DE112010004200B4

DE112010004200B4 - Leistungsumschaltungseinrichtung

Info

Publication number: DE112010004200B4
Application number: DE112010004200.4T
Authority: DE
Inventors: Yuta Nakayama; Kyoichi OTSUKA; Masahiro Arioka; Koji Sano; Satoru Yoshida; Tomotaka Yano
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2009-10-29
Filing date: 2010-08-30
Publication date: 2015-08-20
Anticipated expiration: 2030-08-31
Also published as: DE112010004200T5; CN102484360B; KR20120043043A; JPWO2011052288A1; US20120103941A1; KR101336357B1; US8748770B2; AU2010312878A1; JP5147992B2; CN102484360A; WO2011052288A1; AU2010312878B2

Abstract

Leistungsumschaltungseinrichtung, welche enthält: einen Drucktank (1), welcher röhrenförmige Öffnungen (1b, 1c) hat, welche sich von einem Schaftabschnitt (1a) aus verzweigen, und welcher ein darin abgedichtetes Isoliergas hat; ein Vakuumventil (6), welches im Drucktank (1) untergebracht ist und an einem Ende mit dem Drucktank (1) verbunden ist; Durchführungsleiter (11a, 11b), welche durch die Öffnungen (1b, 1c) des Drucktanks (1) durchdringen und elektrisch mit dem Vakuumventil (6) verbunden sind; und Stromwandler (9a, 9b), welche an einer Außenseite des Drucktanks (1) bereitgestellt sind und einen durch die Durchführungsleiter (11a, 11b) fließenden Strom messen; wobei die Leistungsumschaltungseinrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass: röhrenförmige Stromwandler-Einbauabschnitte (1d, 1e), an welchen die Stromwandler (9a, 9b) anzubauen sind, oberhalb der Öffnungen (1b, 1c) des Drucktanks (1) bereitgestellt sind, und ein Außendurchmesser (L1) der Öffnungen (1b, 1c) des Drucktanks (1) größer erstellt ist als ein Außendurchmesser (L2) der Stromwandler-Einbauabschnitte; und Zwischendurchführungen (12a, 12b) entlang von Außenumfängen der Durchführungsleiter (11a, 11b) bereitgestellt sind, wobei die Zwischendurchführungen (12a, 12b) aus einem Isolator erstellt sind und in einem Abschnitt entsprechend den Öffnungen (1b, 1c) einen größeren Außendurchmesser haben als in einem Abschnitt entsprechend den Stromwandler-Einbauabschnitten (1d, 1e).

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Leistungsumschaltungseinrichtung engl.: power switching apparatus), welche bei der Leistungsübertragung und -verteilung und bei Leistungsaufnahmesystemen verwendet wird.
Stand der Technik
Eine gasisolierte Umschaltungseinrichtung aus dem Stand der Technik verwendet Trockenluftdichtungen-Trockenluft in einem Drucktank bei einem hohen Gasdruck von ungefähr 0,4 bis 0,5 MPa-g, um eine elektrische Isolation beizubehalten, und stellt eine Isolation sicher, indem ferner ein Leiter mit einem Isolator überzogen wird (beispielsweise Patentdokument 1).
Ebenso ist, bezogen auf einen Stromwandler, welcher in der gasisolierten Umschaltungseinrichtung einbezogen ist, eine Halterippe für einen Stromwandler, welcher eine schwere Last bedeutet, dem Drucktank bereitgestellt, und ist der Stromwandler an dieser Halterippe angebaut (beispielsweise Patentdokument 2).
Stand der Technik Dokumente
Patentdokumente:

Patentdokument 1: JP-A-2003-319515
Patentdokument 2: JP-A-2007-306701

Umriss der Erfindung
Probleme, welche durch die Erfindung zu lösen sind
Bei der gasisolierten Umschaltungseinrichtung aus dem wie zuvor beschriebenen Stand der Technik ist der Innengasdruck des Drucktanks ein hoher Gasdruck von etwa 0,4 bis 0,5 MPa-g. Somit ist es, um einen niedrigen Gasdruck zu ermöglichen, nicht nur notwendig, eine Isolationsleistung sicherzustellen, indem dem Leiter in einer Durchführung (engl.: bushing) ein Isolator bereitgestellt wird, sondern ist es ebenso notwendig, das Gewicht und die Kosten zu reduzieren, indem die Stromwandler-Halterippe eingespart wird, während die Vergrößerung der Durchführung und des Stromwandlers unterdrückt wird.
Es ist Aufgabe der Erfindung, das zuvor dargelegte Problem zu lösen, und es ist Aufgabe, ein Leistungsumschaltungsgerät bereitzustellen, welches nicht nur dazu in der Lage ist, eine Isolationsleistung sicherzustellen, sondern ebenso dazu in der Lage ist, eine Reduktion im Gewicht und in den Kosten zu erzielen.
Mittel zum Lösen des Problems
Eine Leistungsumschaltungseinrichtung der Erfindung enthält: einen Drucktank, welcher röhrenförmige Öffnungen hat, welche sich von einem Schaftabschnitt aus verzweigen, und welcher ein darin abgedichtetes Isoliergas hat; ein Vakuumventil, welches im Drucktank untergebracht ist und an einem Ende mit dem Drucktank verbunden ist; Durchführungsleiter, welche durch die Öffnungen des Drucktanks durchdringen und elektrisch mit dem Vakuumventil verbunden sind; und Stromwandler, welche an einer Außenseite des Drucktanks bereitgestellt sind und einen durch die Durchführungsleiter fließenden Strom messen. Es sind Stromwandler-Einbauabschnitte, an welchen die Stromwandler anzubauen sind, oberhalb der Öffnungen des Drucktanks bereitgestellt, und ein Außendurchmesser der Öffnungen des Drucktanks ist größer erstellt als ein Außendurchmesser der Stromwandler-Einbauabschnitte.
Vorteil der Erfindung
Gemäß der Leistungsumschaltungseinrichtung der Erfindung wird es ermöglicht, die Stromwandler oberhalb der Öffnungen des Drucktanks ohne die Notwendigkeit von speziellen Halteelementen, wie beispielsweise Stromwandler-Halterippen, anzubauen, während eine gewünschte Isolationsleistung sichergestellt wird. Somit kann eine Reduktion im Gewicht und in den Kosten erzielt werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Schnittansicht, welche eine Leistungsumschaltungseinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
2 ist eine Schnittansicht, welche eine Leistungsumschaltungseinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
Modi zum Durchführen der Erfindung
Erste Ausführungsform
1 ist eine Schnittansicht, welche eine Leistungsumschaltungseinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
Bezug nehmend auf 1 ist ein elektrisch geerdeter Drucktank 1 mit einem zylindrischen Schaftabschnitt 1a in einer horizontalen Stellung eingebaut. Es ist ein Paar von zylindrischen Öffnungen 1b und 1c an einer Oberseite des Drucktanks 1 bereitgestellt. Ebenso sind zylindrische Stromwandler-Einbauabschnitte 1d und 1e jeweils oberhalb und koaxial zu den Öffnungen 1b und 1c bereitgestellt, und jeweils einstückig mit den Öffnungen 1b und 1c über Flansche 1f und 1g gekoppelt.
Eine isolierte Halteröhre 2 ist an einem Ende an einer Halteplatte 3 in einer horizontalen Richtung des Schaftabschnittes 1a des Drucktanks 1 gehalten. Die isolierte Halteröhre 2 ist mit einem leitenden Kontaktgehäuse 4 mit bewegbarem Ende und einem Kontaktgehäuse 5 mit nicht bewegbarem Ende bereitgestellt, welche voneinander beabstandet sind. Ein Vakuumventil 6 ist zwischen diesen Kontaktgehäusen gehalten, und ein Elektrodenleiter 6a mit bewegbarem Ende und ein Elektrodenleiter 6b mit nicht bewegbarem Ende davon sind in einer horizontalen Stellung gehalten. Der Elektrodenleiter 6a mit bewegbarem Ende des Vakuumventils 6 ist mit einer isolierten Betriebsstange 8 verbunden, welche durch einen Betriebsmechanismus 7 betrieben wird, und durch das Kontaktgehäuse 4 mit bewegbarem Ende eingesetzt ist und damit elektrisch verbunden ist. Der Elektrodenleiter 6b mit nicht bewegbarem Ende des Vakuumventils 6 ist elektrisch mit dem Kontaktgehäuse 5 mit nicht bewegbarem Ende verbunden.
Ein Außendurchmesser 11 der Öffnungen 1b und 1c des Drucktanks 1 ist größer erstellt als ein Außendurchmesser 12 der Stromwandler-Einbauabschnitte 1d und 1e. An der Außenseite des Drucktanks 1 sind jeweils Stromwandler 9a und 9b auf den Flanschen 1f und 1g als Halteabschnitte gehalten, welche jeweils bei Stufenabschnitten zwischen den Öffnungen 1b und 1c und den Stromwandler-Einbauabschnitten 1d und 1e bereitgestellt sind. Beispielsweise ist der Außendurchmesser 11 der Öffnungen 1b und 1c auf ungefähr 300 mm eingestellt, und ist der Außendurchmesser 12 der Stromwandler-Einbauabschnitte 1d und 1e auf ungefähr 200 mm eingestellt. Die Bezugszeichen 9c und 9d kennzeichnen Schutzabdeckungen, welche jeweils die Stromwandler 9a und 9b abdecken.
Es sind Durchführungen 10a und 10b fest oberhalb des Drucktanks 1 eingebaut. Es sind Durchführungsleiter 11a und 11b, welche durch die Durchführungen umgeben sind, jeweils mit dem Kontaktgehäuse 4 mit bewegbarem Ende und dem Kontaktgehäuse 5 mit nicht bewegbarem Ende verbunden, indem sie jeweils durch die Stromwandler-Einbauabschnitte 1d und 1e und die Öffnungen 1b und 1c des Drucktanks 1 durchdringen.
Ferner sind Zwischendurchführungen 12a und 12b, welche aus einem Isolator, wie beispielsweise ein Aufbau-Kunstharz, erstellt sind, zu den Durchführungsleitern 11a und 11b in Abschnitten, welche jeweils den Stromwandler-Einbauabschnitten 1d und 1e entsprechen, bereitgestellt. Ein Außendurchmesser der Zwischendurchführungen 12a und 12b ist auf eine derartige Art und Weise ausgebildet, dass Abschnitte, welche den Öffnungen 1b und 1c entsprechen, größer sind als Abschnitte, welche den Stromwandler-Einbauabschnitten 1d und 1e entsprechen. Die Zwischendurchführungen stellen nicht nur eine Isolationsleistung in Abschnitten bereit, an welchen ein Isolationsabstand kurz ist, wie beispielsweise Durchführungs-Befestigungsabschnitte und die Stromwandler-Einbauabschnitte, sondern reduzieren ebenso einen Raumbereich in einem Abschnitt mit großem Durchmesser.
Bezugszeichen 13a und 13b kennzeichnen jeweils Erdungsschichten, welche aus einem leitfähigen Gummimaterial oder aus leitfähigen Beschichtungsmaterialien erstellt sind, und jeweils an den Oberflächen der Zwischendurchführungen 12a und 12b bereitgestellt sind. Durch die Erdungsschichten 13a und 13b kann ein Raum, welcher durch den Drucktank 1 an der Außenseite der Erdungsschichten beschränkt ist, besonders klein sein. Die Stromwandler-Einbauabschnitte 1d und 1e des Drucktanks 1 können daher kleiner erstellt werden.
Ebenso ist Trockenluft als ein Isoliergas (maximaler Nutzgasdruck: weniger als 2 MPa-g), welches einen Wassergehalt von 10 ppm oder weniger hat, in dem Drucktank 1 und den Durchführungen 10a und 10b abgedichtet.
Der Drucktank 1 kann durch Ausbilden des Schaftabschnittes 1a, der Öffnungen 1b und 1c und der Stromwandler-Einbauabschnitte 1d und 1e aus einer Stahlplatte, und dann einem Zusammenfügen derer zu einem Stück durch Schweißen, oder durch ein Gussstück, welches die Öffnungen 1b und 1c und die Stromwandler-Einbauten 1d und 1e enthält, hergestellt werden.
Ebenso können die Öffnungen 1b und 1c von einer im Wesentlichen zylindrischen Form oder einer im Wesentlichen konischen Form sein.
Wie zuvor beschrieben, enthält die Leistungsumschaltungseinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform: den Drucktank 1, welcher die röhrenförmigen Öffnungen 1b und 1c in dem Schaftabschnitt 1a hat und ein darin abgedichtetes Isoliergas hat; ein Vakuumventil 6, welches im Drucktank untergebracht ist und an einem Ende mit dem Drucktank verbunden ist; die Durchführungsleiter 11a und 11b, welche durch die Öffnungen 1b und 1c des Drucktanks 1 durchdringen und elektrisch mit dem Vakuumventil 6 verbunden sind; und die Stromwandler 9a und 9b, welche an der Außenseite des Drucktanks 1 bereitgestellt sind und einen durch die Durchführungsleiter 11a und 11b fließenden Strom messen. Die röhrenförmigen Stromwandler-Einbauabschnitte 1d und 1e, an welchen die Stromwandler 9a und 9b anzubauen sind, sind oberhalb der Öffnungen 1b und 1c des Drucktanks 1 bereitgestellt, und der Außendurchmesser 11 der Öffnungen 1b und 1c des Drucktanks 1 ist größer erstellt als der Außendurchmesser 12 der Stromwandler-Einbauabschnitte 1d und 1e. Demgemäß kann die Widerstandsfähigkeit gegen ein Verbiegen ohne die Notwendigkeit eines speziellen Halteelements, wie beispielsweise die Stromwandler-Halterippen, erhöht werden. Somit können die Stromwandler 9a und 9b jeweils oberhalb der Öffnungen 1b und 1c des Drucktanks 1 einfach eingebaut werden. Somit kann eine Reduktion im Gewicht und in den Kosten erzielt werden.
Ebenso kann der Durchmesser der Zwischendurchführungen 12a und 12b, welche jeweils den Durchführungsleitern 11a und 11b bereitgestellt sind, jeweils in den Öffnungen 1b und 1c des Drucktanks 1 erhöht werden. Daher können ein Kriechgebiet und ein Raumgebiet reduziert werden.
Da der Außendurchmesser der Stromwandler-Einbauabschnitte 1d und 1e kleiner ist als der Außendurchmesser der Öffnungen 1b und 1c, kann der Drucktank 1 ferner im Gewicht reduziert werden und können die Stromwandler 9a und 9b im Ausmaß reduziert werden. Hieraus folgend können die Kosten reduziert werden.
Zweite Ausführungsform
2 ist ein Querschnitt einer Leistungsumschaltungseinrichtung, welche eine zweite Ausführungsform zeigt. Unter Bezugnahme auf die Zeichnung sind die Öffnungen 1b und 1c und die Stromwandler-Einbauabschnitte 1d und 1e, welche auf der Oberseite des Schaftabschnittes 1a des Drucktanks 1 bereitgestellt sind, vom gleichen Aufbau wie die Entsprechungen in der obigen ersten Ausführungsform. Da der Drucktank 1 auf einer Höhe installiert ist, welche ungefähr der Höhe von einer Person vom Boden aus entspricht, ist, wie in der Zeichnung gezeigt, ein Flansch 1h, welcher dem Elektrodenleiter 6b mit nicht bewegbarem Ende des Vakuumventils 6 im Schaftabschnitt 1a des Drucktanks 1 gegenüberliegt, derart bereitgestellt, dass er nach unten hin geneigt ist, und ist mit einer Inspektionsöffnung 1i und einer Öffnungsabdeckung 1j bereitgestellt, damit das Innere des Drucktanks 1 von unten aus sichtbar ist.
Da Verbindungsabschnitte der Durchführungsleiter 11a und 11b an den beiden Enden des Vakuumventils 6 durch die Inspektionsöffnung 1i sichtbar sind, wird, wenn ein Teil oberhalb der Öffnungen 1b und 1c auf der Oberseite des Drucktanks im Falle eines Fehlers ausgetauscht werden muss, eine Austauscharbeit möglich, ohne dass der Flansch 1h zu öffnen ist.
Da der Flansch 1h nach unten geneigt ist, so dass die Inspektionsöffnung 1i nach unten gerichtet ist, wird es möglich, zu verhindern, dass sich der helle Himmel darauf reflektiert, sogar wenn die Umschaltungseinrichtung im Freien installiert ist. Daher kann das Innere über die Öffnung einfach überprüft werden.
Gemäß dieser Ausführungsform können metallische Fremdpartikel, welche aufgrund eines schlechten Zusammenbaus erzeugt sind, über die Inspektionsöffnung 1i, welche am Flansch 1h bereitgestellt ist, nach der Vollendung des Zusammenbaus einfach aufgefunden werden. Hierdurch können Fehler reduziert werden.
Bezugszeichenliste

1: Drucktank
1a: Schaftabschnitt
1b und 1c: Öffnungen
1d und 1e: Stromwandler-Einbauabschnitte
1f und 1g: Flansche
1h: Flansch
1i: Inspektionsöffnung
1j: Öffnungsabdeckung
2: isolierte Halteröhre
3: Halteplatte
4: Kontaktgehäuse mit bewegbarem Ende
5: Kontaktgehäuse mit nicht bewegbarem Ende
6: Vakuumventil
6a: Elektrodenleiter mit bewegbarem Ende
6b: Elektrodenleiter mit nicht bewegbarem Ende
7: Betriebsmechanismus
8: isolierte Betriebsstange
9a und 9b: Stromwandler
9c und 9d: Schutzabdeckungen
10a und 10b: Durchführungen
11a und 11b: Durchführungsleiter
12a und 12b: Zwischendurchführungen
13a und 13b: Erdungsschichten

Claims

Leistungsumschaltungseinrichtung, welche enthält: einen Drucktank (1), welcher röhrenförmige Öffnungen (1b, 1c) hat, welche sich von einem Schaftabschnitt (1a) aus verzweigen, und welcher ein darin abgedichtetes Isoliergas hat; ein Vakuumventil (6), welches im Drucktank (1) untergebracht ist und an einem Ende mit dem Drucktank (1) verbunden ist; Durchführungsleiter (11a, 11b), welche durch die Öffnungen (1b, 1c) des Drucktanks (1) durchdringen und elektrisch mit dem Vakuumventil (6) verbunden sind; und Stromwandler (9a, 9b), welche an einer Außenseite des Drucktanks (1) bereitgestellt sind und einen durch die Durchführungsleiter (11a, 11b) fließenden Strom messen; wobei die Leistungsumschaltungseinrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass: röhrenförmige Stromwandler-Einbauabschnitte (1d, 1e), an welchen die Stromwandler (9a, 9b) anzubauen sind, oberhalb der Öffnungen (1b, 1c) des Drucktanks (1) bereitgestellt sind, und ein Außendurchmesser (L1) der Öffnungen (1b, 1c) des Drucktanks (1) größer erstellt ist als ein Außendurchmesser (L2) der Stromwandler-Einbauabschnitte; und Zwischendurchführungen (12a, 12b) entlang von Außenumfängen der Durchführungsleiter (11a, 11b) bereitgestellt sind, wobei die Zwischendurchführungen (12a, 12b) aus einem Isolator erstellt sind und in einem Abschnitt entsprechend den Öffnungen (1b, 1c) einen größeren Außendurchmesser haben als in einem Abschnitt entsprechend den Stromwandler-Einbauabschnitten (1d, 1e).
Leistungsumschaltungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass: die Stromwandler-Einbauabschnitte (1d, 1e) einstückig mit den Öffnungen (1b, 1c) des Drucktanks (1) ausgebildet sind.
Leistungsumschaltungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass: ein Flansch, welcher eine Inspektionsöffnung hat, am Drucktank (1) an einem Ende, das einem Elektrodenleiter mit nicht bewegbarem Ende im Vakuumventil (6) gegenüberliegt, derart bereitgestellt ist, dass er nach unten geneigt ist.
Leistungsumschaltungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass: Trockenluft, welche einen Wassergehalt von 10 ppm oder weniger hat, als das Isoliergas im Drucktank (1) eingeschlossen ist.
Leistungsumschaltungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass: der Drucktank (1) durch Schweißen oder aus einem Gussteil hergestellt ist.
Leistungsumschaltungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass: die Öffnungen (1b, 1c) des Drucktanks (1) von einer zylindrischen Form oder einer konischen Form sind.