專利權人：中國電力科學研究院、國家電網公司

　　發明人：李志兵、崔博源、王承玉、劉北陽

　　特高壓並聯隔離開關是串聯補償裝置的關鍵控制設備，採用敞開式隔離開關，對轉換電流開闔能力有很高的要求，傳統的提高轉換電流開闔能力的方法不能滿足要求。本專利提出了一種能大幅提高特高壓敞開式隔離開關轉換電流開闔能力的新方法，在隔離開關主觸頭上加裝由弧觸頭和真空斷路器串聯組成的並聯支路，由主導電桿操作並與主觸頭配合，開闔過程中由真空斷路器開闔轉換電流，從而顯著提高了轉換電流開闔能力，滿足了特高壓並聯隔離開關的研製需求。採用該專利研製出的國際首套特高壓並聯隔離開關2011年投入工程運作，為特高壓串聯補償裝置的國産化研製及特高壓交流試驗示範工程擴建工程的輸電能力提升做出了重大貢獻，社會和經濟效益顯著，被評為中國專利優秀獎。

　　專利背景

　　特高壓交流輸電對於全國範圍內資源的優化配置具有特別重要的意義，特高壓串聯補償裝置是提高線路輸電能力的經濟有效措施。為了進一步提高特高壓交流試驗示範工程的輸電能力，國家電網公司2011年1月開始建設擴建工程，在不擴建線路情況下，研製特高壓串聯補償裝置是關鍵技術措施。特高壓並聯隔離開關是投入和退出串聯補償裝置的關鍵控制設備，採用敞開式隔離開關，要求轉換電壓6kV，轉換電流6.3kA，遠超過常規隔離開關轉換電壓0.4kV，轉換電流1.6kA的要求。傳統提高敞開式隔離開關轉換電流開闔能力的方法主要有快速拉弧和串聯斷路器兩種，前者會産生嚴重的敞開式空氣電弧且提高轉換電流開闔能力很有限，後者會使串聯補償裝置成本和佔地顯著增加，都不能滿足特高壓並聯隔離開關的要求。所以，亟須研究一種能大幅提高特高壓敞開式隔離開關轉換電流開闔能力的新方法，以滿足特高壓並聯隔離開關的研製急需。

　　專利技術創新及優點

　　中國電力科學研究院研究團隊創新提出了一種提高特高壓交流敞開式隔離開關轉換電流開闔能力的方法，並申報了專利。在隔離開關主觸頭上加裝由弧觸頭和12kV真空斷路器串聯組成的並聯支路。隔離開關操作過程中主導電桿在操動機構操作下機械動作。隔離開關分閘過程中，真空斷路器初始處於合閘狀態，在主導電桿操作下，通過弧觸頭合閘—主觸頭分閘—真空斷路器分閘—弧觸頭分閘，完成分閘操作，轉換電流實際由真空斷路器開斷。隔離開關合閘過程中，真空斷路器初始處於分閘狀態，在主導電桿操作下，通過弧觸頭合閘—真空斷路器合閘—主觸頭合閘—弧觸頭分閘，完成合閘操作，實際轉換電流由真空斷路器關合。隔離開關主導電桿操作嚴格保證真空斷路器的機械特性及弧觸頭、真空斷路器和主觸頭的動作時序及可靠性，使轉換電流實際由真空斷路器開闔，從而顯著提高了隔離開關的轉換電流開闔能力。本發明緊密結合特高壓敞開式隔離開關的電氣、機械結構和動作過程，提出了轉換電流開闔設計的電路和機械實現方案，解決了核心技術難題，不僅是可行的，而且是最優的。

　　採用本發明專利的特高壓並聯隔離開關，轉換電流開闔能力取決於12kV真空斷路器，可以輕鬆滿足，沒有電弧危害，並且實施成本可以忽略。

　　專利應用及效益

　　本專利解決了特高壓並聯隔離開關轉換電流開闔能力提高的關鍵技術難題，成功用於所有製造廠的産品研製。研製産品轉換電壓7kV，轉換電流6.3kA，開闔壽命100次；機械壽命5000次，通過了全套型式試驗驗證。12相研製産品2011年12月投入了特高壓交流試驗示範工程擴建工程運作，安全穩定運作至今，為特高壓串聯補償裝置的國産化研製，特高壓單回線路穩定輸送500萬kW目標的實現，及特高壓電網的後續大規模建設做出了重大貢獻。2012年11月，中國電機工程學會技術鑒定認為，採用本專利研製的特高壓並聯隔離開關填補國際空白，達到了國際領先水準。採用本專利研製的特高壓並聯隔離開關2015年還用於特高壓錫盟－山東輸電工程，新增合同額累計超過3000萬元。隨著後續特高壓串聯補償裝置的陸續使用，本專利還將創造更大的社會和經濟效益。（李志兵 劉北陽）

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　　李志兵，男，1975年生，高級工程師，博士，中國電力科學研究院高電壓研究所開關技術研究室主任，國家973項目“交直流特高壓輸電系統電磁與絕緣特性的基礎問題研究”課題負責人，長期從事串聯補償及高壓開關設備的研發工作。主持研製特高壓串聯補償用旁路開關、並聯隔離開關和阻尼裝置；主持研製成功特高壓工程用高電氣壽命電容器組開關和氣體絕緣輸電管道；主持研製成功配網用機械快速開關和大功率密封觸發間隙；正在組織實施特高壓GIS的VFTO防護研究。獲國家科技進步一等獎1項；省部級科技進步一等獎3項；國家電網公司科技進步特等獎1項和一等獎3項，專利一等獎1項；發表論文30余篇。