一种阻尼电阻装置及隔离开关

摘要

本发明提供了一种阻尼电阻装置及隔离开关，包括：支撑件、若干卡接件和多段电阻单元；其中，各段电阻单元沿轴向依次套设在支撑件上，并位于任意两段所述电阻单元之间；每段所述电阻单元包括：电阻件和套设在其外部的护套；每个所述卡接件的两端面均与相邻的两段所述电阻单元中的护套和电阻件相卡接。本发明中,通过支撑件固定电阻单元中的电阻件，通过卡接件卡接在相邻两段电阻件和护套的端面上，采用分段式的护套，使得每段护套不至于过长，有利于减小安装、运行操作过程中可能导致的护套变形现象，显著降低了阻尼电阻引发放电的概率。

说明书

技术领域

本发明涉及电力设备技术领域，具体而言，涉及一种阻尼电阻装置及隔离开关。

背景技术

气体绝缘全封闭组合电器(GIS)中高压隔离开关的运动速度缓慢、灭弧性能差，在分合闸过程中触头间隙易出现特快速暂态过电压(VFTO)，VFTO幅值大、频率高，容易破坏设备内部绝缘，影响到开关设备自身的可靠性。目前超高压、特高压系统中，常用于抑制高压隔离开关VFTO的方法主要是在隔离开关断口处并联阻尼电阻。现有的阻尼电阻中，护套上只有两端的部位固定在金属屏蔽罩中，护套和套接在电阻上的卡接件不接触，隔离开关分合闸操作时，阻尼电阻两端施加运行电压，卡接件和外部的护套之间产生电压差。卡接件与护套之间的距离极小，如果隔离开关操作的震动引起阻尼电阻外部的护套产生变形，导致护套偏心，护套与卡接件之间的距离进一步减小，极易引发电场畸变，导致放电故障，而引发放电故障，必须停电检修并更换阻尼电阻模块，严重了影响电网运行的可靠性。

发明内容

鉴于此，本发明提出了一种阻尼电阻装置及隔离开关，旨在解决现有气体绝缘金属封闭隔离开关用阻尼电阻容易引发放电故障的问题。

本发明提出了一种阻尼电阻装置，包括：支撑件、若干卡接件和多段电阻单元；其中，

各段所述电阻单元沿轴向依次套设在所述支撑件上，各所述卡接件套设于所述支撑件，并位于任意两段所述电阻单元之间；每段所述电阻单元包括：电阻件和套设在其外部的护套，每个所述卡接件的两端面均与相邻的两段所述电阻单元中的护套和电阻件相卡接。

进一步地，上述阻尼电阻装置中，所述卡接件包括：第一环状体，其中，

所述第一环状体套设于所述支撑件；所述第一环状体的两个端面上均开设有第一凹槽和第二凹槽，每个端面上的所述第一凹槽和所述第二凹槽均与所述第一环状体同轴设置；所述电阻件的端部嵌设于所述第一凹槽，相邻两个所述卡接件相对的所述第一凹槽卡设同一所述电阻件；所述护套的端部嵌设于所述第二凹槽，相邻两个所述卡接件相对的所述第二凹槽卡设同一所述护套。

进一步地，上述阻尼电阻装置中，所述第一环状体的两侧分别设有沿其轴向延伸的环状凸缘，所述环状凸缘的内径与所述第一环体的内径相等。

进一步地，上述阻尼电阻装置中，所述第一环状体的内环直径小于所述第一凹槽的内径，所述第一环状体的外环直径大于所述第二凹槽的直径。

进一步地，上述阻尼电阻装置中，所述第一凹槽与所述第二凹槽的深度相同。

进一步地，上述阻尼电阻装置中，所述卡接件还包括：第二环状体；其中，所述第二环状体连接于所述第一环状体的外部，且二者之间圆弧过渡。

进一步地，上述阻尼电阻装置中，所述第二环状体的的边缘呈弧状结构。

进一步地，上述阻尼电阻装置中，所述第二环状体的边缘呈椭圆弧。

进一步地，上述阻尼电阻装置中，所述支撑件上靠近两端的位置分别套设有一段所述电阻单元，所述电阻单元的段数比所述卡接件的个数多1。

进一步地，上述阻尼电阻装置中，处于所述支撑件两端的两段所述电阻单元用于分别与外部的第一屏蔽罩和第二屏蔽罩相连；

各所述卡接件中，处于两端的两个所述卡接件与对应的所述第一屏蔽罩和所述第二屏蔽罩之间具有预设距离。

本发明提供的阻尼电阻装置，支撑件固定电阻单元中的电阻件，通过卡接件卡接在相邻两段电阻件和护套的端面上，相对于现有技术中，卡接件与护套不接触，二者之间具有间隙的结构而言，一方面消除了卡接件与护套之间的小间隙结构，另一方面，由于卡接件的卡接，能保证电阻件和护套同轴设置，从而降低了由于隔离开关操作震动，导致的护套变形、偏心的概率，采用分段式的护套，使得每段护套不至于过长，有利于减小安装、运行操作过程中可能导致的护套变形现象，显著降低了阻尼电阻引发放电的概率。

本发明还提出了一种隔离开关，包括：第一屏蔽罩、第二屏蔽罩和上述任一项所述的阻尼电阻装置；其中，

所述阻尼电阻装置中处于两端的两段电阻单元分别与所述第一屏蔽罩和所述第二屏蔽罩相连接。

本发明的隔离开关，通过采用护套分段设置、卡接件卡接在任意两段电阻单元之间的阻尼电阻装置，由于该阻尼电阻引发放电的概率大大降低，从而提高了隔离开关的运行可靠性。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例提供的阻尼电阻装置的外部结构示意图；

图2为本发明实施例提供的阻尼电阻装置的又一结构示意图；

图3为本发明实施例提供的阻尼电阻装置中卡接件的轴向侧视图；

图4为本发明实施例中卡接件的轴向剖视图；

图5为本发明实施例中卡接件的又一轴向剖视图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

参阅图1和图2，本发明实施例的阻尼电阻装置包括：支撑件1、若干卡接件3和多段电阻单元2；其中，各段所述电阻单元2沿轴向依次套设于所述支撑件上，并位于任意两段所述电阻单元2之间；每段所述电阻单元2包括：电阻件21和套设在其外部的护套22；每个所述卡接件3的两端面均与相邻的两段所述电阻单元2中的护套22和电阻件21相卡接。

具体而言，支撑件1可以为柱状结构，其可以采用强度较高的绝缘复合材料制成。电阻件21可以为柱状陶瓷电阻，其中开设有孔道，用以与支撑件1相连；护套22为管状结构，其两端开口，套设在电阻件21外部。护套22的内径略大于电阻件21的外径，护套22选用绝缘复合材料制成，护套22套设在电阻件21外部，以对电阻件21起到保护作用。优选的，支撑件1、电阻件21和护套22同轴设置。处于支撑件1两端的两段电阻单元用于分别与外部的第一屏蔽罩和第二屏蔽罩相连。也就是说，处于支撑件1端部的其中一段护套22和电阻件21与第一屏蔽罩相连，另一段护套22和电阻件21与第二屏蔽罩相连。

护套22上开设有若干排气孔221，用以排出装置内部的空气，以便抽真空后向隔离开关内部充入SF

本实施例中，每段电阻单元2包含一个电阻件21和一段护套22，整个阻尼电阻装置中的护套22的段数和电阻件21的个数可以根据实际需要进行确定。由于电阻件21和护套的介电常数不同，本实施例中，每个电阻件21和对应的护套22之间有间隙，避免二者之间产生放电现象。

整个阻尼电阻装置中具有多个电阻件21和多段护套22，相邻两个电阻单元2沿支撑件1的轴向对接，也就是说相邻的两个电阻件21对接及对应的两个护套22对接。每个电阻单元2中的电阻件21和护套22的端面共面，以便于与卡接件3相卡接。

本实施例中，电阻单元分段的段数太少的话，每段电阻单元中的护套长度依然较长，在隔离开关使用过程中受到冲击力，易发生变形，最终导致放电现象；电阻单元分段的段数过多的话，每段电阻单元中的护套的长度较短，从而使得卡接件和外部屏蔽罩之间的距离较短，也易引发放电现象，本实施例中，所述支撑件上靠近两端的位置分别套设有一段所述电阻单元，所述电阻单元的段数比所述卡接件的个数多1。因此，优选的，电阻单元的段数可以优选为2、3或4，即将电阻和护套均分为2段、3段或4段。将护套22进行分段设置，使得每段护套的长度不至于过长，有利于减小安装、运行操作过程中可能导致的护套变形现象；此外，可以在其中一段护套发生变形故障时，将其更换，有利于减少材料的浪费，进而降低成本。

相邻的两个所述电阻单元2的对接处设置有一卡接件3，各卡接件3等间距设置在支撑件1上，以通过支撑件1对其进行固定和支撑。卡接件3可以为类环状结构，其直径可以大于护套22直径，卡接件3选用金属材质。优选的，卡接件3、支撑件1、电阻件21和护套22同轴设置。

卡接件3的每个端面均与每段电阻单元2中的护套22和电阻件21卡接，以对电阻件21和护套22起到固定和支撑作用，由于卡接件3对电阻件21和护套22进行卡紧，一方面，使得卡接件3与护套4之间不存在间隙结构；另一方面使得电阻件21和护套22相对于支撑件1不会发生旋转或错位，可以避免电阻件21相对于支撑件1产生径向移动导致偏心，或者发生周向旋转导致错位，导致电阻件21和护套22之间的间隙变小，进而有效避免了放电现象的产生。

卡接件3的数量可以根据实际情况确定，本实施例中，卡接件3的数量比电阻单元2的段数少1。每两个卡接件3之间设置有电阻件21和一段护套22。

各卡接件3中，处于两端的两个所述卡接件3与对应的第一屏蔽罩和第二屏蔽罩之间具有预设距离，该距离不宜过小，实际中，该距离可以根据电场计算分析确定。

上述显然可以得出，本实施例中提供的阻尼电阻装置，通过支撑件固定电阻单元中的电阻件，通过卡接件卡接在相邻两段电阻件和护套的端面上，相对于现有技术中，卡接件与护套不接触，二者之间具有间隙的结构而言，一方面消除了卡接件与护套之间的小间隙结构，另一方面，由于各卡接件依次卡接在任意两段电阻单元之间，能保证各段电阻单元中的电阻件和护套同轴设置，从而降低了由于隔离开关操作震动，导致的护套变形、偏心的概率，采用分段式的护套，使得每段护套不至于过长，有利于减小安装、运行操作过程中可能导致的护套变形现象，显著降低了阻尼电阻引发放电的概率。

结合图1-图2、图3-图5，所述卡接件3包括：第一环状体31，其中，所述第一环状体31的套设于所述支撑件1；所述第一环状体的两个端面上均开设有第一凹槽311和第二凹槽312，每个端面上的所述第一凹槽311和所述第二凹槽312均与所述第一环状体31同轴设置；所述电阻件21的端部嵌设于所述第一凹槽311，相邻两个所述卡接件3相对的所述第一凹槽311卡设同一所述电阻件21；所述护套22的端部嵌设于所述第二凹槽312，相邻两个所述卡接件3相对的所述第二凹槽312卡设同一所述护套22。

具体而言，第一环状体31套设在支撑件1上，其内壁与支撑件1相贴合，第一环状体31的两个端面上沿径向由内向外均设置有第一凹槽311和第二凹槽312，第一凹槽311与内壁之间具有预设间距，第二凹槽312与第一凹槽311之间具有预设间距。第一凹槽311和第二凹槽312可以均为环形槽。

结合图4，第一环状体31上、下两个端面上的第一凹槽311和第二凹槽312均对应设置，以分别与截面相同的电阻件21和护套22相卡接。每段电阻件的端部卡接在各第一凹槽311中，每段护套的端部卡接在各第一凹槽312中，同一段电阻件21或护套22分别卡接在相邻两个卡接件3上相对设置的第一凹槽311或第二凹槽312中，也即相邻两段电阻件21分别卡接在二者之间的卡接件3的两端面上的第一凹槽311中，相邻两段护套分别卡接在二者之间的卡接件3的两端面上的第二凹槽312中。第一凹槽311和第二凹槽312同轴设置，可以使得电阻件21和护套22卡入卡接件3后保持同轴，避免发生偏心现象。

较具体的，所述第一环状体31的内环直径小于所述第一凹槽311的内径，所述第一环状体31的外环直径大于所述第二凹槽312的直径。

进一步的，第一凹槽311和第二凹槽312的深度相同，以便于加工。

进一步的，所述第一环状体31的两侧分别设有沿其轴向延伸的环状凸缘313，所述环状凸缘313的内径与所述第一环体31的内径相等，环状凸缘313的设置，可以保证卡接件3与支撑件1的连接强度和稳定可靠性。

继续参阅图3和图4，所述卡接件3还包括：第二环状体32；其中，所述第二环状体32连接于所述第一环状体31的外部，且二者之间圆弧过渡。

为了降低阻尼电阻装置的表面场强，第二环状体32的边缘呈弧状结构。第二环状体32的边缘可以呈劣弧、半圆弧、椭圆弧或优弧等；经计算，当第二环状体的边缘呈劣弧时，其表面场强为38kV/mm；当第二环状体的边缘呈半圆弧时，其表面场强为35kV/mm；第二环状体的边缘呈椭圆弧时，其表面场强仅为31.8kV/mm；因此，优选的，第二环状体32的边缘呈椭圆弧，有利于降低第二环状体32的表面场强。下面以一个具体的对比试验例详细说明本发明的有益效果：

现有技术中的阻尼电阻中，金属支撑件和电阻均位于护套内部，金属支撑件与护套之间的最小距离仅有1cm，金属支撑件的外侧呈圆弧状，该外侧圆弧切面的场强最大值为28 kV/mm，已十分接近电场控制值。护套为聚四氟乙烯材料，外径为 7cm，长度为105.5cm ，长径比达15，护套仅两端固定在金属屏蔽罩中，在隔离开关操作时带来的震动，可能导致护套变形、偏心，金属支撑件与护套之间的间隙变小，场强变大，超过场强控制值，进而引发放电

而采用本发明提出的阻尼电阻装置，将护套分为三段，增大了卡接件的外径，使电阻和护套均安装在卡接件上。当卡接件的边缘不增加第二环状体时，场强将增大到38kV/mm；通过在第一环状体的边缘连接椭圆弧状的第二环状体，可将卡接件外侧的圆弧切面的场强降低到31.8kV/mm。采用这种设计，消除了护套和卡接件之间的间隙。每段护套的长度缩短为33cm，长径比缩小到4.7，不易变形，同时，极大的降低了阻尼电阻的放电概率。

本发明还提出了一种气体绝缘金属封闭隔离开关，包括：第一屏蔽罩、第二屏蔽罩和如上述任一项中的阻尼电阻装置；其中，所述阻尼电阻装置中处于两端的电阻单元分别与所述第一屏蔽罩和所述第二屏蔽罩相连接。

关于阻尼电阻装置的具体实施方式可参照上述实施例，此处不再赘述。

综上，本发明的隔离开关，通过采用护套分段设置、卡接件卡接在任意两段电阻单元之间的阻尼电阻装置，由于该阻尼电阻引发放电的概率大大降低，从而提高了隔离开关的运行可靠性。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。