CN118866601A - 一种适用于低温环境的直流转换开关开断装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种适用于低温环境的直流转换开关开断装置，其绝缘支撑柱和灭弧室共同围成与灭弧室的六氟化硫气室相连接的密封腔室，所述绝缘支撑柱的中空复合套管内在底部位置处安装有加热元件，加热元件用以加热套管内的气体，以在加热后形成的热气流上升至灭弧室处后，对灭弧室内的六氟化硫气体进行加热，断路器还配置有温控器，温控器和加热元件相连，在温度低于设定值时，温控器控制加热元件启动发热。本发明在绝缘支撑柱的套管内设置加热元件，加热元件启动发热能够将套管内的气体加热，加热后的气体沿套管上升到灭弧室处，从而能够对灭弧室内的六氟化硫加热。
Description
技术领域
本发明涉及直流开断装置技术领域，尤其涉及一种适用于低温环境的直流转换开关开断装置。
背景技术
SF6气体因其优秀的绝缘开断性能，自20世纪60年代开始作为绝缘和灭弧介质被广泛的使用在气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)、气体断路器(GCB)、气体绝缘变压器、气体输电管线(GIL)以及直流转换开关中。但是，SF6气体也有其不足之处，即其液化温度比较高，当环境温度降至-35℃以下时，产品会出现低温报警甚至闭锁现象。而随着直流输电工程的快速发展，电网铺设地域范围越来越广，诸如我国东北、新疆、内蒙古等地区冬季环境气温低至-35℃～-40℃，这样的环境中，敞开柱式的六氟化硫断路器的适侯性就面临极大的挑战。
针对上述的问题，现有技术中有采用其他绝缘气体如氮气或氮气与六氟化硫的混合气体来代替六氟化硫使用的，有采用降低气体压力的方式，但是这些方式都对产品的灭弧能力造成极大的影响，另外还有在断路器灭弧室外侧安装加热装置的方式，但是这种方式中，加热元件往往接弱电，而灭弧室通流高压电，这样还需进行绝缘隔离，导致灭弧室结构十分复杂，可靠性也很难得到保证；此外，对于外置加热的方式，由于保温结构设置困难，加热效果往往有限，无法确保六氟化硫在超低温下不被液化。因此，现有技术中解决上述问题的多种方式都存在相应的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于低温环境的直流转换开关开断装置，以解决现有技术中针对六氟化硫断路器的适侯性问题所提出的解决方案影响断路器灭弧能力或影响断路器可靠性的问题。
本发明的适用于低温环境的直流转换开关开断装置，包括绝缘支撑柱，绝缘支撑柱的上端安装有灭弧室，绝缘支撑柱和灭弧室共同围成与灭弧室的六氟化硫气室相连接的密封腔室，所述绝缘支撑柱的套管内在底部位置处安装有加热元件，加热元件用以加热套管内的气体，以在加热后形成的热气流上升至灭弧室处后，对灭弧室内的六氟化硫气体进行加热，断路器还配置有温控器，温控器和加热元件相连，在温度低于设定值时，温控器控制加热元件启动发热。
本发明对现有的适用于低温环境的直流转换开关开断装置进行改进，在绝缘支撑柱的套管内底部位置设置加热元件，如此在环境温度低于设定值时，加热元件启动发热能够将套管内的气体加热，加热后的热气体沿套管上升到灭弧室处，从而能够对灭弧室内的六氟化硫加热。本发明的这种加热方式其本质是通过密封腔室内的气体传热对六氟化硫进行加热，这样加热较为均匀，气体基于热循环效应流动也不会产生热量聚集，加热元件自身处于密封腔室内，其启动加热产生的热量也不会直接向外散失，产品保温效果好，对六氟化硫的加热效果好；而且加热元件布置在套管内的底部位置，为地电位，与高压通流距离较远，无需做其他的隔离措施，安装方便，安全可靠，同时使热气流形成了较大的上升空间，能够增大热气流上升至套管顶部处的速度，进而更好的促进冷热气体循环，提升对六氟化硫的加热效果。
进一步的，所述加热元件环绕套管内的传动拉杆布置。这样加热装置大致与套管同轴，不会影响传动拉杆的动作，同时能够更加均匀的对套管内腔中的气体加热。
进一步的，所述加热元件呈筒状布置。这样能够在一定程度上引导热气流的上升路径，有利于冷热循环。
进一步的，所述加热元件包括传热外壳以及装于传热外壳内的发热元件，传热外壳为管状且下端固定在中空套管的底部端座上。这样能够通过形状规则的传热外壳向套管内腔中的气体传递热量，传热更加均匀。
进一步的，绝缘支撑柱的底部配置有操动控制箱，加热元件的引线从套管的底部端座密封穿出并连接至操动控制箱内。这样布置使加热元件与控制供电路线尽可能的短，降低成本。
进一步的，所述温控器安装于操动控制箱内。这样能够对温控器形成防护，而且也可利用现有操动控制箱内的凝露温度控制器，减少对现有设备的改造，降低成本。
进一步的，所述适用于低温环境的直流转换开关开断装置为包括左右对置的两个灭弧室的双断口断路器，绝缘支撑柱的套管以及传动箱和灭弧室共同围成所述密封腔室，套管内的热气流经传动箱的内腔流动到灭弧室处。
附图说明
图1为本发明的适用于低温环境的直流转换开关开断装置的实施例1的结构示意图；
图2为图1中显示加热元件处的放大图。
图中：10、套管；11、三联箱；12、传动拉杆；2、灭弧室；3、加热元件；30、传热外壳；31、加热带；4、操动控制箱。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
本发明的适用于低温环境的直流转换开关开断装置的实施例1：
如图1-2所示，本实施例的适用于低温环境的直流转换开关开断装置以绝缘支撑柱的上端通过三联箱11左右对置安装有两个灭弧室2的双断口柱式断路器为例进行说明，当然在其他实施例中本发明的适用于低温环境的直流转换开关开断装置也可以为在绝缘支撑柱的上端竖直固定单个六氟化硫断路器的单断口柱式断路器。
公知的柱式六氟化硫断路器的绝缘支撑柱与灭弧室2密封安装，且两者围成了密封腔室。本实施例中由于是以双断口断路器为例进行的说明，绝缘支撑柱包括套管10以及固定安装在套管10上端的三联箱11。绝缘支撑柱的套管10和三联箱11形成的连通内腔共同形成密封腔室，灭弧室2的端部构成该连通内腔的部分腔壁。
绝缘支撑柱套管10的内腔中的底部位置安装有加热元件3，绝缘支撑柱底部设置的操动控制箱4内配置有温控器，该温控器可以为现有断路器中配置的凝露温度控制器，也可以为单独配置的温度控制器。加热元件3的引线从绝缘支撑柱的底部密封穿出，温控器和加热元件3相连，加热元件3的供电由操动控制箱4的外接电源提供，如此，在温度低于设定值即六氟化硫存在液化可能的温度时，温控器控制加热元件3启动发热，加热元件3产生的热量能够对套管10内的气体进行加热，在热循环效应下，热气体上升，冷气体下降，密封腔室内形成较为稳定的热循环，热气体沿着套管10的内腔上升到三联箱11的内腔，三联箱11的内腔中充满热气体，这样就能够对灭弧室2中的六氟化硫进行加热。
这种对于灭弧室2内的六氟化硫进行加热的方式，将加热元件3布置在套管10的底部且通过底部引线连接至温控器，使得高低压部件隔离较远，安全可靠；而且加热元件3处于密封腔室内，其散发的热量不会向外部环境散失，保温效果较好，加热形成的热气流从底部向上流动至三联箱11内腔中后具有较大的流动速度，基于一定的流动速度，在三联箱11内壁面的引导作用下，热气流能够更好向左右两侧分流并与灭弧室2接触。而且这种采用气体传热升温的方式使灭弧室2气室内的升温较为均匀，基于热循环效应也便于保持处于绝缘支撑柱上端的灭弧室2处于热气氛围中。
本实施例是以双断口断路器为例，当然在单断口的柱上断路器的实施例中，灭弧室直接与套管的上端对接。本实施例中，包括传热外壳30以及装于传热外壳30内的加热带31，传热外壳30为管状且下端固定在中空套管的底部端座上，加热带31的引线从管状传热外壳30的下端穿过底部端座引出套管10，传动拉杆12从管状传热外壳30的内孔中穿过，且与传热外壳30相间隔。这样的形式能够使加热元件3向套管10内传热均匀，而且能够在一定程度上引导热气流的上升路径，有利于冷热循环。
通过以上的介绍可知，本发明的断路器的加热元件安装于产品内部，保温效果好，散发的热量能够更多的用于对六氟化硫加热，加热能力强，热效率较高，适用于敞开的柱式断路器，提高断路器的适侯性，可式断路器应用于低温高寒地区，而且整体结构简单，安全可靠。
当然本发明并不仅限于上文介绍的实施例，在其他实施例中，加热元件也可采用电加热管或电加热片，电加热管可装在套管与传动拉杆的内腔环空中，且环绕传动拉杆布置有多根，电加热片可为弧形片，贴装在套管的内壁面；或者加热元件可以为螺旋状的发热电阻，传动拉杆从发热电阻内孔中穿过。
在其他实施例中，与上文介绍的实施例1不同的是，温控器可以安装在套管内，根据套管内的温度来作为启停加热元件的判断标准，温控器的引线也从中空套管的底部端座引出至操动控制箱。
在其他实施例中，与上文介绍的实施例1不同的是，加热元件可以为长条形，长条形加热元件沿中空套管的内壁固定。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。
Claims (7)
1.一种适用于低温环境的直流转换开关开断装置，包括绝缘支撑柱，绝缘支撑柱的上端安装有灭弧室(2)，绝缘支撑柱和灭弧室(2)共同围成与灭弧室(2)的六氟化硫气室相连接的密封腔室，其特征是，所述绝缘支撑柱的中空套管(10)内在底部位置处安装有加热元件(3)，加热元件(3)用以加热套管(10)内的气体，以在加热后形成的热气流上升至灭弧室(2)处后，对灭弧室(2)内的六氟化硫气体进行加热，断路器还配置有温控器，温控器和加热元件(3)相连，在温度低于设定值时，温控器控制加热元件(3)启动发热。
2.根据权利要求1所述的适用于低温环境的直流转换开关开断装置，其特征是，所述加热元件(3)环绕套管(10)内的传动拉杆(12)布置。
3.根据权利要求2所述的适用于低温环境的直流转换开关开断装置，其特征是，所述加热元件(3)呈筒状布置。
4.根据权利要求3所述的适用于低温环境的直流转换开关开断装置，其特征是，所述加热元件(3)包括传热外壳(30)以及装于传热外壳(30)内的加热带(31)，传热外壳(30)为管状且下端固定在套管的底部端座上。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的适用于低温环境的直流转换开关开断装置，其特征是，绝缘支撑柱的底部配置有操动控制箱(4)，加热元件(3)的引线从套管(10)的底部端座密封穿出并连接至操动控制箱(4)内。
6.根据权利要求5所述的适用于低温环境的直流转换开关开断装置，其特征是，所述温控器安装于操动控制箱(4)内。
7.根据权利要求1-4任意一项所述的适用于低温环境的直流转换开关开断装置，其特征是，所述适用于低温环境的直流转换开关开断装置为包括左右对置的两个灭弧室(2)的双断口断路器，绝缘支撑柱的套管(10)以及传动箱和灭弧室(2)共同围成所述密封腔室，套管(10)内的热气流经传动箱的内腔流动到灭弧室(2)处。
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Cited By (1)
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| CN119178910A (zh) * | 2024-11-26 | 2024-12-24 | 江苏安靠智电股份有限公司 | 一种用于gis/gil绝缘试验的智能化切换装置 |
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2023
- 2023-08-04 CN CN202310979082.8A patent/CN118866601A/zh active Pending
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