[发明专利]一种基于均压环的输电等级双断口真空灭弧室

说明书

一种基于均压环的输电等级双断口真空灭弧室，包括动静触头端端盖、动静端屏蔽罩、动静导电杆、陶瓷外壳、动静触头、主屏蔽罩、波纹管、波纹管屏蔽罩、动静触头端弹簧组及其连接件、主屏蔽罩弹簧组、动静触头均压环、主屏蔽罩均压环、主屏蔽罩弹簧挡板。动静触头端弹簧组一端通过连接件连接固定于动静触头，一端连接均压环；主屏蔽罩弹簧组一端固定于主屏蔽罩内壁，一端连接主屏蔽罩均压环。真空灭弧室处于闭合状态时，三个均压环在动触头端弹簧组压力下接触。真空灭弧室分闸时，由于重力和弹力作用，动触头均压环和主屏蔽罩均压环整体与静触头均压环分离；主屏蔽罩弹簧挡板的阻碍，动触头均压环与主屏蔽罩均压环继而分离。该结构将真空灭弧室由单断口开断转化为动触头均压环与主屏蔽罩均压环和主屏蔽罩均压环与静触头均压环的双断口开断，提高了真空灭弧室开断能力，避免了单断口真空断路器开断时重燃的问题。

技术领域

本发明属于真空灭弧室领域，具体涉及一种基于均压环的输电等级双断口真空灭弧室。

背景技术

自20世纪20年代以来，真空断路器以其强大的开断能力、寿命期内免维护以及环境友好等优点，在中压配电领域逐步取代了油断路器和压缩空气断路器，并进一步取代了性能优越的SF₆断路器。然而，在72kV、126kV及以上电压等级的输电系统中，由于真空开关技术存在一些瓶颈技术问题，使得SF₆断路器仍然占据绝对主导地位。目前，全球每年使用的SF₆气体中的80％用于电力开关设备，而SF₆因非常强的温室气体效应被《京都议定书》列为限制使用的六种气体之一。寻求SF₆技术的代替技术成为电力开关装备未来发展必须解决的问题之一。过去30年来，寻找代替SF₆气体的研究工作一直没有停止，但由于作为开关绝缘和开断的气体介质要求十分苛刻，至今这项工作尚无理想结果。而与SF₆断路器相比，真空断路器电寿命更长，操作功率更低，弧后介质恢复特性更优异，并且环境友好性无可比拟，从而寻求高电压等级的真空断路器以代替SF₆断路器就成了开关技术发展中的必然选择和趋势。

真空断路器向输电等级发展主要采取两种技术路线：一种为发展高电压等级的单断口真空灭弧室；另一种为采用中压等级的双断口或多断口灭弧室进行串联。发展高电压等级的单断口灭弧室在技术上面临一系列巨大的挑战。提高真空间隙的绝缘击穿水平会遇到所谓的面积效应，即击穿电压在很大程度与触头结构以及触头表面状况有关，击穿电压U_b与触头开距d呈U_d＝And(a1)的非线性关系，即灭弧室内绝缘水平随触头开距的增大呈饱和趋势，无法简单的增加开距提高击穿电压。相比之下，双断口或多断口串联技术相对同等级单断口技术各断口具有更小的开距，但多断口真空断路器的开发亦将面临各断口同步分合闸控制技术、动态均压以及可靠性技术的挑战。针对上述问题，本发明在单个真空灭弧室中通过触头与主屏蔽罩处的结构优化，将单断口开断转化为在一个真空灭弧室内的双断口开断，提高灭弧室的开断性能，使真空灭弧室向小型化、紧凑化推进。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述问题，本发明提出一种基于均压环的输电等级双断口真空灭弧室，其主要特征在于包括动静触头端端盖、动静端屏蔽罩、动静导电杆、陶瓷外壳、动静触头、主屏蔽罩、波纹管、波纹管屏蔽罩、动静触头端弹簧组及其连接件、主屏蔽罩弹簧组、动静触头均压环、主屏蔽罩均压环、主屏蔽罩弹簧挡板，在输电等级商用真空灭弧室如：126kV真空灭弧室的触头和主屏蔽罩处安装弹簧组和均压环，将真空灭弧室转化为“双断口”真空灭弧室。

进一步，弹簧采用合金钢材质弹簧，每个弹簧组由四个呈对称圆周阵列的弹簧组成，每个弹簧线圈数为5，弹簧丝的直径为3mm，弹簧一端固定在弹簧连接件或主屏蔽罩内壁上，一端与均压环相连，弹簧组的可压缩特性和弹簧斥力弹开实现均压环的接触与分离。

进一步，弹簧连接件为铜铬合金中空环，中空环内径与动静触头直径相等，内壁紧贴固定在动静触头外侧，厚度为10-15mm，高度为3-5mm，连接件末端连接悬挂弹簧组。