CN100428596C

CN100428596C - 断路开关装置

Info

Publication number: CN100428596C
Application number: CNB2004800144549A
Authority: CN
Inventors: 曼弗雷德·迈纳兹; 埃卡德·瓦格纳
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2003-06-02
Filing date: 2004-05-03
Publication date: 2008-10-22
Anticipated expiration: 2024-05-03
Also published as: CN1795596A; US20060138088A1; EP1629581A2; US7378759B2; WO2004109878A2; EP1629581B1; WO2004109878A3; DE10325683B3

Abstract

本发明涉及一种断路开关装置(1)，其用于断开空气绝缘的具有一个或多个相位的电导线，该断路开关装置(1)至少一个接地且填充保护气体的外壳(2)、气密地固定在所述外壳(2)上的户外套管(4)和气体绝缘的断路开关(7)，所述户外套管(4)分别具有一个用于连接所述导线的户外接头(11)，所述断路开关(7)分别装在户外套管(4)内，其中，为每个相位设至少三个户外套管(4)，这些户外套管(4)的户外接头(11)通过一个设在外壳(2)内的电流导流件(16)可借助断路开关(7)互相电连接。

Description

断路开关装置

技术领域

本发明涉及一种断路开关装置，用于断开空气绝缘的电导线。

背景技术

例如由DE 19839535A1已知一些断路开关装置。在那里已公开的断路开关装置具有包括两个摇臂的空气绝缘断路开关，其中，摇臂设有在端侧的开关触点。在接触位置，开关触点贴靠在导电的导线或母线的紧固触点上。通过引入回转运动使摇臂与紧固触点分离，从而使导线断开。空气绝缘的断路开关装置基于在空气内应遵守的最小距离所以占用空间大。此外，断路开关的触点受天气情况的影响，因此对触点造成不利的影响。

还已知一些单独安装的保护气体绝缘的断路开关。

US 4440996公开了一种气体绝缘的配电装置，它有一个处于地电位的金属的横截面γ形的外壳。该外壳构成用于气密地安置户外套管的接管。一断路器装在所述户外套管内，该断路器具有一个位置固定的触点和一个可相对于它运动地被导引的动触点。为了熄灭在断路器触点断开时引起的电弧，用灭弧气体吹电弧。

US 6459562B2公开了一种有一个处于地电位的金属外壳的配电装置，该外壳与户外套管气密地连接。在所述其中一个户外套管内部设有一断路器，而一个或两个断路开关设在金属外壳内。

EP 1207601A2公开了一种具有一个绝缘地安置的金属外壳的配电装置，在外壳上固定一些用绝缘材料制成的空心圆柱体。在这些空心圆柱体内既安置有断路开关也安置有断路器。金属外壳处于高压电位上。通过一个用绝缘材料制成的、支承在一个接地基座上的空心圆柱体完成绝缘地安置所述外壳。一些绝缘杆延伸通过所述承力的空心圆柱体，这些绝缘杆将由接地的驱动装置产生的驱动运动引入到处于高压电位的金属外壳内。

EP 1174968A1公开了一种高压配电装置，它具有一气体绝缘的母线、一处于地电位的气密绝缘的金属外壳以及一与此外壳气密连接的用于连接一条空气绝缘的高压电缆的户外套管。在户外套管内设有一断路器用于切断电流流动。而在气体绝缘的外壳内设有至少一个断路开关，该断路开关在电流中断后无电流地断开，以提供足够大的断路间隔并因而导致持续地阻断通过配电装置的电流流动。

DE 29620438U1公开了一种用于气体绝缘的配电装置的封闭外壳。一个用于安装至少一根驱动轴的开关驱动装置外壳成形于此封闭外壳。

JP 5453237A公开了一种配电装置，它具有一个处于地电位的金属外壳，在该外壳中装有一断路器。一些接管成形在该金属外壳上，在接管上分别气密地固定一个户外套管。断路开关装在户外套管内。在这里，户外套管由空心圆柱形陶瓷管和加长此陶瓷管的中间壳体组成。中间壳体设计用于安装和支承断路开关的驱动装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种紧凑的断路开关装置，它尤其在高压的情况下用于实现多个电路。

上述目的通过一种用于断开空气绝缘的具有一个或多个相位的电导线的断路开关装置得以实现，该断路开关装置包括至少一个接地且填充保护气体的外壳、一些气密地固定在所述一个或多个外壳上的户外套管和一些气体绝缘的装在户外套管内的断路开关，所述户外套管分别具有一个用于连接所述导线的户外接头，其中为每个相位设至少三个户外套管，这些户外套管的户外接头通过一设在其中一个外壳内的电流导流件(Strombahnstück)可借助断路开关互相电连接，以及，每个户外套管具有一个断路开关。

通过按照本发明的断路开关装置，所述户外配电装置的断路开关可以组合成一个保护气体绝缘的以及因而紧凑的组件。断路开关不再作为带有单个基座的单个设备安置，而是或者具有唯一一个外壳，或者对应于每个相位具有一单独的外壳，该外壳可以只安置在一个有唯一一个基座的支架上。在这里，按照本发明的断路开关装置适合在多种电路图中应用。只是作为举例可提及如将三相电网的双汇流排与一个变压器支线连接，或将两个电网线路连接成一个所谓的H电路。与已知的空气绝缘的断路开关装置相比，按照本发明的断路开关装置除此之外还有一种紧凑的结构形式。

按照本发明的一项优选的进一步改进方案，在一个平面内成扇形地布设所述对应于一个相位配设的户外套管。在这种情况下，一个相位的所有相邻的户外套管对沿其长度延伸方向相对于电流导流件成相同的夹角。因此，设在户外套管端侧的户外接头彼此有最大可能的间距。由于这一原因，户外套管的长度尺寸可以设计得较短，不周担心在户外接头之间电压击穿。这就可以实现断路开关装置更加紧凑的结构形式。

按一项与此有关的进一步改进方案，所述对应于一个相位配设的户外套管总是在一个平面内延伸，在这种情况下不同相位的平面彼此平行定向。

相宜地，设有用绝缘材料制成的支座绝缘子，用于将所述一个或多个电流导流件固定在所述一个或多个外壳内。所述用不导电的塑料或陶瓷或例如用浇注树脂制的支座绝缘子，为在工作状态下例如在单极或多极封闭式接地外壳上的具有高压电位的电流导流件提供了一种绝缘的固定装置。

有利地为每个相位设一个接地开关。该接地开关可以使断路开关的所有在传动侧的触头以及一个相位的电流导流件同时接地，以及例如安装在三极或单极的封闭外壳内。

接地开关有利地安装在户外套管内。因此可以取消在外壳内设置接地开关支座。

每个断路开关有利地借助于用绝缘材料制成的固定器件固定在户外套管内。这些固定器件保证断路开关与电流导流件无关地固定在户外套管内。因此，户外套管可以作为独立的构件与断路开关一起制造，以及就地与各自的外壳和各自的电流导流件例如通过恰当的插塞触头连接。通过断路开关在配属的电流导流件上的插塞触头或其他连接装置，提供了断路开关附加的固定以及提高了断路开关的稳定性。

有利地，所述固定器件是气密的。作为气密的固定器件例如考虑一种屏形绝缘件(Schottdurchführung)，它限定了一个设计在户外套管肉的分离器气腔。在这里一个与断路开关电连接的连接导体穿过屏形绝缘件的中央以及通过相宜的密封器件与屏形绝缘件气密地连接。因此，分离器气腔构成一个独立于外壳母线腔的气腔，它例如可填充不同的气体或可施加不同的压力。

与之不同，所述固定器件是透气的，因此构成一个由分离器气腔和母线腔组成的公共气腔，该公共气腔可以通过共同的密封性试验检验其不密封性。

所述断路开关有利地具有在端侧互相对置的触头，其中，所述断路开关通过引入提升运动可从一实现电流流通的接触位置转移到一断开位置，在该断开位置，在所述触头之间提供一个电绝缘的断路间隔。按照本发明的此项相宜的改进方案，所述断路开关在其设计结构方面基本上类似于一个沿轴向延伸的均匀圆柱形导体，所以可以利用在其内部没有断路开关的传统户外套管的相关经验。这既适用其尺寸设计，也适用所采用的材料。

所述断路开关相宜地具有一个位置固定的内插触头和一个通过一空心的连接导体固定地支承在所述户外套管的固定器件上的滑动触头，其中，为了与内插触头触点接通而设有一个由所述滑动触头运动导引的触销，该滑动触头通过设在所述连接导体内的驱动装置来驱动。设在空心连接导体内的驱动装置，例如耦合杆、摇杆等，被空心连接导体包封，从而即使在驱动运动期间也能避免在驱动装置的角和棱边处出现电压峰值并由此避免局部放电。此外，断路开关有两个固定触头，它们可通过简单的方式固定。因此避免触头在固定器件上复杂的运动支承装置。

在本发明另一项恰当的扩展设计中，采用至少一根用于将驱动运动引入到所述断路开关内的驱动轴，其中，每根驱动轴借助于一相宜的枢轴承安装在所述户外套管的固定器件内。其中，恰当的密封器件保证驱动轴气密地例如穿过固定器件的外壁。当然，驱动轴也可以气密地装在外壳内。按照本发明的这一实施形式，可以通过旋转运动将驱动运动引入到户外套管的在工作时气体绝缘的内部。

按照本发明的一项恰当的改进方案，设有一个用绝缘材料制成的绝缘摇杆，用于将驱动运动引入到所述断路开关内。绝缘摇杆机械地例如与一耦合杆连接，该耦合杆在其背对绝缘摇杆的端部设计一触销，在断路开关处于接触位置时，触销在断路开关的触头之间建立导电连接。绝缘摇杆将旋转运动转变为直线运动或提升运动作为驱动运动，并将平移运动引入断路开关中，在这里断路开关相应地设计为移动式开关。

相宜地设有用于避免在所述户外套管内发生局部放电的场控制元件。

此外，一个显示元件可有利地用于显示断路开关和/或接地开关的状态。

有利地至少一个户外套管配备一个电流互感器。该电流互感器在二次侧与接地的外壳连接以及可以设计为外加式电流互感器，所以在需要更换此外加式电流互感器时可免去打开共同的或单独的气腔。

有利地，采用至少一个支承在所述户外套管上的驱动单元，用于产生驱动运动。以这种方式所述户外套管可以作为同步生产的零件独立于外壳地制造。

相宜地，按照本发明的断路开关装置具有一个电压互感器。该电压互感器可例如固定在外壳上。

附图说明

下面参见附图从本发明实施方式的说明中给出本发明其他恰当的扩展设计和优点，附图中：

图1用剖切侧视图表示所述气体绝缘的断路开关装置的一种实施方式。

具体实施方式

图1以剖切侧视图表示本发明气体绝缘的断路开关装置1的一种实施方式。所示的断路开关装置1具有一个处于地电位的包括三个接管3的外壳2，接管3分别设计用于气密地连接一个户外套管4。在图1中只能看到三个扇形地排列在一个平面内的户外套管4。这三个户外套管4对应于一个三相交流电网的一个相位设置。另一些相位的其余户外套管4移入到图1的图纸平面内以及设置为分别与图中所表示的户外套管4之一对齐。在外壳2上总共固定九个户外套管4。

户外套管4有一个设计为空心圆柱形的绝缘子5，绝缘子5有一个用于安装断路开关7的空腔6。断路开关7由一个固定的内插触头8以及一个同样固定的滑动触头9组成，其中内插触头8通过触头杆10与户外接头11连接，以便连接图中未表示的空气绝缘的高压线。户外接头11设在绝缘子5端侧以及有一个密封帽12，密封帽12用粘接剂气密地与绝缘子5连接并气密地封闭所述空腔6。

触销13在滑动触头8内运动地导引，其中，滑动触头9通过一空心的连接导体14以及通过一个插塞触头15与一装在外壳2内的电流导流件16电连接。为了将电流导流件16固定在外壳2上而设置一些在图1中没有表示出的绝缘的支座绝缘子。

电流导流件16在一个相位的滑动触头9之间建立电连接。换句话说，触头杆10、内插触头8、触销13、滑动触头9、连接导体14、插塞触头19和电流导流件16在所有断路开关7的接触位置(此时触销13已插入内插触头8内)建立了一个相位的所有户外套管11之间的导电连接。

在绝缘子5的背离户外接头11那一端，每个户外套管4都有固定器件17，这些固定器件17用一种金属材料例如铝制造以及包括一与绝缘子5粘接的法兰段18和一中间壳体19。固定器件17在其内部同样设计为管状以及沿绝缘子5长度尺寸的方向直线地延伸。每个中间壳体19通过一连接法兰与接管3用螺钉固定连接，在这里不能看到的密封器件保证户外套管4气密地连接到外壳2上。

为了将开关运动引入到触销13内，采用一个设在中间壳体19内的不导电的绝缘摇杆20，在这里，侧向的固定盖21规定用于气密地封闭一个由中间壳体19限定的中间空腔22。该中间空腔22增大了所述空腔6。

为了将滑动触头9通过连接导体14固定，设一气密的屏形绝缘件23作为固定器件或支架，它固定安装在中间壳体19与所述接地的接管3之间。在这里连接杆14在中央通过屏形绝缘件23伸出，其中在图1中不能看到的密封器件保证将连接杆14气密地连接到屏形绝缘件23上。因此通过空腔6构成一单独的和气密的分离器气腔，它可以填充特有的灭弧或绝缘气体，例如六氟化硫。所述外壳在所有户外套管均已安装在其中的工作状态下，同样限定了一个封闭的外壳气腔，此外壳气腔同样填充一种普通的绝缘气体。

屏形绝缘件23用一种绝缘材料制成，例如浇注树脂。

户外接头11规定用于连接图中没有表示的空气绝缘的高压线，而外壳2处于地电位。为了避免在固定器件17的角和棱边处基于高的电场强度而出现电压峰值，设有与固定器件17和外壳2电连接的场控制元件24。

为了将驱动运动从绝缘摇杆20传递到触销13上而设有一耦合杆25，该耦合杆25铰接在绝缘摇杆20上以及在其背对绝缘摇杆20的端部通过一触销导引装置26与触销13固定连接。可以看出，触销13和触销导引装置26装在空心连接导体14的内部，由于此原因空心连接导体14除了单纯的电连接外还起到导引装置的作用。为了能实现绝缘摇杆20的运动，连接导体14有一个与绝缘摇杆20对置的侧向孔。

此外，绝缘摇杆20与驱动轴27防旋转地连接，该驱动轴通过一个恰当地配备有密封器件的枢轴承从中间壳体19伸出。通过旋转所述驱动轴27，将绝缘摇杆20转移到图1中所示的分离位置28，在此分离位置触销13从内插触头8中拔出，所以在内插触头8与滑动触头9之间提供一个断路间隔。

在表示在左边的户外套管4中，在固定盖21上和与绝缘摇杆20对置处可以看到一个接地开关29，它在打开断路开关7后用于将一个相位的断路开关7的所有传动侧触头接地。为此，接地开关29在一个处于连接导体14电位的接地触头30与处于地电位的外壳2之间建立导电连接。为了驱动接地开关29，设一根从中间壳体19伸出的接地轴31。此外，设一个固定在中间壳体19上的用于安装驱动单元的驱动箱32。驱动单元设计为产生用于驱动轴21和部分用于接地轴31的驱动运动。

外壳2以及因而整个断路开关装置通过一支架33与图中未表示的基座连接。

此外，户外套管4配备一外加式电流互感器34。在外壳2的下方可看到一个接管35，用于连接一未表示出的电压互感器。

Claims

1.一种断路开关装置(1)，用于断开空气绝缘的具有一个或多个相位的电导线，该断路开关装置(1)包括至少一个接地且填充保护气体的外壳(2)、气密地固定在所述外壳(2)上的户外套管(4)以及气体绝缘的断路开关(7)，所述户外套管(4)分别具有一个用于连接所述导线的户外接头(11)，所述断路开关(7)装在所述户外套管(4)内，其中，为每个相位设至少三个户外套管(4)，这些户外套管(4)的户外接头(11)通过一设在所述其中一个外壳(2)内的电流导流件(16)可借助所述断路开关(7)互相电连接，以及每个户外套管(4)具有一个断路开关(7)。

2.按照权利要求1所述的断路开关装置(1)，其特征为：在一个平面内成扇形地布设所述对应于一个相位配设的户外套管(4)。

3.按照权利要求1或2所述的断路开关装置(1)，其特征为：设有用绝缘材料制成的支座绝缘子，用于将所述电流导流件(16)固定在所述外壳(2)内。

4.按照权利要求1或2所述的断路开关装置(1)，其特征为：为每个相位设一个接地开关(29)。

5.按照权利要求4所述的断路开关装置(1)，其特征为：每个接地开关(29)安置在一个户外套管(4)内。

6.按照权利要求1或2所述的断路开关装置(1)，其特征为：每个断路开关(7)借助于用绝缘材料制成的固定器件(23)固定在所述户外套管(4)内。

7.按照权利要求6所述的断路开关装置(1)，其特征为：所述固定器件(23)是气密的。

8.按照权利要求6所述的断路开关装置(1)，其特征为：所述固定器件是透气的。

9.按照权利要求1或2所述的断路开关装置(1)，其特征为：所述断路开关(7)具有在端侧互相对置的触头(8、9)，其中，所述断路开关(7)通过引入提升运动可从一实现电流流通的接触位置转移到一断开位置，在断开位置，在所述触头(8、9)之间提供一个电绝缘的断路间隔。

10.按照权利要求9所述的断路开关装置(1)，其特征为：所述断路开关(7)具有一个位置固定的内插触头(8)和一个通过一空心的连接导体(14)固定地支承在所述户外套管(4)的固定器件(17)上的滑动触头(9)，其中，为了与内插触头(8)触点接通而设有一个由所述滑动触头(9)运动导引的触销(13)，该滑动触头通过设在所述连接导体(14)内的驱动装置(25、26)来驱动。

11.按照权利要求1或2所述的断路开关装置(1)，其特征为：设有至少一根用于将驱动运动引入到所述断路开关(7)内的驱动轴(21、31)，其中，每根驱动轴(21、31)安装在所述户外套管(4)的固定器件(17)内。

12.按照权利要求1或2所述的断路开关装置(1)，其特征为：设有一个用绝缘材料制成的绝缘摇杆(20)，用于将驱动运动引入到所述断路开关(7)内。

13.按照权利要求1或2所述的断路开关装置(1)，其特征为：设有用于避免在所述户外套管(4)内发生局部放电的场控制元件(24)。

14.按照权利要求4所述的断路开关装置(1)，其特征为：设有一个用于显示所述断路开关(7)和/或接地开关(29)的状态的显示元件。

15.按照权利要求1或2所述的断路开关装置(1)，其特征为：至少一个户外套管(4)配备有一个电流互感器(34)。

16.按照权利要求1或2所述的断路开关装置(1)，其特征为：采用至少一个支承在所述户外套管(4)上的驱动装置(32)，用于产生驱动运动。

17.按照权利要求1或2所述的断路开关装置(1)，其特征为：设有一个电压互感器。