一种机械混合式有载分接开关的试验模型及其方法与流程

本发明涉及有载分接开关，并且更具体地，涉及一种机械混合式有载分接开关的试验模型。

背景技术：

1、近年来，随着电力设备电力电子化的趋势发展，晶闸管辅助熄弧的机械混合式变压器有载分接开关已经得到商业应用，其在普通油浸式有载分接开关的基础上，增加晶闸管模块，可避免切换时对触头的烧蚀以及对变压器油的污染。在对混合式有载分接开关进行优化设计时，直接在样机上调整切换开关的断口布置等设计并不经济，因此，非常有必要设计一个可方便调整的试验模型进行动作特性和电气特性的测试。

技术实现思路

1、为了解决背景技术中的缺乏这一可方便调整的试验模型进行动作特性和电气特性测试的技术问题时，本发明提供一种机械混合式有载分接开关的试验模型，所述试验模型包括：

2、为解决上述问题，本发明提供了一种机械混合式有载分接开关的试验模型，其结构与混合式有载分接开关样机中的枪机具有相同的触发动作方式与弹性模量，可模拟混合式有载分接开关一组断口的开断过程，操作简单，经济实用。

3、为实现上述目的，本发明的具体方案如下：一种机械混合式有载分接开关的试验模型，其特征在于，所述试验模型包括：单相电机、枪击释放机构、反并联晶闸管模块、伸缩触头组件和电极组件，其中：

4、枪击释放机构由单相电机提供动力并带动该枪击释放机构沿伸缩触头方向左右往复运动，从而带动伸缩触头组件与电极组件的断开与闭合，以此模拟分接开关断口的开断；

5、伸缩触头组件置于枪击释放机构的上滑板上面通过螺栓进行连接，以实现伸缩触头组件和电极组件的断开与闭合，从而模拟切换开关的断口的断开与闭合；

6、晶闸管模块组件并联在伸缩触头和电极组件的断口两端。

7、在上述的一种机械混合式有载分接开关的试验模型中，所述枪机释放机构包括：上滑板、储能弹簧、压缩块、缓冲弹簧、导轨、导轨、下滑板、右滚轮、支撑板、摇臂、右抓卡、底板、左复位弹簧、左压轮、左爪卡、右复位弹簧、左滚轮和右压轮，各部件装配关系为：储能弹簧和压缩块套在导轨上，整体安装在上滑板上，在两端分别安装缓冲弹簧；右滚轮安装在下滑板上，并与导轨组装；左压轮、左复位弹簧安装在抓卡上，整体安装在底板上，支撑板、摇臂使用螺栓固定在底板上；整体装配时保证压缩块卡在下滑板的内部。

8、在上述的一种机械混合式有载分接开关的试验模型中，在伸缩触头断开时，枪击释放机构运动过程为：摇臂向左摆动时，带动下滑板推动压缩块与上滑板一起压缩储能弹簧，当下滑板上的左滚轮运动到一定程度时就会压在左侧的左爪卡上，使左复位弹簧压缩，这时左压轮离开上滑板的卡槽，上滑板和压缩快在储能弹簧的带动下运动到左侧，储能弹簧释放完毕，然后抓卡和右压轮在右复位弹簧的作用下卡在上滑板的卡槽里面。

9、在上述的一种机械混合式有载分接开关的试验模型中，所述反并联晶闸管模块包括：螺栓、上压板、晶闸管、导电引出支架、下压板、绝缘垫板、螺母、导电压板、绝缘支架、电阻、高压硅堆和尼龙螺栓，各部件装配关系为：电阻、高压硅堆安装在绝缘支架上，晶闸管、导电压板、晶闸管安装在导电引出支架，组件整体安装在下压板和上压板之间，并使用螺栓、螺母、尼龙螺栓紧固在绝缘垫板上面。

10、在上述的一种机械混合式有载分接开关的试验模型中，所述伸缩触头组件包括：铜编织线一、螺母一、绝缘支架、导电螺栓、弹簧一、铜触头、触发铜触头、弹簧二、触发导电螺栓、铜编织线二、螺母二、电极块、螺钉、螺母三、定位件、螺栓、螺母四和绝缘板，各部件装配关系为：弹簧一、铜触头装在绝缘支架上，铜编织线一装在导电螺栓上面，用螺母一紧固在绝缘支架上，弹簧二、触发铜触头装在绝缘支架上，铜编织线二装在触发导电螺栓上面，用螺母二紧固，整体安装在电极块上，使用定位件、螺栓、螺母四紧固；整体用螺母三、螺钉固定在绝缘板上；电极块布置在铜触头、触发铜触头中间，在断口处对称分布。

11、在上述的一种机械混合式有载分接开关的试验模型中，所述电极组件包括：电极、绝缘板、弹簧、双头螺柱、绝缘板、平垫圈和螺母五，各部件装配关系为：双头螺柱固定在电极上，绝缘板、弹簧安装在双头螺柱上，整体安装在绝缘板上，使用平垫圈和螺母五紧固。

12、在上述的一种机械混合式有载分接开关的试验模型中，该试验模型是利用枪击释放机构的左右运动并结合伸缩触头组件和电极组件的接触关系来实现模拟的功能。

13、在上述的一种机械混合式有载分接开关的试验模型中，单相电机通过连接杆与枪击释放机构连接在一起，伸缩触头组件和枪击释放机构的上安装板通过螺栓连接在一起，晶闸管模块与断口并联，单相电机提供动力使枪击释放机构左右运动，从而带动伸缩触头组件与电极组件的断开与闭合，以此实现模拟分接开关断口的开断。

14、本发明还提供了一种如权利要求1所述的机械混合式有载分接开关的试验模型进行模拟试验的方法，包括测试过渡过程晶闸管模块组件关断性能时，晶闸管模块组件的关断过程如下：

15、

16、综合可得

17、

18、进一步变形：

19、

20、其中，ioff(t)为已知量，

21、令：则可得

22、

23、所需求解电压为u＝uc+rirc，其中，

24、该二阶方程的解由稳态响应和暂态响应组成，其中暂态响应和稳态相应共同构成晶闸管通过电流自然过零关断时形成的电压过冲，

25、式中，l为负载电感值，ia为流过晶闸管模块的电流，rl为负载电阻值，r为晶闸管模块的分布参数电阻值，c为晶闸管模块的分布参数电容值，uc为分布参数电容两端的电压，um为分接开关级电压，ioff为晶闸管模块关断时流过的电流，ir为反向恢复电流，为，im为反向恢复电流峰值，τ为时间常数，a、b为等效系数，irc为流过晶闸管模块分布参数电阻和电容的电流。

26、在上述的机械混合式有载分接开关的试验模型进行模拟试验的方法中，所述试验模型是利用枪击释放机构的左右运动并结合伸缩触头组件和电极组件的接触关系来实现模拟的功能。

27、与最接近的现有技术比，本发明的有益效果如下：

28、(1)本发明提供的试验模型与混合式有载分接开关中的枪机具有相同的触发动作方式和弹性模量，可完全等效地模拟样机一组断口的开断过程；

29、(2)试验模型可灵活调节枪机的配重、弹簧、触头的大小、形状以及各触头的动作时序，方便开展试验，以便对样机进行优化设计。

30、(3)试验模型用枪击释放机构与混合式有载分接开关中的枪击释放机构均为现阶段市场主流产品应用的成熟结构、机构原理相同，动作切换可靠性高，更加稳定。

技术特征：

1.一种机械混合式有载分接开关的试验模型，其特征在于，所述试验模型包括：单相电机、枪击释放机构、反并联晶闸管模块、伸缩触头组件和电极组件，其中：

2.根据权利要求1所述的一种机械混合式有载分接开关的试验模型，其特征在于，所述枪机释放机构包括：上滑板(21)、储能弹簧(22)、压缩块(23)、缓冲弹簧(24)、导轨(25)、导轨(26)、下滑板(27)、右滚轮(28)、支撑板(29)、摇臂(210)、右抓卡(211)、底板(212)、左复位弹簧(213)、左压轮(214)、左爪卡(215)、右复位弹簧(216)、左滚轮(217)和右压轮(218)，

3.根据权利要求2所述的一种机械混合式有载分接开关的试验模型，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的一种机械混合式有载分接开关的试验模型，其特征在于，所述反并联晶闸管模块包括：螺栓(31)、上压板(32)、晶闸管(33)、导电引出支架(34)、下压板(35)、绝缘垫板(36)、螺母(37)、导电压板(38)、绝缘支架(39)、电阻(310)、高压硅堆(311)和尼龙螺栓(312)，

5.根据权利要求1所述的一种机械混合式有载分接开关的试验模型，其特征在于，所述伸缩触头组件包括：铜编织线一(41)、螺母一(42)、绝缘支架(43)、导电螺栓(44)、弹簧一(45)、铜触头(46)、触发铜触头(47)、弹簧二(48)、触发导电螺栓(49)、铜编织线二(410)、螺母二(411)、电极块(412)、螺钉(413)、螺母三(414)、定位件(415)、螺栓(416)、螺母四(417)和绝缘板(418)，

6.根据权利要求1所述的一种机械混合式有载分接开关的试验模型，其特征在于，所述电极组件包括：电极(51)、绝缘板(52)、弹簧(53)、双头螺柱(54)、绝缘板(55)、平垫圈(56)和螺母五(57)，

7.根据权利要求1所述的一种机械混合式有载分接开关的试验模型，其特征在于，该试验模型是利用枪击释放机构的左右运动并结合伸缩触头组件和电极组件的接触关系来实现模拟的功能。

8.根据权利要求7所述的一种机械混合式有载分接开关的试验模型，其特征在于，单相电机通过连接杆与枪击释放机构连接在一起，伸缩触头组件和枪击释放机构的上安装板通过螺栓连接在一起，晶闸管模块与断口并联，单相电机提供动力使枪击释放机构左右运动，从而带动伸缩触头组件与电极组件的断开与闭合，以此实现模拟分接开关断口的开断。

9.一种如权利要求1所述的机械混合式有载分接开关的试验模型进行模拟试验的方法，包括测试过渡过程晶闸管模块组件关断性能时，晶闸管模块组件的关断过程如下：

10.根据如权利要求9所述的机械混合式有载分接开关的试验模型进行模拟试验的方法，所述试验模型是利用枪击释放机构的左右运动并结合伸缩触头组件和电极组件的接触关系来实现模拟的功能。

技术总结本发明提供一种机械混合式有载分接开关的试验模型及其方法，该试验模型包括单相电机、枪击释放机构、反并联晶闸管模块、伸缩触头组件和电极组件，枪击释放机构由单相电机提供动力，带动枪击释放机构沿伸缩触头方向左右往复运动，伸缩触头组件置于枪击释放机构的上滑板上面通过螺栓进行连接，以实现伸缩触头组件和电极组件的断开与闭合，从而模拟切换开关的断口的断开与闭合，晶闸管模块组件并联在伸缩触头和电极组件的断口两端。本发明所需设备少，结构简易，功能可根据需求自行添加，具有更强的适用性和扩展性。技术研发人员：胡海敏,朱立铭,李佳文,陈经纬,贝逸群,蔡祯祺,顾一飞,屠稼茗,黄思源,孟鑫,高飞,贾鹏飞,朱家运,刘志刚,丁本平,郝鲁宁,赵武受保护的技术使用者：国网上海市电力公司技术研发日：技术公布日：2025/1/6