專利名稱：水輪發(fā)電機電制動專用隔離開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型為電氣開關(guān)，屬于基本電氣元件類。
水輪發(fā)電機的電制動是近年來國際和國內(nèi)新發(fā)展起來的先進制動方法，可有不同構(gòu)成方式，目前較普遍采用定子三相直接短路方式，在進行制動時，需要用一臺電動或氣動隔離開關(guān)進行短路操作。這種短路操作是在發(fā)電機旋轉(zhuǎn)中、定子具有殘壓情況下進行的。由于殘壓可能高達300～400V，故隔離開關(guān)合閘或分閘時將要分、合幾百安培的電流。
目前國內(nèi)采用的電制動開關(guān)有兩種。一種采用普通隔離開關(guān)，這種開關(guān)符合國標GB1985－80的要求，但僅能分、合很小電流，例如十幾安培，不能經(jīng)常承受數(shù)百安培的電弧，因此長時間用于電制動工作會燒損動、靜觸頭。另一種是采用沈陽高壓開關(guān)廠新研制的GN23－20Z型隔離開關(guān)，這種開關(guān)可以分合較大電流，有一定滅弧能力，系采用多斷口并加滅弧柵原理構(gòu)成，因而開關(guān)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，造價昂貴，例如額定電壓20kV、額定電流8000A的隔離開關(guān)，普通型售價4500～5800元，而GN23－20Z型售價達37000元，比價相當6～8倍(見該廠1987年產(chǎn)品樣本)。
本實用新型的目的是在普通隔離開關(guān)上增加滅弧裝置。做到結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉。
本實用新型的特征是在隔離開關(guān)的動、靜觸頭上增加“引弧指”，并將靜觸頭上的“靜引弧指”做成分段變阻式以削弱電??；或者在引弧指分、合處設(shè)置噴咀，對電弧進行橫吹以消滅電弧，并由設(shè)在操作軸上的凸輪式接點通過控制回路以確定噴咀噴氣時間。
本實用新型提出的滅弧措施具體描述如下
一、在隔離開關(guān)的動、靜觸頭上增加“引弧指”，在動觸頭(閘刀)上的叫“動引弧指”，在靜觸頭上的叫“靜引弧指”，并將靜引弧指做成分段變阻式，原理圖見

圖1，圖中1——發(fā)電機，2——隔離開關(guān)閘刀(動觸頭)，3——靜引弧指，分a、b、c三段，段間串電阻R1R2，4——動引弧指。開關(guān)合閘時，動引弧指4最先接觸靜引弧指3的a段，此時回路中串入電阻R1＋R2，使回路電流受到限制，從而削弱電弧，動引弧指繼續(xù)滑動至靜引弧指的b段，回路電阻減至R2，繼續(xù)滑至c段時，外加電阻全部短路，隨后主觸頭在無弧情況下接通。開關(guān)斷開時和上述過程相反，電弧同樣受到抑制。引弧指可用耐磨導(dǎo)電材料制成，并做成可拆卸式，以便長時運行磨蝕后，可在大修中更換備件。靜引弧指做成分段式，各段之間用絕緣材料隔開一定間隙，使動引弧指滑過間隙時回路電流不致中斷。
二、在動、靜引弧指分、合處，每相設(shè)一個噴咀，固定在隔離開關(guān)靜觸頭上，從壓氣系統(tǒng)引來0.7MPa的壓縮空氣，當引弧指分、合產(chǎn)生電弧時，以壓縮空氣通過噴咀對電弧進行橫吹，使電弧迅速熄滅。噴咀噴氣時間由隔離開關(guān)操作轉(zhuǎn)軸上加裝的凸輪式接點通過控制回路控制之。由于水電站總具有0.7MPa的低壓氣系統(tǒng)，所以并不需要另外增加壓氣設(shè)備。
本實用新型的實施例可參看圖2，該圖是一臺額定電流為5000A的隔離開關(guān)一相的側(cè)視圖，開關(guān)處于引弧指即將接觸的中間狀態(tài)。因通過大電流所以采用雙層閘刀結(jié)構(gòu)。圖中1－動觸頭(閘刀)，2——靜觸頭，3——操作絕緣子，4——支持絕緣子，5——底座(以上是普通隔離開關(guān)的組成部件)，6——動引弧指(只裝在下層閘刀上)，7——靜引弧指(分段變阻式)，8——噴咀，經(jīng)銅管接氣系統(tǒng)，9——裝在操作軸上的凸輪式接點，該接點接入控制回路以控制噴咀8的噴氣時間。
由于各個發(fā)電機殘壓高低不同，上述二種滅弧措施可同時采用，或只用一種。
電制動的滅弧過程是在低壓狀態(tài)下進行的，所以由于迅速滅弧而產(chǎn)生的過電壓并不高，不會對電氣設(shè)備造成危害。
使用這種隔離開關(guān)時，應(yīng)使動觸頭(閘刀)接在發(fā)電機側(cè)，在發(fā)電機正常發(fā)電期間，該隔離開關(guān)處于斷開狀態(tài)，閘刀這一側(cè)承受高電壓。限流電阻和噴咀裝在靜觸頭側(cè)，即短路側(cè)，該側(cè)在任何時候均處于低電壓，不會承受高電壓。這是由電制動工作情況決定的發(fā)電機正常工作時短路隔離開關(guān)處于斷開狀態(tài)，僅一側(cè)承受高電壓。電制動開始時，發(fā)電機已不勵磁，但機組仍在旋轉(zhuǎn)中，母線只有殘壓，制動隔離開關(guān)合閘后，發(fā)電機再加勵磁，因此時三相母線已被開關(guān)短路，故此時仍是低壓狀態(tài)。也可以將隔離開關(guān)的靜觸頭接在發(fā)電機側(cè)而電阻和噴咀裝在閘刀上，但需采用可反復(fù)撓曲的高壓風管。制動隔離開關(guān)可以采用電動操作，也可采用氣動操作機構(gòu)，因水電站廠房內(nèi)總有低壓氣系統(tǒng)，故適于采用結(jié)構(gòu)簡單的氣動操作機構(gòu)的隔離開關(guān)。
按照本實用新型所提措施構(gòu)成的電制動專用隔離開關(guān)的優(yōu)點如下1、滅弧效果可靠。2、造價低(措施一估計成本不超過300元；措施二估計成本不超過700元)。3、結(jié)構(gòu)簡單，易于加工。
實現(xiàn)本實用新型的最好方式是在普通隔離開關(guān)基礎(chǔ)上進行改進，這樣可以基本不改變原來的生產(chǎn)流程、產(chǎn)品標準和工藝裝備等，僅補充少量另件就能做成電制動專用隔離開關(guān)。由于電制動持續(xù)時間一般不超過3～5分鐘，故這種隔離開關(guān)的額定電流可比普通隔離開關(guān)擴大1～2倍使用。
權(quán)利要求1.一種水輪發(fā)電機電制動專用隔離開關(guān)，由普通隔離開關(guān)和滅弧裝置組成，其特征是在普通隔離開關(guān)的動、靜觸頭上增加引弧指，并將靜觸頭上的靜引弧指做成分段變阻式；在引弧指分、合處設(shè)置噴咀，構(gòu)成橫吹滅弧。
2.按照權(quán)利要求1所述的開關(guān)，其特征在于操作軸上設(shè)有凸輪式接點，接點接入控制回路，以確定噴咀噴氣時間。
專利摘要本實用新型是一種電氣開關(guān)，屬于基本電氣元件類。這種水輪發(fā)電機電制動專用隔離開關(guān)，由普通隔離開關(guān)和滅弧裝置組成，其特征是在普通隔離開關(guān)的動、靜觸頭上增加引弧指，并將靜觸頭上的靜引弧指做成分段變阻式；在引弧指分、合處設(shè)置噴嘴，構(gòu)成橫吹滅弧。這種開關(guān)專用于水輪發(fā)電機電制動，作短路開關(guān)用，解決了普通隔離開關(guān)的滅弧問題，而和GN23-20Z開關(guān)比較，結(jié)構(gòu)較簡單、造價低廉。
文檔編號H01H33/04GK2110920SQ91226199
公開日1992年7月22日 申請日期1991年10月10日 優(yōu)先權(quán)日1991年10月10日
發(fā)明者袁淼, 趙鴻芬, 袁雨禾, 魏耀興 申請人:袁淼, 趙鴻芬, 袁雨禾, 魏耀興