一种转动接触器及其构成的阀用安全放电装置的制作方法

1.本发明涉及一种转动接触器及其构成的阀用安全放电装置，属于柔性直流输电领域。


背景技术：

2.近年来，由于柔性直流输电技术具有可独立调节有功和无功功率的优点，可以向无源网络送电，克服了传统hvdc的本质缺陷，把hvdc的优势扩展到配电网，极大地拓宽了hvdc的应用范围，我国自然资源丰富，因此柔性直流技术获得了广泛的应用。
3.换流阀塔是vsc-hvdc技术的核心部分，其设备运行和检修的安全性也是非常重要的。由于电压的不断增高，换流阀的每个子单元的电压也逐渐增高，而检修断电时是无法判断每个子单元的电容是否放电完毕，也没有有效的措施一次性把阀塔的所有子单元直流电容的电量都放完。因此，在没有将子单元直流电容的电都放完的情况下贸然上塔检修时有非常大的人员安全风险。现在比较好的方法是设计一个小的放电棒，有正负两极回路中串联放电电阻，这样人员上塔之后首先将每一个子单元电容的电放完之后再进行检修维护，但是这样有两个问题，第一个是方便性的问题，单个放电装置体积也不小，操作比较笨重，将每个阀塔上百个子单元的电容电放完需要很多的工作量，第二个是安全性的问题，由于子单元电压较高，如果放电电阻选择不合适或者操作不当很容易造成电压冲击，另外单个放电棒的操作时间也不好确定。


技术实现要素：

4.针对上述问题，本发明提供一种转动接触器及其构成的阀用安全放电装置。
5.为了达成上述目的，本发明提供以下解决方案：
6.一种转动接触器，包括绝缘支撑框架、静止导体、运动导体、支撑梁、静止导体接线端子和运动导体接线端子，其中，静止导体安装在绝缘支撑框架上，运动导体通过支撑梁安装在绝缘支撑框架的中心轴上，静止导体上设置静止导体簧片，静止导体簧片与静止导体接线端子相连，运动导体上设置运动导体动簧片和运动导体静簧片，运动导体动簧片、运动导体静簧片与运动导体接线端子相连；运动导体能够沿中心轴旋转，以完成运动导体动簧片和静止导体簧片的分离和接触。
7.一种阀用安全放电装置，该装置装设于支撑式换流阀塔的一侧，由操作机构、阀塔传动组件、根据换流阀塔层数设置的多层阀层传动组件以及多组接触机构组成，其中接触机构采用如上所述的转动接触器，运动导体静簧片和静止导体簧片分别与对应的换流阀塔子单元直流电容的正极和负极相连；
8.操作机构安装于换流阀塔基础上，其输出端连接阀塔传动组件的输入端；
9.阀塔传动组件根据换流阀塔层数设置多组输出端，且阀塔传动组件的一组输出端与一层阀层传动组件的输入端连接；
10.每层阀层传动组件的输出端与一组接触机构连接；
11.操作机构驱动阀塔传动组件沿阀塔垂直方向的直动，进而使得阀层传动组件转动，并最终使得接触机构进行旋转运动，实现换流阀塔各子单元直流电容正负极接触并完成放电。
12.进一步：所述操作机构采用电动或者手动驱动，其动力输出轴线平行于换流阀塔各子单元直流电容的阵列排列方向，动力输出方式为对称摇摆运动，当操作机构逆时针或顺时针旋转时各直流电容做导通放电动作，放电完成后操作机构反方向旋转使得各直流电容做隔离分开动作。
13.进一步：所述阀塔传动组件采用平行四杆机构，将操作机构输出的对称摇摆运动，从地面传递到换流阀塔第一层，用以驱动第一层阀层传动组件；从地面至换流阀第一层的四杆机构拉杆的绝缘水平为换流阀整机的对地绝缘水平。
14.进一步：所述阀塔传动组件采用平行四杆机构，将操作机构输出的对称摇摆运动，从换流阀塔第一层开始，采用串联方式逐层向上垂直传递，用以驱动各层阀层传动组件；换流阀第一层至第二层之间四杆机构拉杆的绝缘水平为换流阀单层间的绝缘水平。
15.进一步：每层所述阀层传动组件包括层间支撑基础、中心轴支撑梁、中心轴支座以及中心轴，阀层传动组件为对称摇摆运动方式；中心轴沿着换流阀塔各子单元直流电容的阵列排列方向延伸，其上固定设置一组接触机构，中心轴的一端设置有固定的拉杆机构，以销轴固定在对应阀塔传动组件的四杆机构销孔内；中心轴通过中心轴支座安装在中心轴支撑梁上，中心轴支撑梁通过层间支撑基础安装在换流阀塔的对应层。
16.进一步：中心轴为绝缘材料，固定其上的接触机构之间的绝缘水平为换流阀单个模块之间的绝缘水平。
17.进一步：每组层间接触结构之间通过阀塔的平行四杆机构实现并联。
18.本发明的有益效果：
19.1)采用上述方案后，当换流阀需要检修时，在断电后，操作该安全放电装置，并保持一定时间，可以确保换流阀内所有子单元的直流电容正负极可靠放电，无需人员逐一进行子单元电容的放电操作，大大提高了换流阀检修的安全性；
20.2)由于行程设计可靠，当阀正常运行时可确保该装置动、静触头的可靠分离。
21.3)转动接触器及四杆机构使放电装置在较低操作功下动作，设计简单、结构紧凑，安装固定充分依靠换流阀的本体，因此，并未过多增加换流阀的占地面积。
附图说明
22.图1是本发明的整体结构示意图；
23.图2是本发明的正视图和侧视图，其中，(a)是正视图，(b)是侧视图；
24.图3是本发明阀层传动组件示意图；
25.图4是本发明转动接触器示意图。
具体实施方式
26.以下将结合附图，对本发明的技术方案进行详细说明。
27.本发明一种阀用安全放电装置装设于支撑式换流阀的一侧，如图1所示，由操作机构、阀塔传动组件、阀层传动组件、接触机构(转动接触器)组成。在换流阀检修断电后，人员
上塔之前，通过机械或电动的方式使操作机构动作，带动阀塔传动组件阀基层的四杆机构运动，将输出轴的对称摇摆运动传递至阀塔第一层处，进而驱动阀层传动组件的中心轴转动，进一步转化为接触机构组件的旋转摆动，实现动、静触头(运动导体静簧片和静止导体簧片)的接触及分离，从而实现相应子单元直流电容正负极的短接放电，完成实现整塔电容正负极的短接放电。
28.操作机构置于阀基处位置，其输出轴做对称摇摆运动，在阀基至第一层阀塔之间设置四杆机构(阀塔传动组件)，将操作机构输出轴的对称摇摆运动传递至阀塔第一层，有利地，在第一层和第二层阀塔之间设置四杆机构，将操作机构输出轴的对称摇摆运动逐级传递至阀塔各层，从而驱动各层阀塔的阀层传动组件实现对称摆动，带动固定在阀层传动组件中心轴上的接触机构。
29.每层上述阀层传动组件上设置一组并联的接触机构，实现同一阀层内电容器同时放电或隔离。
30.上述阀塔传动组件根据阀塔层数做串联扩充，实现同一阀塔各层的层间传动机构同时动作。
31.上述接触机构的每组静触头和动触头分别与相应子单元直流电容的正极和负极以及放电电阻相连。
32.该装置综合考虑爬电距离、空气净距、内部干扰、杂散电感、分布电容、重量分布、安装简便性、维护和操作简易性等，具备高可靠性和长期安全运行的能力。
33.如图2中的(a)和(b)所示，本发明的装置装设于支撑式换流阀的一侧，由操作机构安装基础101、操作机构102、换流阀结构框架103、阀塔传动组件 104、接触机构105、阀层传动组件106构成。
34.通过机械或电动的方式使操作机构动作，带动阀塔传动组件阀基层的四杆机构运动，将输出轴的对称摇摆运动传递至阀塔第一层处，进而驱动阀层传动的中心轴转动，进一步转化为接触机构的旋转摆动，实现动、静触头的接触及分离，从而实现相应子单元直流电容正负极的短接放电，完成实现整塔电容正负极的短接放电。
35.图3为阀层传动组件106的结构示意图，其中，601层间支撑基础、602中心轴支撑梁、603中心轴支座、604中心轴。
36.图4为接触机构105的结构示意图，其中，501绝缘支撑框架、502运动导体动簧片、503支撑梁、504静置导体簧片、505静止导体接线端子、506运动导体接线端子、507运动导体静簧片。
37.其完成放电的实施过程是：阀塔传动组件的四杆机构驱动中心轴做对称摆动，带动阀层传动组件及固定其上的接触机构做顺时针或逆时针旋转运动，进而使运动导体的动簧片沿中心轴旋转至放电位置，与静置导体簧片接触，完成放电；放电完成后，中心轴在操作机构方向摆动动作驱动下按照相反方向旋转运动，带动运动导体簧片旋转，与静置导体簧片分离回到静止位置。
38.以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。