大十倍或更多。

减震弹簧的弹簧系数，k₄₀₀，能有利地满足如下关系：