CN110829327B - 母线扩建装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种母线扩建装置，包括：主体母线筒，其中设置有隔离绝缘子，将主体母线筒分为相互隔离的第一气室和第二气室；连接导体，设置在主体母线筒中，两端分别用于与前期设备、后期设备相连；第一、二气室中分别设置有控制连接导体通断的隔离开关；第一、二气室内分别设置有独立控制对应隔离开关动作的操动机构，或者，两气室中的隔离开关在气室外联动且共用一个操动机构。使用隔离绝缘子将主体母线筒分成两个相互隔离的气室，并且将连接导体中的隔离开关分别设置在第一、二气室中，形成了两个相互独立，互不影响的隔离断口单元，增加了气体绝缘的安全裕度，提高了母线扩建装置整体的安全性。

Description

母线扩建装置

技术领域

本发明涉及一种母线扩建装置。

背景技术

随着电力行业的发展，发电，输电、变电在国民经济中的重要性变得尤其重要，而在目前在各变电站GIS建设过程中，由于项目前期规划等一系列因素影响，部分GIS母线无法在工程施工中二次性安装完毕，因此需要通过二期扩建工程对母线进行扩建。由于扩建母线需和原运行母线进行对接以及交接试捡，按照现有主流厂家的GIS结构设计，在该过程均需要对原母线分别停电两次，将给变电站设备运行造成巨大的运行风险并带来较大的停电经济损失。

为了消除GIS母线扩建时依赖整体母线停电的弊端，技术人员会在一期工程扩建时就预留有供二期工程连接的接口，在需要扩建时利用接口与一期工程连接。申请公布号为CN107240883A，申请公布日为2017.10.10的专利申请文件所公开了一种GIS不停电扩建母线用功能模块，能够实现GIS不停电扩建。该功能模块包括壳体，壳体内于同一个气室中设置有双断口开关装置，双断口开关装置一端用于与一期设备连接，另一端与二期设备连接。扩建时，双断口开关均处于分闸状态，功能模块与一期设备、二期设备完成连接之后，双断口开关进行合闸操作，使二期设备通过功能模块与一期设备导通。

该功能模块能够实现在GIS母线扩建安装时，原运行母线不需停电而对二期设备进行对接安装，但其中也存在一些缺陷：双断口开关装置位于壳体的第一气室中，当双断口开关装置中的第一断口发生放电故障时，故障区域的绝缘气体和固体绝缘材料在热和电的作用下会产生不良分解物，而这些不良分解物将污染整个第一气室，使气体绝缘性能下降，引发第二断口绝缘击穿，进而造成整个装置电气隔离失效，使用时安全性较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种母线扩建装置，能够解决现有技术中GIS不停电扩建设备使用时安全性差的问题。

为实现上述目的，本发明中母线扩建装置采用如下技术方案：

母线扩建装置，包括：

主体母线筒，其中设置有隔离绝缘子，将主体母线筒分为相互隔离的第一气室和第二气室；

连接导体，设置在主体母线筒中，两端分别用于与前期设备、后期设备相连；第一、二气室中分别设置有控制连接导体通断的隔离开关；

第一、二气室内分别设置有独立控制对应隔离开关动作的操动机构，或者，两气室中的隔离开关在气室外联动且共用一个操动机构。

其有益效果在于：使用隔离绝缘子将主体母线筒分成两个相互隔离的气室，并且将连接导体中的隔离开关分别设置在第一、二气室中，形成了两个相互独立，互不影响的隔离断口单元，增加了气体绝缘的安全裕度，提高了母线扩建装置整体的安全性。

进一步的，所述隔离绝缘子为盘式绝缘子。

其有益效果在于：结构简单，便于安装。

进一步的，主体母线筒为分体式结构。

其有益效果在于：便于操作人员对第一气室、第二气室进行组装，减小了装配难度。

进一步的，主体母线筒包括四段依次连接的分支母线筒，靠近主体母线筒首尾两端的分支母线筒两两组合以分别围成第一气室、第二气室。

其有益效果在于：由两两分支母线筒组合形成第一气室、第二气室，操作人员能够利用分支母线筒在未对合时组装隔离绝缘子及导电杆，减小了装配难度。

进一步的，母线扩建装置还包括背向前期设备设置的扩建端母线筒，扩建端母线筒与主体母线筒之间设置有实现两者隔离的扩建端绝缘子。

其有益效果在于：设置扩建端母线筒，在操作人员需要进行扩建时，直接将扩建端母线筒与二期设备连接，操作简单，减少了任务量。

进一步的，扩建端绝缘子中安装有金属嵌件，金属嵌件上连接有背向前期设备延伸的扩建导体，扩建导体为插座结构，插座结构的底部与金属嵌件连接，插孔内插设有可拆导电杆。

其有益效果在于：插设可拆导电杆，可以使母线扩建装置在未与后期设备连接时带电运行，避免在扩建时对母线扩建装置进行检测，提高了对接效率。

进一步的，可拆导电杆背向金属嵌件的端部为球面结构。

其有益效果在于：可拆导电杆端部的球面结构能够在母线扩建装置通电时优化该处的电场强度。

进一步的，扩建端母线筒上设置有临时接地开关，临时接地开关包括设置在扩建端母线筒上的导向座，导向座中设有沿扩建端母线筒径向延伸的导向通道，导向通道中可拆设置有用于连通扩建导体与扩建端母线筒的导电插杆。

其有益效果在于：设置导电插杆来导通扩建导体与扩建端母线筒，结构简单，便于操作。

进一步的，导电插杆上与扩建导体接触的端部设置有弹性顶压头。

其有益效果在于：在导电插杆的端部设置弹性顶压头，能够保证与扩建导体的紧密接触且不会划伤扩建导体表面。

进一步的，导电插杆与导向座之间设置有锁定导电插杆位置的锁定结构。

其有益效果在于：设置锁定结构能够保证导电插杆位置的准确性。

附图说明

图1为本发明中母线扩建装置的结构示意图；

图2为本发明中母线扩建装置中第一气室部分的结构示意图；

图3为本发明中母线扩建装置与一期设备配合时的结构示意图；

图4为本发明中母线扩建装置分别与一期设备、二期设备配合时的结构示意图；

图5为图3中沿A-A线的剖视图；

图6为图3中沿B-B线的剖视图；

图7为图6中C处放大图；

图8为图3中沿D-D线的剖视图；

图中：10-母线扩建装置；11-主体母线筒；111-第一气室；1111-第一静端导体；1112-第一动端导体；1113-静触头；1114-动触头；1115-联动杆；112-第二气室；1121-第二静端导体；1122-第二动端导体；113-筒体A；114-筒体B；115-筒体C；116-筒体D；12-过渡筒体；121-插座A；122-过渡导体；13-扩建端母线筒；131-插座B；132-可拆导电杆；133-封盖；134-导向座；14-盘式绝缘子B；15-盘式绝缘子A；16-盘式绝缘子C；17-盘式绝缘子D；18-接地开关；181-导电杆；182-导电片；19-临时接地开关；191-导向套；192-导电插杆；193-弹簧；194-弹性顶压头；195-锁杆；196锁槽；20-一期设备；30-转接母线筒；301-转接导体；40-二期设备。

具体实施方式

现结合附图来对本发明中母线扩建装置的具体实施方式进行说明。

本发明中的母线扩建装置用于变电站的GIS设备母线扩建中，使用时与变电站的一期设备相连，在需要扩建二次设备时，可以直接通过该扩建装置与一期设备连通，并且一期设备通过该扩建装置可以实现不停电运行。如图1及图3所示，为本发明中母线扩建装置的一种实施例：变电站在建设一期设备20时，就将母线扩建装置10与一期设备20连接，母线扩建装置10中预留的二期设备40接口在需要连接二期设备40时启用。

母线扩建装置10包括作为主体的主体母线筒11，主体母线筒11为分体式结构，由四段分支母线筒组合而成，具体包括沿轴向依次排列组合的筒体A113、筒体B114、筒体C115及筒体D116。筒体A113靠近一期设备20布置，筒体D116靠近二期设备40布置，筒体A113与筒体B114之间、筒体C115与筒体D116之间通过法兰连接，而筒体B114与筒体C115之间设置有作为隔离绝缘子的盘式绝缘子A15，盘式绝缘子A15将主体母线筒11整体分隔成两个互不相通的两部分，分别为靠近一期设备20的第一气室111和靠近二期设备40的第二气室112。

如图2所示，在主体母线筒11内贯穿设置有连接导体，连接导体有三支，对应于母线的三相，这三支连接导体以共箱的方式布置。筒体A113朝向第一设备的对接口处设置有盘式绝缘子B14，而位于第一气室111内的连接导体为分体式结构，包括第一静端导体1111和第一动端导体1112：第一静端导体1111连接在盘式绝缘子B14的金属嵌件上，具有朝向第一动端导体1112设置的插接腔，插接腔内设置有静触头1113，而在插接腔的腔壁上设置有环槽，环槽中嵌设有触指。第一动端导体1112与第一静端导体1111间隔布置，具有朝向第一静端导体1111设置的动触头1114，动触头1114在第一动端导体1112中齿轮-齿条驱动机构的带动下能够进出插接腔，与插接腔内的静触头1114结合、分离以实现分合闸。第一动端导体1112、第一静端导体1111上的动、静触头形成了第一气室111中的隔离开关。

在第二气室112中同样设置有第二动端导体1122和第二静端导体1121，两导体上设置有作为第二气室112中隔离开关的动触头和静触头，其结构与第一气室111中动、静触头结构相同，不再重复说明。而第一气室111中的第一动端导体1112端部连接在盘式绝缘子A15中的金属嵌件上，第二气室112中的第二静端导体1121端部也连接在盘式绝缘子A15中的金属嵌件上，当两气室中的隔离开关同时处于合闸状态时，两气室中的连接导体通过盘式绝缘子A15中金属嵌件导通。第二气室112中的第二动端导体1122背离动触头的端部连接在第二气室112开口处的盘式绝缘子C16上。

在筒体A113上还设置有用于导通连接导体与筒体的接地开关18，接地开关18具有在竖直方向上伸缩的导电杆181，第一动端导体1112于导电杆181的正下方处设置有供导电杆181***的插接腔，导电杆181***后能够通过接地开关18中的导电片182连通筒体与第一动端导体1112，实现接地功能。

第一气室111、第二气室112中的隔离开关均具有各自的操动机构，操作人员可以分别对两隔离开关进行控制。以第一气室111中的操动机构为例，如图8所示，在第一气室中设置有沿水平方向延伸的联动杆1115，联动杆1115上止转装配有三个与三相的动触头1114啮合传动的齿轮，当联动杆1115转动时会同时带动三相的动触头1114向外伸或向内锁，对应实现分闸或合闸动作。第二气室112中的操动机构与第一气室111中操动机构相同，均具有沿水平方向布置的联动杆，通过联动杆来带动三相动触头动作，因此不再重复说明。

主体母线筒11靠近二期设备40的一端，还设置有过渡筒体12，过渡筒体12与主体母线筒11之间设置有上述的盘式绝缘子C16，盘式绝缘子C16中的金属嵌件一端与第二气室112中的连接导体相连，另一端与位于过渡筒体12中的插座A121相连。过渡筒体12的背向主体母线筒11的一端设置有盘式绝缘子D17，盘式绝缘子D17中金属嵌件上连接有***到插座A121中的过渡导体122。

过渡筒体12通过作为扩建端绝缘子的盘式绝缘子D17连接有扩建端母线筒13，扩建端母线筒13具有为二期设备40预留的接口。在进行二期设备40建设时，该接口与二期设备40对接，在未启用扩建端母线筒13时，接口处设置有可拆的封盖133。在扩建端母线筒13内设置有与二期设备40导电连接的插座B131，插座B131作为扩建导体，具有插接腔，其背向插接腔的一端与盘式绝缘子D17中金属嵌件连接。在插座B131中插设有可拆导电杆132，同样在需要对而其设备进行扩建时，将可拆导电杆132从插座B131中拔出，将二期设备40的导电杆181***插座B131中。其中可拆导电杆132的端部设置有球面结构，在母线扩建装置10通电时球面结构能够优化该处的电场强度。

如图6及图7所示，在扩建端母线筒13上设置有临时接地开关19，在对二期设备40进行扩建时，用于连接扩建端母线筒13与二期设备40中***插座B131中的导体，实现接地功能来保证施工安全。临时接地开关19包括设置在扩建端母线筒13上的导向座134，导向座134的开口中设置有导向套191，导向套191中设置有连通扩建端母线筒13内外两侧的导向孔，导向孔中滑动设置有导电插杆192，导电插杆192的端部通过弹簧193设置有弹性顶压头194，导电插杆192沿着导向孔朝向扩建端母线筒13内导体移动时，弹性顶压头194能够弹性顶压在导体上，因为母线扩建装置10中的导体设置有三相，因此临时接地开关19设置有三组，分别与每相导体适配。

为保证导电插杆192与导体的稳定接触，在导向套191上设置有锁槽196，当导电插杆192运动到位后，在导电插杆192轴向上转动，导电插杆192上的锁杆195会进入到导向套191的锁槽196中实现导电插杆192位置的锁定。在扩建完毕后，将导向套191连同导电插杆192从导向座134中取下，并使用盖板连接在导向座134上对其开口进行封堵。

如图5所示，操作人员使用本发明中母线扩建装置10时，在一期设备20与主体母线筒11之间设置转接母线筒30，转接母线筒30的筒体中设置有连接一期设备20与母线扩建装置10中连接导体的转接导体301，操作人员可以根据三相导体布置的方式及尺寸对转接母线筒30进行更换，来使母线扩建装置10适配更多类型的一期设备20。

如图4所示，在建设一期设备20时，直接将母线扩建装置10与一期设备20连接，在一期设备20运行时，连通第一气室111、第二气室112中的两组隔离开关，使母线扩建装置10同样处于带电状态，这样做是使母线扩建装置10随一期设备20带电运行，避免母线扩建装置10闲置，减少在扩建时对母线扩建装置10的检测环节。在需要扩建二期设备40时，将第一气室111中隔离开关、接地开关18分闸，第二气室112中的隔离开关合闸，使母线扩建装置10处于热备用状态。主体母线筒11、过渡筒体12及扩建端母线筒13中均充入有额定压力的绝缘气体。

扩建时，将二期设备40与母线扩建装置10连接，先将第一气室111、第二气室112中的隔离开关调整至分闸状态，将接地开关18分闸。然后将导向套191安装在导向座134上组成临时接地开关19，并使临时接地开关19处于导通状态。后序过程中需要对母线扩建装置10中绝缘气体的气压进行调整，即将扩建端母线筒13中的绝缘气体全部抽出，降低过渡筒体12内的气压，使过渡筒体12内气压与主体母线筒11内气压形成阶梯。拆除扩建端母线筒13的封盖133，并将可拆导电杆132从插座A121中抽出，将二期设备40的壳体与扩建端母线筒13连接，二期设备40中导电杆181***到插座A121中，实现母线扩建装置10与二期设备40的物理连接。

之后，移除临时接地开关19，保证母线扩建装置10的气密性，恢复过渡筒体12、扩建端母线筒13中的气压，使各筒体内的导体能够处于可靠的绝缘环境中。在扩建过程中，未关闭一期设备20，从而实现一期设备20未停电而扩建二期设备40。施工完成后，闭合第一气室111、第二气室112中的隔离开关，使一期设备20与二期设备40导通，完成二期设备40的扩建并线。

扩建过程中，需要对扩建的一端做工频耐压试验，本实施例中两个气室中独立的隔离开关作为两个独立的断口串联，一起承受一侧运动电压、另一侧试验电压，由于两个独立断口共同作用，在做耐压实验时，能够最大限度利用和发挥双断口隔离的功效，击穿电压大大加强，可靠性也进一步得到提高。

本实施例中，一期设备20采用的是双母线，所以母线扩建装置10设置有两个，分别连接在一期设备20、二期设备40的对应母线间隔之间。此时利用母线扩建装置10能够作为一期、二期设备40之间的母线隔离分段间隔，形成了双母线分段的布置形式。当其中一段母线出现故障时，将该段母线中的两组隔离开关断开，接地开关18合闸，使另一段母线的工作不受影响。当检修完成或故障排除后，隔离开关合闸，使双母线同时带电恢复运行。

本发明中的母线扩建装置既可以用于GIS扩建，也可以用于GIL扩建。

在其他实施例中，主体母线筒还可以采用一体式结构。

在其他实施例中，隔离绝缘子还可以采用盆式绝缘子，能够增加爬电距离。

在其他实施例中，临时接地开关的位置可以进行调整，例如设置在主体母线筒处。

在其他实施例中，母线扩建装置中可以不再设置有扩建端母线筒，而是直接在母线扩建装置中预留有与二期设备连接的接口。

在其他实施例中，扩建端母线筒内不再设置有扩建导体，而是预留有实现隔离的空腔。

在其他实施例中，设置在扩建端母线筒内的可拆导电杆端部不局限于球面结构，还可以采用其他结构例如方柱形、圆盘形等。

以上所述的具体实施方式，对本发明的发明目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡是在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.母线扩建装置，其特征在于：包括

主体母线筒，其中设置有隔离绝缘子，将主体母线筒分为相互隔离的第一气室和第二气室；

连接导体，设置在主体母线筒中，两端分别用于与前期设备、后期设备相连；第一、二气室中分别设置有控制连接导体通断的隔离开关；

第一、二气室内分别设置有独立控制对应隔离开关动作的操动机构，或者，两气室中的隔离开关在气室外联动且共用一个操动机构；

母线扩建装置还包括背向前期设备设置的扩建端母线筒，扩建端母线筒与主体母线筒之间设置有实现两者隔离的扩建端绝缘子；

主体母线筒靠近后期设备的一端还设置有过渡筒体，过渡筒体与主体母线筒之间设置有隔离绝缘子，过渡筒体通过扩建端绝缘子与扩建端母线筒连接，扩建端母线筒具有为后期设备预留的接口，扩建时，将扩建端母线筒中的绝缘气体全部抽出，降低过渡筒体内的气压，使过渡筒体内气压与主体母线筒内气压形成阶梯。

2.根据权利要求1所述的母线扩建装置，其特征在于：所述隔离绝缘子为盘式绝缘子。

3.根据权利要求1或2所述的母线扩建装置，其特征在于：主体母线筒为分体式结构。

4.根据权利要求3所述的母线扩建装置，其特征在于：主体母线筒包括四段依次连接的分支母线筒，靠近主体母线筒首尾两端的分支母线筒两两组合以分别围成第一气室、第二气室。

5.根据权利要求1或2所述的母线扩建装置，其特征在于：扩建端绝缘子中安装有金属嵌件，金属嵌件上连接有背向前期设备延伸的扩建导体，扩建导体为插座结构，插座结构的底部与金属嵌件连接，插孔内插设有可拆导电杆。

6.根据权利要求5所述的母线扩建装置，其特征在于：可拆导电杆背向金属嵌件的端部为球面结构。

7.根据权利要求5所述的母线扩建装置，其特征在于：扩建端母线筒上设置有临时接地开关，临时接地开关包括设置在扩建端母线筒上的导向座，导向座中设有沿扩建端母线筒径向延伸的导向通道，导向通道中可拆设置有用于连通扩建导体与扩建端母线筒的导电插杆。

8.根据权利要求7所述的母线扩建装置，其特征在于：导电插杆上与扩建导体接触的端部设置有弹性顶压头。

9.根据权利要求7所述的母线扩建装置，其特征在于：导电插杆与导向座之间设置有锁定导电插杆位置的锁定结构。

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