CN1926734B - 压缩气体绝缘的隔离开关组件以及绝缘套管装置 - Google Patents

Abstract

一种高压露天绝缘套管装置(1)具有一个隔离开关组件，该隔离开关组件与一个露天绝缘套管形式的电绝缘外罩(10)相连。在该电绝缘外罩(6)和该隔离开关组件的法兰区域内设置一个伸出法兰(4)的管形电极(9)。由该电绝缘外罩(10)和该开关组件的壳体(2)构成一个共同的气腔。

Description

压缩气体绝缘的隔离开关组件以及绝缘套管装置

技术领域

本发明涉及一种压缩气体绝缘的隔离开关组件，其具有一个导电的壳体和一个主轴线，沿着该主轴线分别延伸着与隔离开关间隔相连接的第一导电相线和第二导电相线。

背景技术

一种此类压缩气体绝缘的隔离开关组件例如已由美国专利说明书US6,538,224 B2公开。在这种已知结构中，将一个断路器的断续器单元布置在一个接地的封闭壳体内。在该封闭壳体上设置了一些法兰，用于那些以触点接通方式连接到该断续器单元的电导线穿过。在这些法兰上分别法兰连接一个隔离开关组件。借助于这些隔离开关组件可以将引入的电导线与所述断续器单元断电分开。所述隔离开关组件借助于一些屏形绝缘子与断路器封闭壳体的相邻被压缩气体绝缘区域或者与邻接的露天绝缘套管分隔开。因为露天绝缘套管不再直接法兰连接在所述封闭壳体上，因此露天接头的位置可以围绕着所述隔离开关组件的长度变化。

一个装备有此类隔离开关组件的断路器例如可以不再装入标准的配电装置中。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种如本说明书开始部分所提到的那一类压缩气体绝缘的隔离开关组件，其具有一个较小的结构长度。

按照本发明，上述技术问题在本说明书开始部分所提到的那一类压缩气体绝缘的隔离开关组件中是这样解决的：所述第一相线穿过所述隔离开关壳体的第一法兰，所述第二相线穿过所述隔离开关壳体的第二法兰；一个管形电极与所述隔离开关组件的壳体直接地相连，该管形电极同轴地围绕第一相线，且设置在第一法兰的径向内侧面上，并伸出该第一法兰。

第一法兰的法兰面被管形电极绝缘屏蔽。由此可以达到将所述隔离开关组件的壳体小体积地直接围绕所述隔离开关的隔离开关间隔布置。因而决定结构尺寸的绝缘距离就被缩短了。

可以采用另一种优选的结构：与第一法兰同轴地设置在该壳体另一相对置端部上的第二法兰在其外侧面上具有一个接纳装置，可将一个环形互感器安装到该接纳装置上。

通过同轴设置第一法兰和第二法兰使所述隔离开关组件形成一种纵向拉长的形状。所有用于构成隔离开关组件所需的配件均可以沿主轴线延伸。第二法兰除了其法兰功能外还可以在其外侧面上具有一个用于安装环形互感器的接纳装置。从而就有可能将所述隔离开关组件装配成分组装件。

在此，还可以优选将第二法兰设置在一个至少部分支承所述互感器的管形接头的端部。

通过将所述第二法兰与一个管形接头组合可以减小隔离开关组件的结构高度。可以选择加装在中间壳体或一个对接法兰上的互感器现在配置给该隔离开关组件。由此，可以减少所需要的法兰连接的数量。这种法兰连接数量的减少可以实现减小隔离开关组件的整体结构长度。

另外，还可以优选成第一法兰和第二法兰是环形的，且第一法兰具有比第二法兰大的周长。

在与第一法兰相比减小第二法兰的周长时，就可以顺利地将一个环形互感器套装到第二法兰上。互感器的外轮廓大约相当于第一法兰的外轮廓。由此，在所述隔离开关组件的整体结构上就形成了一个从外部看近似圆柱形的外形。这样就避免采用个别外突部件。同时在第一法兰的区域内提供一个充足的空间，以便以合适的方式构成所述管形电极。

还可以采用另一种优选结构：所述电极由所述壳体支承，尤其是铸成一体。

为了使壳体具有足够的抗压强度，该壳体必须由一种机械性能稳定的材料、例如铝制成。该壳体似乎成为一种供所有固定或安装在其上的部件、例如隔离开关间隔件和互感器使用的支架。通过第一法兰或第二法兰将机械力导入到所述壳体结构中。将所述电极铸到所述壳体上允许采用对制造该壳体来说特别有效的生产工艺。这样的话，例如可以将其作为整体铸件来制造。这样一来，还可以制造所述壳体细微部分(feingliedrig)的结构。

可以采用另一种优选结构：两导电相线之一可借助于一个位于该壳体内的接地开关来接地。

向所述由壳体围成的内腔提供压缩气体。因此，在机械学上此内腔从外部是不能接近的。在误操作接地开关时会产生可能损害操作人员健康的故障电弧。从该壳体内部几乎不可能出现故障电弧。尤其是用手操作接地开关时几乎排除了对操作人员的这种伤害。但是也可以采用多个接地开关，以便例如将第一相线和第二相线接地。

在本说明书开始部分所描述的现有技术中，为了将电导线连接到所述断路器的断续器单元上而采用了露天绝缘套管，这种已知的隔离开关组件的传统结构迫使要将隔离开关组件安装到一个露天绝缘套管和断路器封闭壳体的连接法兰之间。

本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种绝缘套管装置，该绝缘套管装置具有一个带有紧凑结构形式隔离开关间隔的隔离开关。

按照本发明，对于具有一个带有隔离开关间隔(其以压缩气体绝缘的方式设置在一个导电的壳体内)的隔离开关的绝缘套管装置，上述技术问题是这样解决的：以法兰连接方式连接到壳体上的露天绝缘套管形式的电绝缘外罩被一根穿过该外罩的第一相线通过，该第一相线在其一端与隔离开关间隔的一个开关触头相连，其中，该壳体和该外罩环绕一个共同的气腔。

该共同的气腔可以实现取消采用屏形绝缘子。这类屏形绝缘子将一个带有隔离开关的绝缘套管的结构体积分别增大了所需要的法兰或绝缘隔板的结构高度。隔离开关间隔的开关触头与第一相线的连接可以使隔离开关间隔与第一相线彼此之间具有足够的机械稳定性。例如第一相线可以在其穿过所述外罩的罩壁的区域内固定在该绝缘外罩上。另外，通过所述共同的气腔可以让结构部件共同利用导电壳体的一些部段。如果将所述气腔严格地分隔和划分成各个气腔，将难以如此灵活地利用该壳体的内部空间。

另外，可以优选，第一相线借助一个柱状支座绝缘子支撑在所述壳体上。

根据对所述隔离开关和所述第一相线的结构设计情况，可以极为灵活地将柱状支座绝缘子设置在壳体的内部。在此，可以规定，直接将柱状支座绝缘子设置在第一相线处，或者也可以优选规定，将第一相线通过所述隔离开关的开关触头支撑。

通过在所述壳体的内部共同利用柱状支座绝缘子可以减少柱状支座绝缘子本身的数量。由此，在该壳体内又产生一些可以用于安放其他组件，例如导线组、开关触头或者还有接地触头的备用空间，。

另外，还可以优选使所述气腔一直延伸到该壳体的一个管形接头中，围绕该管形接头安装环形互感器。

用气腔的压缩气体填充管形接头也可以提高该区域的介电强度。填充压缩气体可以实现减小管形接头的周长。由此产生了将传统的带有标准开孔的环形互感器套装到该壳体的管形接头上的可能性。

另外，还可以优选使一个电极与第一相线同轴地延伸，且该电极屏蔽该绝缘外罩与该壳体的连接区域。

该电极的应用允许减小从接地壳体到绝缘外罩的过渡区域。在此，该电极这样影响电场，即该电绝缘外罩与第一法兰的壳体之间的连接区域不再承受不允许的电负荷。

附图说明

下面借助于在附图中示出的一种实施方式简略地表示本发明并且对其进行详细阐述。附图中：

图1表示一个包括隔离开关组件在内的绝缘套管装置的第一种实施方式；

图2表示一个包括隔离开关组件在内的绝缘套管装置的第二种实施方式；

图3表示一个包括隔离开关组件在内的绝缘套管装置的第三种实施方式；

图4表示一个包括隔离开关组件在内的绝缘套管装置的第四种实施方式；

图5表示一个包括隔离开关组件在内的绝缘套管装置的第五种实施方式；

图6表示一个包括隔离开关组件在内的绝缘套管装置的第六种实施方式。

具体实施方式

图1表示出一个绝缘套管装置1的第一种实施方式。该绝缘套管装置1具有一个压缩气体绝缘的隔离开关壳体2。该隔离开关壳体2基本上围绕着一主轴线3旋转对称地布置。在该隔离开关壳体2上与该主轴线3同轴地设置一个第一法兰4。在该隔离开关壳体2背离所述第一法兰4的方向上同样地设置一个与该主轴线3同轴的第二法兰5。该第二法兰5布置在所述隔离开关壳体2的一个管形接头6的端部。另外沿着主轴线3设置一根第一导电相线7和一根第二导电相线8。该第一导电相线7穿过所述第一法兰4通入到隔离开关壳体2的内部。第二导电相线8穿过所述第二法兰5通入到所述隔离开关壳体2的内部。两根导电相线7、8彼此同轴布置。

沿着第一法兰4径向内侧在所述隔离开关壳体2上设置一个管形电极9。管形电极9环绕第一导电相线7。一个电绝缘外罩10以法兰连接方式连接到第一法兰4上。该电绝缘外罩10以公知的方式按照一个露天绝缘套管的形式设计。外罩10例如可以用陶瓷或塑料制成。电绝缘外罩10是一个旋转对称的、与主轴线3同轴布置的空心体。所述第一导电相线7贯穿该电绝缘外罩10的自由端。第一相线7在该电绝缘外罩10之外形成一个第一连接点11。在该第一连接点上例如可以导电连接一根明线。

管形电极9成一体地与所述隔离开关壳体2相连接，且在制造该隔离开关壳体2的铸造工艺中一体铸成。

在隔离开关壳体2的内部布置一个隔离开关间隔12。该隔离开关间隔12具有一个第一开关触头13，其借助于一个支座绝缘子14位置固定地支撑在所述隔离开关壳体2上。另外，隔离开关间隔12具有一个可运动的开关触头15。该可运动的开关触头15设计成柱销状。通过一根电绝缘轴16可以将一种旋转运动从所述隔离开关壳体2外部传输到该隔离开关壳体2内部。在所述电绝缘轴16上安装一个小齿轮，该小齿轮与设置在所述可运动隔离开关触头15上的啮合齿处于有效啮合连接。在所述电绝缘轴16相应地进行旋转运动时，可运动的隔离开关触头15将进行移动。在隔离开关间隔12处于断开状态时，可运动的隔离开关触头15进入到所述第二导电相线8的一个凹槽内。该可运动的隔离开关触头15位于所述第二导电相线8上。对该第二导电相线8和可运动的隔离开关触头15的支承是通过另一个支座绝缘子14a实现的。

为了监控流过所述第一和第二导电相线7、8的电流，第二法兰5设有一接纳装置，可将一个电流互感器17推移到该接纳装置上。为此第二法兰5的外周面设计为圆柱形。此时所述环形互感器至少可以局部地安装在这样形成的圆柱形外表面上。另外，在所述管形接头6上也成形有另一个圆柱形环绕的外表面18。该环形互感器17辅助地支承在该圆柱形环绕的外表面18上。该圆柱形环绕的外表面18直接连接在所述压缩气体绝缘的隔离开关壳体2的一个突出部段上，因此形成了一个限制将所述环形电流互感器推移到所述管接头6上的止挡。在所述圆柱形环绕的外表面18与第二法兰5之间的管形接头6的壁厚减小，因此形成了一个环形的凹槽。通过该凹槽更易于推移所述环形电流互感器17。另外，这个空间可用于循环冷却介质。借助于第二接头5可以将绝缘套管装置连接到一个第二封闭壳体、例如一个高压断路器的封闭壳体上。

此外，隔离开关壳体2具有光学透明的、但气密封的观察孔19。这些观察孔19允许从该压缩气体绝缘的隔离开关壳体2的外部观察所述隔离开关间隔12。

由压缩气体绝缘的隔离开关壳体2和电绝缘外罩10以及管形接头6构成的空间体积形成一个共同的气腔。该气腔充有一种处于加压下的绝缘气体、例如六氟化硫。可以使绝缘气体基于对流例如从管形接头6通过隔离开关壳体2一直循环到所述电绝缘外罩10的自由端区域内。

在图2中示出了一个绝缘套管装置实施方式的变化形式。该实施方式基本上相当于图1中所示的实施方式。因此现在只需要指出独特的设计之处。与图1中相同作用的部件采用相同的附图标记。压缩气体绝缘的隔离开关壳体2附加地设有一个接地开关20。该接地开关20具有一个接地触头20a，该接地触头20a持续地与所述导电的、具有地电位的隔离开关壳体2相接通。该接地触头20a可相对于主轴线3的径向移动。在所述位置固定的开关触头13(在本实施例中该开关触头固定在第二导电相线8上)上为该接地触头20a对应配设一个静止触头。通过该静止触头和所述位置固定的开关触头13可以将所述第二导电相线8接地。与图1所示实施方式相比，对于所述隔离开关间隔12而言，将位置固定的开关触头13和可运动的开关触头15的安装位置进行了对换。

图3所示绝缘套管装置第三种实施方式示出了隔离开关间隔12的可运动开关触头15的驱动装置的另一种不同的设计。该可运动的开关触头15可借助一个可摆动支撑的摇臂21来移动。另外，在该剖面图中示出了一个可手动操作的、安装在所述压缩气体绝缘的隔离开关壳体2上的接地开关22。一个接地触头22a借助一个波纹管23相对于所述压缩气体绝缘的隔离开关壳体2被密封。该接地触头22a在该波纹管23变形的情况下可移入到一个与所述可运动开关触头15以及所述第二导电相线8导电连接的静止触头中。

另外，从图3中可以获知所述管形电极9的不同的设计结构。由主轴线3来划分，一半示出了一种所述管形电极9为薄板体

的设计结构，该薄板体借助螺栓连接件可拧紧到隔离开关壳体2上。作为替换方式，另一半示出了一种所述管形电极9为铸造件的设计结构。另外，在该剖面图中可以看到，借助于一个配件体24将第一导电相线7穿过电绝缘外罩10。通过采用配件体24可以简便地在该第一导电相线的通过区域内实现对所述电绝缘外罩10的密封，因为该第一导电相线7***到了配件体24中。这样的话，避免在所述第一导电相线7通过电绝缘外罩10的区域内出现另外需要密封的接缝位置。

图4、5和6分别示出了对图1所示的绝缘套管装置实施方式作出进一步改进的实施方式。在图4、5和6中示出的绝缘套管装置的基本结构分别相当于图1所示的第一种实施方式。仅仅隔离开关的隔离开关间隔以及对应配设的接地装置各自设计成不同的结构。因此下文只涉及到各自的隔离开关间隔和接地装置的设计。

在图4中所示的隔离开关间隔25具有一个固定的开关触头13和一个可运动的开关触头15。所述可运动的开关触头15可通过一个摇臂26来移动。另外，通过该摇臂26可移动一个接地触头27。在所述隔离开关间隔作断开运动以及所述可运动的开关触头15进行与之相关的运动时，在该可运动的开关触头15到达断开位置后，摇臂26继续运动，由此可以使一个接地触头27进入到一个设置在隔离开关壳体2上的静止触头28中。通过使摇臂26超过行程，可以将第二导电相线8接地。此时，接地触头27沿着与所述主轴线3倾斜的方向运动。

图5示出所述隔离开关壳体2内的隔离开关间隔的另一种变化方式。所述可运动的触头30设计成一个可沿其纵轴线相对于主轴线3倾斜移动的柱销的形式。为此，采用一个可摆动支撑的摇臂31。其中，所述可运动的触头30在断开运动的过程中运动离开其断开位置，且背离所述隔离开关间隔的端部行进到一个位于所述隔离开关壳体2内的静止触头中。通过行进到静止触头中可以使第二导电相线8接地。

图6表示隔离开关间隔的另一种实施方式。在所述第二导电相线8上安装一个可运动的隔离开关触头40。该可运动的隔离开关触头40设计为可偏转的刀形，该刀形触头在其中间位置时被与第二导电相线8相连接的屏蔽罩遮盖。在接通所述隔离开关间隔时，可运动的隔离开关触头40进入到一个与第二导电相线相连接的槽缝形静止触头41中。在所述可运动的隔离开关触头40的断开过程中，该可运动的隔离开关触头40从所述静止触头41中偏转出来，并可以经过其中间位置进入到一个与所述隔离开关壳体2导电连接的静止触头中。通过该静止触头可以对第二导电相线8施以地电位。

可以将所述各种实施方式的细节特征相互组合，由此能够形成各种在图1至6中未示出的可变化的实施方式。

Claims (12)

1.一种压缩气体绝缘的隔离开关组件，其具有一个导电的壳体(2)和一个主轴线(3)，沿着该主轴线(3)分别延伸着与隔离开关间隔(12)相连接的第一导电相线和第二导电相线(7，8)，其特征在于：

-所述第一相线(7)穿过所述隔离开关壳体(2)的第一法兰(4)，

-所述第二相线(8)穿过所述隔离开关壳体(2)的第二法兰(5)，

-一个管形电极(9)与所述壳体(2)直接地相连，该管形电极(9)同轴地围绕所述第一相线(7)，且设置在所述第一法兰(4)的径向内侧，并伸出该第一法兰(4)，其中，第一法兰的法兰面被管形电极绝缘屏蔽。

2.按照权利要求1所述的压缩气体绝缘的隔离开关组件，其特征在于：所述与第一法兰(4)同轴地设置在所述壳体(2)另一相对置端部上的第二法兰(5)在其外侧面上具有一个接纳装置，一个环形互感器(17)能安装到该接纳装置上。

3.按照权利要求2所述的压缩气体绝缘的隔离开关组件，其特征在于：所述第二法兰(5)设置在一个至少部分支承所述互感器(17)的管形接头(6)的端部。

4.按照权利要求1所述的压缩气体绝缘的隔离开关组件，其特征在于：所述第一法兰和第二法兰(4，5)是环形的，且第一法兰(4)具有比第二法兰(5)大的周长。

5.按照权利要求1所述的压缩气体绝缘的隔离开关组件，其特征在于：所述电极(9)由所述壳体(2)支承。

6.按照权利要求1所述的压缩气体绝缘的隔离开关组件，其特征在于：所述电极(9)与所述壳体(2)铸成一体。

7.按照权利要求1所述的压缩气体绝缘的隔离开关组件，其特征在于：所述导电相线(7，8)之一能借助于一个接地开关(20)在所述壳体(2)内接地。

8.一种带有隔离开关的绝缘套管装置(1)，该隔离开关包括一个以压缩气体绝缘的方式设置在一个导电壳体(2)内的隔离开关间隔(12)和一个以法兰连接方式连接到所述壳体(2)上的露天绝缘套管形式的电绝缘外罩(10)以及一根穿过所述外罩(10)的第一相线(7)，该第一相线(7)在其一端与所述隔离开关间隔(12)的一个开关触头(13)相连，其中，所述壳体(2)和所述外罩(10)环绕一个共同的气腔，其中，一个管形电极(9)与所述壳体(2)直接地相连，该管形电极(9)同轴地围绕所述第一相线(7)，且设置在所述壳体的第一法兰(4)的径向内侧，并伸出该第一法兰(4)，使得所述第一法兰的法兰面被管形电极绝缘屏蔽。

9.按照权利要求8所述的绝缘套管装置(1)，其特征在于：所述第一相线(7)借助于一个柱状支座(14)支撑在所述壳体(2)上。

10.按照权利要求9所述的绝缘套管装置(1)，其特征在于：所述第一相线(7)通过所述隔离开关的开关触头(13)支撑。

11.按照权利要求8至10中任一项所述的绝缘套管装置(1)，其特征在于：所述气腔一直延伸到所述壳体(2)的管形接头(6)中，围绕该管形接头安装环形互感器(17)。

12.按照权利要求8至10中任一项所述的绝缘套管装置(1)，其特征在于：所述电极(9)屏蔽所述绝缘外罩(10)与所述壳体(2)的连接区域。

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