CN1028932C - 气体断路器 - Google Patents

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Abstract

三相共箱式气体断路器，包括一个充有绝缘气体的接地箱和组合装配的三相断路单元组件。每个组件包括一对固定、活动触头和与之并联连接的一个电容器及一个合闸电阻。三相断路单元在箱内以圆周间隔关系相配置并沿箱轴向延伸。每相的合闸电阻位于相连接的断路单元的一端，紧邻不同相的相邻断路单元，每相的电容器位于所边接断路单元的内侧或外侧，从而缩小所述接地箱的径向和轴向尺寸。

Description

本发明涉及一种三相共箱式气体断路器，特别是指用于诸如550KV的大电力***中且其有单断口合闸电阻和电容装置的三相共箱式气体断路器。
由于现代对电力需求的不断增长，高压和大容量电力***正成为关系重大的事情。相应地对变电所中的断路器的容器也提出更高的要求，要求切断更高的电压和更大的功率。在解决提高切断电路能力的同时，要求断路器的断口数量减少，以改进断路性能。较具体地说，例如在550KV线路上，能够切断50KA电流的双断口式断路器已投入了运行。可是，仍然存在对上述等级的单断口断路器的需求。这也适合于气体绝缘断路器的情况，例如，日本待审查的专利说明书2-46616中图15提出了这样一个单断口断路器，该断路器称为三相共箱式，其中三相各断路单元配合安装在一个共用气密箱中，因此减小了整个气体绝缘断路器的尺寸。
在该断路器中，为了处理550KV级别的大容量电力线路，与每相的断路单元并联连接一个限定合闸开关过电压的合闸电阻和一个限制瞬态恢复电压的电容器。
正如现有技术所描述的，这种断路器包括一个接地箱，在该箱内组装着用于三相电力的三相组件，每个组件包括一个断路单元，一个合闸电阻和一个电容器均与所述断路单元并联连接。具体地说，该合闸电阻是径向地安装在各断路单元的内侧，该电容器则安装在所述接地箱的中心区内，合闸电阻和电容器均处于一个筒状屏蔽件的屏蔽下。单断口功能要求一个断路单元配有一个电容器，其电容量与传统的用于双断口式断路器的电容量相吻合。此外，对用于550KV等级的大功率线路的断路器，所配合闸电阻长度为1米，而且要求由各电阻串联而成。因此，在现有技术的断路器中合闸电阻的布置，无法提供一个紧凑的断路器，造成断路器尺寸增大趋势的原因是由于所述合闸电阻的轴向尺寸大。
所以，本发明的目的是提供一种既容量大，结构紧凑，又具有缩小的轴向和径向尺寸的高压三相共箱断路器。
本发明的另一个目的是提供一种紧凑的三相共箱断路器。其箱体具有缩小的轴向和径向尺寸。
本发明的这些目的是通过一个三相共箱式断路器实现的，这个断路器包括一个内部充有绝缘气体的接地箱，一些用于三相电力的断路单元组件，这些组件装设在接地箱内并在其周围方向上布置;每个断路单元组件包括一个具有一个固定触头和一个活动触头的断路单元、电容器装置和合闸电阻装置;合闸电阻装置包括电阻元件和固定的及活动的电阻触点;断路单元组件的断路单元与接地箱圆周 隔开并且具有大体上平行于接地箱的纵轴延伸的纵向延伸轴;每个断路单元组件的电容器装置设置在接地箱径向上的内侧;每个断路单元组件的合闸电阻装置位于断路单元一侧，该侧与接地箱的圆周壁相邻;每个断路单元组件具有静止和活动部分，以及屏蔽件设置在每个对应断路单元组件的固定部分和活动部分周围;其特征在于，每个断路单元组件的屏蔽件在面向其它组件的表面和面向接地箱的表面上具有比所述屏蔽件的其它部分更大的曲率半径;每个断路单元组件的合闸电阻装置的电阻元件以平行于断路组件的至少一侧的方式设置;而电容器装置具有多个电容元件，它们被装入一个弓形横截面的绝缘隔框上所形成的各空腔里。
根据本发明的气体断路器，三相合闸电阻均装在一个圆周区域内，位于接地箱里所连接的断路单元附近，而电容器均装在所连接的断路单元的径向内侧，它们之间尽可能地靠近。因此，所述接地箱的轴向和径向尺寸可以减小，从而提供一个紧凑的气体断路器。
本发明的上述和其他目的、特点和优越性将在下面结合附图更多地得到说明。
图1是根据本发明气体断路器的一个实施例的纵向剖面图;
图2是沿图1的Ⅱ-Ⅱ线的剖视图;
图3是沿图2的Ⅲ-Ⅲ线的剖面图;
图4是根据本发明气体断路器的另一个实施例的横向剖面图;
图5是沿图4的Ⅴ-Ⅴ线的剖视图。
下面根据附图介绍本发明的一个实施例。
现在参考附图，其中，各图中使用的相同参考号表示相同部件，特别是请参照图1-3。根据本发明，一个接地箱1包括引线区1A和1B，它们从箱壁径向地向外突出，一个在箱的上半部，另一个在箱的下半部。这些引线区1A、1B由绝缘隔离层2A、2B作气密性闭封。一个用于操作或驱动断路单元的操作机构3，驱动机构装在接地箱1的下部，接地箱1内充有一种灭弧气体，并且容纳三个三相电力喷气型断路单元4、5、6，从图2中更清楚地看出该喷气型断路单元4、5、6大体上设置成120°间隔。
在图1-3的实施例中，断路单元4、5、6是如此设置，使其各自的纵轴在一个垂直方向延伸。因此，每个断路单元4、5、6包括一个固定触头7和在固定触头7相对端设置的动触头8。固定触头7与一个上引线8相连接，动触头8和一个下引线10相连接。三相动触头8由操作机构3的操作而与相关联的固定触头接触和脱离。动触头8和固定触头7分离产生的电弧由一个气体压缩装置或喷气气缸11产生的高压气体吹灭。
每个断路单元4-6上均装有限制瞬态恢复电压的电容器装置12和限制合闸开关过电压的合闸电阻13。所述电容装置12包括电容和电阻的固定构件12A、12B，它们同时也是起连接作用的导体，这两个构件分别装在固定触头7和动触头8上，一个绝缘隔框12C位于两个固定构件12A和12B之间，并具有轴向排成行的诸空腔， 一组电容器元件12D装入该绝缘隔框的这些空腔中。该绝缘隔框12C排除了断路时所产生的热气流的影响，并且改善了不同相间的绝缘。为了能有效地利用接地箱内的有限空间，该电容器装置12具有弓形的横截面，并且径向地装在断路器4、5和6的内侧。每个合闸电阻具有与活动触头8相连的一个活动电阻触点13A，还具有一个连接到固定触头7上的静止电阻触点13B，以及电阻器元件13C被提供在静止电阻接触头13B和固定触头7之间。为了使轴向的尺寸缩至最小，该是电阻器13由电阻元件叠层分为两组构成，这两组元件布置在每个断路单元4、5和6的两侧，由电阻固定构件13D和电容和电阻固定构件12A将其支撑和连接。这些构件也起导体的连接作用，这可从图2及图3看出。从图2可以清楚地得知，各相电阻器13的电阻元件13C是布置在接地箱1的圆周方向上，而不是在轴向上。采用这种布置方式可有效地减小接地箱1的径向和轴向尺寸。参看图2，每个断路单元4-6均装有一个可遮蔽住断路单元固定端、即固定触头7的电场削弱屏蔽部件14，该屏蔽件还可遮蔽住合闸电阻的固定电阻触点13B、合闸电阻的电阻器元件13C和一部分电容器12，另一个屏蔽件15位于断路单元4、5和6的可运动侧，从而部分地屏蔽住动触头8和另一部分电容器12。每个屏蔽部件在朝向其它相的部分和朝向接地箱壁的部分，具有比其它部分更大的曲率半径，因此展示出一个椭圆形截面。
接地箱1上在各断路单元4-6的附近区域具有人工维修口 16。
在这个图1-3所示的实施例中，合闸电阻13的电阻元件13C被分成两组布置在有关的各断路单元4、5和6之一的两侧，而且沿断路单元轴向平行延伸，由于电阻元件13C这样的装配方式，抑制了接地箱1径向和轴向尺寸的增加。具体地说，所述接地箱1的尺寸与常规的三相共箱式气体断路器相比降低70%。另外，电容器12的绝缘隔框有效地防止了断路操作时各不同相所产生的热气体的混合现象，从而保持了不同相间的绝缘水平不被降低。更进一步说，借助于人工维修口16的存在，可以实现对断路单元的零部件方便灵活地进行检查和更换。
图4和5的实施例尤其适用于合闸电阻具有较大容量的情况。合闸电阻13C被分成三组并行地装在所相关的每个断路单元4、5和6的一端，并且由固定构件3G-13J加以支撑固定，上述固定构件也起到连接导线的作用。
可以清楚地看出，图4和图5的实施例与图1-3的实施例具有相同的优点和积极效果。
本发明所描述的实施例均具有缩小的接地箱尺寸，因此可以便于用在一个气体绝缘开关设备中，母线的长度有可能缩短，从而能够减小所述开关设备的尺寸和降低成本。
根据本发明，各断路单元的合闸电阻是安置在有关的断路单元的侧面，依靠这一措施，接地箱的尺寸不仅在轴向上，而且在径向上 均可缩小。因此本发明可提供一种具有最小箱体尺寸的三相共箱式气体断路器。

Claims (3)

1、三相共箱式气体断路器，包括：
一个内部充有绝缘气体的接地箱，
一些用于三相电力的断路单元组件，所述组件装设在接地箱内并在其周围方向上布置；
每个断路单元组件包括一个具有一个固定触头和一个活动触头的断路单元、电容器装置和合闸电阻装置，所述合闸电阻装置包括电阻元件和固定的及活动的电阻触点；
所述断路单元组件的断路单元与接地箱圆周隔开并且具有大体上平行于接地箱的纵轴延伸的纵向延伸轴；每个断路单元组件的电容器装置设置在所述接地箱径向上的内侧；所述每个断路单元组件的合闸电阻装置位于断路单元一侧，该侧与接地箱的圆周壁相邻；每个断路单元组件具有静止和活动部分，以及屏蔽件设置在每个对应断路单元组件的固定部分和活动部分周围；
其特征在于，
每个断路单元组件的所述屏蔽件在面向其它组件的表面和面向接地箱的表面上具有比所述屏蔽件的其它部分更大的曲率半径；
每个断路单元组件的所述合闸电阻装置的电阻元件以平行于断路组件的至少一侧的方式设置；
每个断路单元组件的所述电容器装置具有多个电容元件，它们被装入一个弓形横截面的绝缘隔框上所形成的各空腔里。
2、根据权利要求1的气体断路器，其特征在于所述屏蔽件各自具有椭圆形横截面。
3、根据权利要求1的气体断路器，其特征在于每一断路单元组件的所述合闸电阻装置的所述电阻元件与该断路单元组件的两侧均平行。
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