CN101794971A

CN101794971A - 真空绝缘开关机构

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Publication number: CN101794971A
Application number: CN201010104336A
Authority: CN
Inventors: 喜久川修一; 土屋贤治; 小林将人
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2009-01-30
Filing date: 2010-01-27
Publication date: 2010-08-04
Anticipated expiration: 2030-01-27
Also published as: SG163498A1; TW201037932A; KR101098486B1; KR20100088539A; JP5107276B2; TWI423547B; US20100195273A1; US8379373B2; CN101794971B; JP2010178559A

Abstract

本发明目的是提供一种小型、重量轻、可靠性高而且在事故发生时能够提高设备全体的复原的迅速性的真空绝缘开关机构。一种真空绝缘开关机构，具有：机架，其具有用接地金属板分别分割的开闭器区段部、母线区段部、电缆区段部、以及控制区段部；在所述开闭器区段部内设置的开闭器；在所述母线区段部内设置的母线；与所述开闭器连接、在所述电缆区段部内设置的电缆，与其他盘一起构成了配电盘，所述真空绝缘开关机构还具有：连接构件，其在所述各盘中的所述母线区段部内的各母线连接部上设置，可连接、分离所述各母线；和母线复原构件，用于在盘故障时，可连接、分离地连接与该故障盘邻接的完好盘的所述连接构件。

Description

真空绝缘开关机构

技术领域

本发明涉及真空绝缘开关机构，特别涉及在变配电设备中使用的，小型、重量轻、可靠性高而且可提高在事故发生时的整个设备的复原的迅速性的真空绝缘开关机构。

背景技术

在近年来的变配电设备中，用户的要求多样化。例如，因为根据其使用目的，负荷的种类、运行条件不同，所以考虑要求的安全性、可靠性、运行维护以及将来的负荷的增加来计划配电***，但是在该配电***计划中，关于构成变配电设备的切断器、断路器、接地开闭器等的控制以及变配电设备的电压、电流、电力等的监视测量，也必须考虑。

在该场合，如何能够缩小切断器、断路器、接地开闭器等设备、其控制设备以及监视测量设备的设置空间、抑制用于这些设置的投资，成为对于用户的重要的技术课题。另外，除该技术课题之外，设备的一部分万一发生故障时去除、更换现场的故障部分等的复原作业的容易性、包含电源复原的复原作业的迅速性也成为重要的技术课题。

为解决这些课题，提出了这样一种真空绝缘开关机构：装备了具有切断断路功能的真空两点断开三位置型的开闭器，同时将配置有该开闭器和操作器的开闭器区段部做成对于机架可分离的单元，可以选择地把该单元化了的开闭器区段部与母线区段部内的母线进行连接、分离，而且可以在机架内移动。(例如参照专利文献1)。

【专利文献1】特开2008-245409号公报

例如，如果是将上述的真空绝缘开关机构构成了配电盘的的变配电设备，即使在向外部的负荷供给电源的一个配电盘发生事故的场合，作为复原作业，也可通过将事故盘的开闭器区段部更换成预先保管的开闭器区段部来完成。因此，能够在短的停电时间内复原变配电设备全体的电源。

但是，例如，在用户未保管有上述预备的开闭器区段部的场合，或者即使保管有上述预备的开闭器区段部而事故盘的故障部位影响到母线的场合，即使是上述的真空绝缘开关机构，认为也难以用短时间复原变配电设备全体的电源。这是因为，在配电盘结构的变配电设备中，因为各盘的母线和邻接盘连接，所以为把一个盘中的故障部位与完好的其他盘绝缘，需要进行与事故盘邻接的其他盘的母线部中的作业。

在复原这样的变配电设备全体的电源时，即使在需要进行与事故盘邻接的其他盘的母线部中的作业的场合，也要求在短的停电时间内能够复原的真空绝缘开关机构。

发明内容

本发明是基于上述事项做出的，其目的是提供一种小型、重量轻、可靠性高而且能提高在事故发生时的设备全体的复原的迅速性的真空绝缘开关机构。

(1)为实现上述目的，本发明提供一种真空绝缘开关机构，其具有：机架，该机架具有用接地金属板分别分割的开闭器区段部、母线区段部、电缆区段部、以及控制区段部；在所述开闭器区段部内设置的开闭器；在所述母线区段部内设置的母线；与所述开闭器连接、在所述电缆区段部内设置的电缆，与其他盘一起构成了配电盘，在该真空绝缘开关机构中，具有：连接构件，其被设置在所述各盘中的所述母线区段部内的各母线连接部，可连接、分离各母线；和母线复原构件，其在盘发生了故障时，可连接、分离地连接与该故障盘邻接的完好盘之间的所述连接构件。

(2)在上述(1)中，理想的是，所述母线复原构件是用可挠性的电缆本体和在所述电缆本体的两端设置的电缆适配器构成的。

(3)在上述(1)或者(2)中，理想的是，所述母线复原构件，用固体绝缘材料包覆着内部导体的周围

(4)在上述(1)到(3)的任何一项中，理想的是，所述母线复原构件，形成了能够连接所述配电盘的纵长方向两端的盘之间的长度。

(5)在上述(1)到(4)的任何一项中，理想的是，所述母线是固体绝缘母线。

(6)在上述(1)中，理想的是，还具有空气绝缘开关机构，该空气绝缘开关机构具有：具有切断以及断路功能的开闭器部；和与所述开闭器部连接的母线，一端与所述母线复原构件连接的母线连接构件的另一端，与所述空气绝缘开关机构的母线连接。

(7)在上述(6)中，理想的是，所述母线连接构件的另一端，通过连接导体与所述空气绝缘开关机构的裸母线导体连接。

(8)在上述(6)或者(7)中，理想的是，在所述母线连接构件的另一端，设置有由绝缘物构成的、在内部导体的外周上有褶皱状结构的空气绝缘封端

根据本发明的真空绝缘开关机构，因为能够除去与事故盘连接的母线，并做成了用作为固体绝缘的母线复原构件的复原用电缆可连接事故盘的两相邻的盘，所以能够提供小型、重量轻、可靠性高而且能提高在事故发生时的设备全体的复原的迅速性的真空绝缘开关机构。

附图说明

图1是本发明的真空绝缘开关机构的一个实施形式的侧面图。

图2是图1表示的本发明的真空绝缘开关机构的一个实施形式的纵剖正面图。

图3是图1表示的本发明的真空绝缘开关机构的一个实施形式的立体图。

图4是把本发明的真空绝缘开关机构的一个实施形式作为供电盘应用的变配电设备的电气回路图。

图5是说明把本发明的真空绝缘开关机构的一个实施形式作为供电盘应用的变配电设备的事故复原作业的电气回路图。

图6是说明图5表示的变配电设备的事故复原作业的立体图。

图7是表示构成本发明的真空绝缘开关机构的一个实施形式的复原用电缆的连接状态的部分横剖面图。

图8是表示图5表示的变配电设备的事故复原的状态的立体图。

图9是表示图5表示的变配电设备的事故复原的状态的平面图。

图10是表示本发明的真空绝缘开关机构的另一实施形式中与空气绝缘开关机构的连接配置例的立体图。

图11是表示构成本发明的真空绝缘开关机构的另一实施形式的复原用电缆的连接状态的部分横剖面图。

符号说明

1 机架

2 母线室分割板

3 母线

4 连接适配器

4a 绝缘罩

5 端子

6 T型电缆头

7 电缆

8 变流器

9 侧板

10 复原用电缆

11 电缆适配器

20 空气绝缘开关机构

21 真空绝缘开关机构

22 连接用电缆

23 收纳盘

24 T型电缆头

25 空气绝缘封端

26 连接导体

具体实施方式

下面使用附图说明本发明的真空绝缘开关机构的一个实施形式。

图1到图3表示本发明的真空绝缘开关机构的一个实施形式，图1是本发明的真空绝缘开关机构的一个实施形式的侧面图，图2是图1表示的本发明的真空绝缘开关机构的一个实施形式的纵剖正面图，图3是图1表示的本发明的真空绝缘开关机构的一个实施形式的立体图。

在图1到图3中，真空绝缘开关机构的机架1，通过在内部配置的多个接地金属板分别分割为母线区段部1a、开闭器区段部1b、电缆区段部1c、以及控制区段部1d。另外，在机架1的前面侧(图1的右侧)，设置可单侧开启的正面门1e，在机架1的背面侧(图1的左侧)，设置上侧背面门1f、下侧背面门1g。

母线区段部1a，靠近机架1的纵深方向(图1的左右方向)中央部在上部侧配置，开闭器区段部1b在母线区段部1a的下方配置，电缆区段部1c在机架1的背面侧(图1的左侧)配置。另外，控制区段部1d在正面门1e的背面上侧配置，位于与母线区段部1a对面的位置。

在电缆区段部1c的上部和母线区段部1a的边界部，如图3所示设置母线室分割板2。在母线区段部1a内，三相固体绝缘的母线3通过作为连接构件的连接适配器4与机架1的前面平行地(在图1中与纸面正交的方向)配置。亦即，母线3敷设在和邻接的盘的盘之间，其一端与该盘的连接适配器4连接，另一端与邻接的盘的连接适配器4连接。另外，因为母线3通过用固体绝缘物绝缘被做成无气化，不需要气体管理，所以操作性良好，同时即使在母线区段部1a内混入粉尘或者异物，也能够维持绝缘性，能确保安全性。

连接适配器4，在该盘的两侧配置其他盘的场合，使用在水平方向的开口部连接从两相邻的盘延伸的母线3、3的一端的T型连接适配器4，在仅在该盘的一侧配置了其他盘的场合，使用在水平方向的开口部连接从其他盘延伸的母线3的一端的逆L形的连接适配器4。在连接适配器4的下部内部形成圆锥状的凹坑，嵌入后述的开闭器区段部1b的连接绝缘套管，这样就可与开闭器等进行电气连接、分离。另外，在连接适配器4的上部，装备覆盖内部的导体部的圆锥状的未图示的绝缘栓、和覆盖该绝缘栓的上部的绝缘罩4a。通过把绝缘罩4a和绝缘栓取出，就可以在作为绝缘部的连接适配器4的内部的圆锥状的凹坑内***后述的复原用电缆的电缆适配器。

在开闭器区段部1b中，在该例中成为在机架内组装真空两点断开三位置型开闭器(真空两点断开三位置型切断断路器)、接地开闭器、以及操作装置的单元结构。

在电缆区段部1c内，配设：在上述真空两点断开三位置型开闭器(真空两点断开三位置型切断断路器)的固定节点上连接、导入电缆区段部1c内的电缆连接用端子5；在该电缆连接用端子5上可转动地设置的T型电缆头6；通过转动该T型电缆头6在上部或者下部配置的、在电缆连接用端子5上连接的电缆7；和在电缆连接用端子5的外周上设置的***保护用的变流器8。在本实施形式中，电缆7从机架1的下部导入电缆区段部1c。

控制区段部1d，由堵塞左右各侧部的多个侧板9和正面门1e构成，例如设置有具有保护继电器等的控制装置。

已经说明过，开闭器区段部1b，在本实施形式中为在机架内组装真空两点断开三位置型开闭器(真空两点断开三位置型切断断路器)、接地开闭器、以及操作装置的单元结构，但是在开闭器区段部1b内配置的真空两点断开三位置型开闭器、接地开闭器，是通过环氧树脂一体地进行模塑。由此，开闭器部被单元化，实现了小型、轻型化。在上述塑模的外表面，通过涂布的导电涂料接地，可确保接触的安全性。

上述真空两点断开三位置型开闭器具有带有绝缘筒的真空容器、在该真空容器中分别收纳的两个固定电极、和它们的可动电极，构成两点断开。在该例中，使固定电极位于上侧，使与该固定接点连接、分离的可动电极位于下侧那样配置。

开闭器中的一方的固定电极，通过可导入母线区段部1a内配置的连接绝缘套管和连接适配器4，与母线区段部1a内的母线3可连接、分离地连接。另外，开闭器中的一方的固定电极，通过在电缆区段部1c中可导入地配置的连接绝缘套管，与电缆区段部1c内的电缆7的T型电缆头6可连接、分离地连接。

图4是把上述本发明的真空绝缘开关机构的一个实施形式作为供电盘应用、用4面配电盘构成的变配电设备的电气回路图。在图4中，该变配电设备，由图面最左侧的从外部接受电源的受电盘、从其右侧起各个向外部负荷供给电源的供电盘(1)、供电盘(2)、以及供电盘(3)构成。另外，受电盘和供电盘(1)用母线3a(BUS1)连接，供电盘(1)和供电盘(2)用母线3b(BUS2)连接，供电盘(2)和供电盘(3)用母线3c(BUS3)连接。

下面使用图5到图8说明把上述本发明的真空绝缘开关机构的一个实施形式作为供电盘应用的变配电设备中的事故时的复原动作。图5是说明把本发明的真空绝缘开关机构的一个实施形式作为供电盘应用的变配电设备的事故复原作业的电气回路图，图6是说明图5表示的变配电设备的事故复原作业的立体图，图7是表示构成本发明的真空绝缘开关机构的一个实施形式的复原用电缆的连接状态的部分横剖面图，图8是表示图5表示的变配电设备的事故复原的状态的立体图，图9是表示图5表示的变配电设备的事故复原的状态的平面图。在图5到图9中，因为与图1到图4中表示的符号相同的符号表示的元器件是相同的部分，所以省略其详细的说明。

在图5中，设想在供电盘(2)的内部发生了故障部位影响到母线3的事故。为迅速复原变配电设备，把优先复原供电盘(1)以及(3)向外部负荷供电的复原、在短时间内把供电盘(2)的事故部位与该配电盘绝缘作为主要目的。作为这样的目的的事故复原作业大体按照以下的步骤实施各作业。

(1)打开受电盘的切断器或者上位送出侧的切断器，使变配电设备成为停电状态。

(2)把在供电盘(2)上连接的母线3b(BUS2)和母线3c(BUS3)取下。

(3)在供电盘(2)内，取下事故部位。

(4)作为供电盘(3)的电源，用作为母线复原构件的复原用电缆10连接供电盘(1)的母线3和供电盘(3)的母线3。

(5)投入受电盘的切断器或者上位送出侧的切断器，恢复变配电设备的供电，开始向各外部负荷供给电源。

图6是说明上述步骤中的(4)的具体的复原步骤，相应于图(5)中的供电盘(1)的立体图。

首先，在图(6)中，取下连接供电盘(1)和供电盘(2)的母线3b(BUS2)，取下供电盘(1)的上侧背面门1f和母线室分割板2。

接着取下供电盘(1)的连接适配器4的绝缘罩4a，取下绝缘栓，在连接适配器4的内部的圆锥状的凹坑内***作为母线复原构件的复原用电缆10的一端侧的电缆适配器11的凸部。图6的(b)表现在供电盘(1)的连接适配器4内***复原用电缆10的一端侧的电缆适配器11的状态。亦即，在与用固体绝缘的母线3a(BUS1)的延伸方向交叉的方向上复原用电缆10延伸，在复原用电缆10的一端连接由T型电缆头组成的电缆适配器11，与该电缆适配器11一起复原用电缆10可以以内部导体为中心在水平面内转动。

这里，复原用电缆10，把绞线状的铜线做成内部导体使具有挠性，在其周围例如用硅酮橡胶那样的绝缘性橡胶包覆，并且在绝缘性橡胶的周围用设置电位的导电性橡胶包覆构成。另外，本实施形式中的复原用电缆10在两端具有上述的电缆适配器11，同时，形成为能够连接用配电盘构成的变配电设备的纵长方向两端的盘间的长度。

接着，取下供电盘(3)的上侧背面门1f，取下供电盘(3)的连接适配器4的绝缘罩4a，取下绝缘栓，在连接适配器4的内部的圆锥状的凹坑内，嵌入复原用电缆10的另一端侧的电缆适配器11的凸部。其结果，完成了供电盘(1)和供电盘(3)的母线3的连接。图7表示供电盘(1)和供电盘(3)中的复原用电缆10和连接适配器4的连接状态的部分横截面。如图7所示，复原用电缆10的外皮部，仅在供电盘(3)侧通过在机架上连接接地线接地，适配器11、11，在供电盘(1)、(3)的各个中，和复原用电缆10同样接地。

图8以及图9是表示通过上述的步骤完成的变配电设备的事故复原的状态的图，表现除去了图5中的受电盘的配电盘的状态，图8是立体图，图9是平面图。

根据上述本发明的真空绝缘开关机构的一个实施形式，因为除去了在作为事故盘的供电盘(2)上连接的母线3b(BUS2)、3c(BUS3)，能够用固体绝缘的复原用电缆10连接作为事故盘的两个邻接盘的供电盘(1)和供电盘(3)的盘间，所以能够提供小型、重量轻、可靠性高而且在事故发生时能提高设备全体的复原的迅速性的真空绝缘开关机构。

另外，因为把固体绝缘的复原用电缆10形成为能够连接用配电盘构成的变配电设备的纵长方向两端的盘间的长度，所以也能够安全地应对任何盘中的事故。由此，能够缩短复原作业中的事前准备等的作业时间，能够提高设备全体的复原的迅速性。

下面使用图10以及图11说明本发明的真空绝缘开关机构的另一实施形式。图10是表示本发明的真空绝缘开关机构的另一实施形式中与空气绝缘开关机构的连接配置例的立体图，图11是表示构成本发明的真空绝缘开关机构的另一实施形式的复原用电缆的连接状态的部分横剖面图。

在上述本发明的一实施形式中，为提高事故发生时设备全体复原的迅速性，把在短时间内把图5中的供电盘(2)的事故部位与该配电盘绝缘作为主要目的，但是，在本实施形式中，还把在短的时间内复原向供电盘(2)曾供给的外部负荷的电源供给作为主要的目的。亦即，在真空绝缘开关机构的配电盘内没有预备的盘、在该真空绝缘开关机构的配电盘的附近配置有空气绝缘开关机构的场合，使用该空气绝缘开关机构的预备的盘，向供电盘(2)曾供给的外部负荷供给电源。

在图10中，20是空气绝缘开关机构，该空气绝缘开关机构20，在盘内部的空气中收纳具有切断以及断路功能的开闭器部(例如真空切断器)，用空气绝缘的母线电气连接未图示的在各盘内分别收纳的真空切断器等的开闭器部间构成。另一方面，21是作为真空绝缘开关机构的供电盘(3)，把它们两者并排相邻配置，使用作为母线复原构件的连接电缆22电气连接构成配电盘。

在本实施形式中，因为真空绝缘开关机构21的盘前后方向的尺寸，形成为比空气绝缘开关机构的盘前后方向的尺寸短，在把它们两者并排排放相邻配置时，在真空绝缘开关机构21的盘后方产生空间，所以在该空间部分内配置收纳盘23，在收纳盘23内收纳上述连接电缆22。

连接用电缆22，例如把绞线状的铜线做成内部导体使具有挠性，在其周围例如用硅酮橡胶那样的绝缘性橡胶包覆，并且在绝缘性橡胶的周围用设置电位的导电性橡胶包覆而构成。另外，本实施形式中的连接用电缆22在一端具有与上述的电缆适配器11相同的T型电缆头24，同时另一端与用绝缘物构成的、在内部导体的外周上有褶皱状结构的空气绝缘封端25连接，在该3相空气绝缘端子25的各个之间，在空气中确保必要的绝缘距离。

上述的连接用电缆22的一端侧的T型电缆头24，如图11所示，例如可以连接在供电盘(3)的连接适配器4内嵌入的复原用电缆10的电缆适配器11的上部。在该场合，与连接适配器4的场合同样，取下复原用电缆10的电缆适配器11的绝缘罩，取下内部的绝缘栓，在连接适配器11的内部的圆锥状的凹坑内，***连接用电缆22的一端侧的T型电缆头24的凸部。另一方面，在连接用电缆22的另一端侧连接的空气绝缘端子25，通过连接导体26，与空气绝缘开关机构20内部的裸母线导体连接。

根据上述的本发明的真空绝缘开关机构的另一实施形式，因为在能够得到和上述实施形式同样的效果的同时，还能够用固体绝缘的连接用电缆22连接与空气绝缘开关机构的盘间，所以能够对于事故盘曾供给电源的外部负荷迅速恢复供电。其结果，能够提供能够提高事故发生时设备全体复原的迅速性的真空绝缘开关机构。

另外，通过使固体绝缘的连接用电缆22的空气绝缘封端25具有用绝缘物构成的褶皱状部，在空气绝缘开关机构20内的裸母线导体、和作为接地电位的连接用电缆22的导电性橡胶之间，用绝缘部构成的绝缘距离与褶皱的长度对应变长，即使缩短空气绝缘封端25自身的全长，也能够防止短路。其结果，能够实现部件的小型化。

Claims

1.一种真空绝缘开关机构，其具有：机架，该机架具有用接地金属板分别分割的开闭器区段部、母线区段部、电缆区段部、以及控制区段部；在所述开闭器区段部内设置的开闭器；在所述母线区段部内设置的母线；与所述开闭器连接、在所述电缆区段部内设置的电缆，与其他盘一起构成了配电盘，其特征在于，

具有：

连接构件，其被设置在所述各盘中的所述母线区段部内的各母线连接部上，可连接、分离所述各母线；和

母线复原构件，其在盘故障时，可连接、分离地连接与该故障盘邻接的完好盘之间的所述连接构件。

2.根据权利要求1所述的真空绝缘开关机构，其特征在于，

所述母线复原构件，用可挠性的电缆本体和在所述电缆本体的两端设置的电缆适配器构成。

3.根据权利要求1或2所述的真空绝缘开关机构，其特征在于，

所述母线复原构件，用固体绝缘材料包覆着内部导体的周围。

4.根据权利要求1到3中任何一项所述的真空绝缘开关机构，其特征在于，

所述母线复原构件，形成了能够连接所述配电盘的纵长方向两端的盘之间的长度。

5.根据权利要求1到4中任何一项所述的真空绝缘开关机构，其特征在于，

所述母线是固体绝缘母线。

6.根据权利要求1所述的真空绝缘开关机构，其特征在于，

还具有空气绝缘开关机构，该空气绝缘开关机构具有有切断以及断路功能的开闭器部和与所述开闭器部连接的母线，

一端与所述母线复原构件连接的母线连接构件的另一端，与所述空气绝缘开关机构的母线连接。

7.根据权利要求6所述的真空绝缘开关机构，其特征在于，

所述母线连接构件的另一端，通过连接导体与所述空气绝缘开关机构的裸母线导体连接。

8.根据权利要求6或7所述的真空绝缘开关机构，其特征在于，

在所述母线连接构件的另一端，设置有由绝缘物构成的、在内部导体的外周上有褶皱状结构的空气绝缘封端。