CN101246793A - 用于非常高的电压的变电站的断路器 - Google Patents

Abstract

本发明主要涉及一种用于超过1100kV的非常高的电压的变电站的水平移位型断路器，其包括第一活动部件(2)和第二活动部件(4)，所述第一活动部件(2)和第二活动部件(4)分别包括至少两个铰接臂(14，16，114，116)，它们布置成通过自由端部彼此形成接触。处于为断路器的闭合位置的闭合位置时，每个活动部件(2，4)的第一臂(14，114)和第二臂(16，116)形成非平角(α)，从而它们形成弓形，两个第二臂(16，116)彼此对齐并处于大致水平位置。

Description

用于非常高的电压的变电站的断路器

技术领域

本发明涉及一种用于在超过1100千伏(kV)的非常高的电压下以交流(AC)工作的变电站的断路器，以及还涉及一种包括这种断路器的变电站。

背景技术

非常高的电压的变电站尤其包括电路断开器和断路器，其中电路断开器置于用于在非常高的电压下载送交流电的两个汇流排之间，断路器置于电路断开器与一个汇流排之间。

变电站中的断路器具有安全操作的原因在于，其在电路断开器已被打开之后打开，从而，确保了变电站处所发生的任何活动的安全。

在现有技术中，非常高的电压低于800kV，从而，要求断路器打开5米(m)至6m左右的间距，以便避免任何电弧放电。

用于800kV的变电站的断续器的类型通常为文献CH334101中所述的垂直移位类型。断路器为伸缩型，其包括两个细长、铰接的平行四边形，它们折叠起来以打开断路器。

还存在水平移位断路器，其包括彼此铰接的两个臂，且使其中一个臂枢转地安装在绝缘支撑件上。当断路器处于其闭合位置时，两个臂彼此对齐。当两个臂对齐并处于闭合位置时，它们的长度此时为5m至6m。

当电压在1100kV左右时，所要求的打开距离为10m至12m左右。因此，现有技术的断路器不再合适。

关于这一点，断路器的活动元件的尺寸和重量使得不能设想采用垂直移位实现打开距离为12m的打开操作，这是因为断路器在处于闭合位置时具有压曲的危险。因此，为了避免出现这种情况，必须增加伸缩装置的刚性，这会增大活动元件的重量和尺寸、以及断路器的结构尺寸。

此外，绝缘支撑件由陶瓷或复合材料制成，它们具有不适于支撑这种重量的机械特性。

对于具有在处于闭合位置时对齐的两个铰接臂的垂直移位的断路器，压曲的危险性也是非常高的。外部环境例如风和冰所施加的应力也必须要考虑到。

可以想象，现有技术中的两个垂直移位断路器可以串连。通过这种方式可实现10m至12m的间距。然而，该解决方案要求提供尺寸非常大的中心电极。此时变电站的总尺寸可能要远大于12m。

而且，电压分布性能也劣于现有技术中的断路器的性能。电压分布还取决于电容耦合，该电容耦合依赖于到中心电极的局部电容。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种用于在1100kV左右的非常高的电压下工作的变电站的断路器。

本发明的另一目的是提供一种用于非常高的电压(1100kV)的变电站的断路器，其在处于闭合位置时具有良好的电压分布性能、有限的尺寸和稳定性。上述目的通过用于非常高的电压的变电站的断路器实现，该断路器包括两个铰接件，它们中的每个均固定到绝缘支撑件、且适于彼此形成接触，以闭合断路器，所述铰接件使得在处于闭合位置时构成每个铰接件的两个臂在它们之间形成非平角。

换言之，断路器具有被布置成彼此接触的两个半伸缩装置，该两个半伸缩装置彼此抵靠着接合。在闭合断路器的操作中，半伸缩装置未完全展开，从而，枢转地安装在绝缘支撑件上的半伸缩装置部分具增加断路器的刚性的作用。

因此，避免了压曲，并提高了抗意外破坏的能力。

此外，由于半伸缩装置未完全展开，因此，尺寸大、重量大的元件的移位较为容易。

因此，本发明主要提供了一种用于在超过1100kV的非常高的电压下工作的变电站的水平移位型变电站，其具有可活动地安装在第一绝缘支撑件上的第一活动部件、和可活动地安装在第二绝缘支撑件上的第二活动部件，所述第一和第二活动部件分别包括彼此铰接的第一臂和第二臂，第一臂通过第一纵向端部安装在相应的绝缘支撑件上，第二臂布置成通过第二纵向端部彼此形成接触，其中，在断路器处于其闭合位置时，每个活动部件的第一臂和第二臂一起形成非平角，从而它们形成弓形，两个第二臂彼此对齐并处于大致水平位置。

术语“活动部件”和“铰接件”可互换地使用。

在处于闭合位置时，第一臂优选向着彼此向上倾斜，从而，要经受压力。

在处于折叠位置时，每个活动部件处于折叠位置，且第一臂和第二臂可大致彼此平行并处于垂直位置，从而可使得以减小的总尺寸获得断路器所需的打开距离或间距。

在实施例的一个示例中，角度(α)可处于135°至150°的范围内。

将彼此接触的活动部件的自由端部之间的打开距离处于10m至12m的范围内。

例如，第一臂的长度处于3.5m至4m的范围内，第二臂的长度处于3.8m至4.2m的范围内。

优选地，两个活动部件相对于垂直平面对称，这简化了断路器的制造。

本发明还提供了一种用于1100kV左右的非常高的电压的变电站，其包括根据本发明的至少一个断路器。

附图说明

鉴于以下描述和附图，本发明可被更清楚地理解，附图包括：

图1是根据本发明的断路器处于其闭合位置时的图解前视图；

图2是图1所示的断路器的图，示出了断路器所要经受的力；

图3是不能正确起作用的对齐型断路器的图，其是为了对比目的给出的；

图4A至4F是根据本发明的断路器的闭合顺序的多个视图；以及

图5是图1的图解形式。

具体实施方式

图1示出了处于其闭合位置时的根据本发明的断路器。断路器包括两个铰接件或活动件即第一铰接件2和第二铰接件4、以及绝缘支撑件8和10，且铰接件2和4分别被枢转地安装在绝缘支撑件8、10中的相应的一个上。

绝缘支撑件分别包括两个相应的支撑件8.1、8.2、10.1、10.2。支撑件8.1和10.1有效地构成用于相应的铰接件2和4的垂直支撑件，支撑件8.2和10.2除了作为垂直支撑件以外，还构成用于控制相应的铰接件2和4的展开的连接杆。

绝缘支撑件8和10本身分别设置在相应的金属结构11和12上，从而形成桥塔。

桥塔被彼此分开大致等于10m至12m的距离D，该距离与本发明的非常高的电压的断路器所需的打开距离或间距相对应。

下面详细描述第一铰接件2，第二铰接件4与第一铰接件2相同。

在所示的示例中，第一铰接件2包括第一臂14和第二臂16，第一臂14通过第一纵向端部14.1经由枢转连接件固定到绝缘支撑件8，第二臂16在第一纵向端部16.1处通过枢轴固定到第一臂14的第二纵向端部14.2。

第一铰接件包括第一臂114和第二臂116，第一臂114加装到绝缘支撑件10。

因此，第一臂14可绕着与图纸面正交的固定轴线X1转动，第二臂16可绕着与图纸面正交的轴线X2转动，轴线X2可在该图纸面上移动。

通过示例，第一臂14的长度可为3.5m至4m，第一臂16的长度可为3.8m至4.2m。

第一和第二铰接件2和4构成半伸缩装置，其操作和使用对于电断路器领域的普通技术人员来说是众所周知的。例如，FR1204754描述了一种用于展开这种半伸缩装置的机构的示例。

图5详细地示出了根据本发明的桥塔。在该图中，可以看到控制杆8.2，其包括在绝缘支撑件8中，且由设置在桥塔的下部中的壳体22中的机构致动。在曲柄28与第一臂14之间固定着连接杆30，该连接杆30借助于铰接件32和34可在所有平面内移动。

当控制杆8.2被沿顺时针方向转动时，曲柄28顺时针转动指定角度。然后第一臂14被连接杆30移动，并到达相对于水平面倾斜的位置。在该移动中，第二臂16绕着轴线X1转动，并到达水平位置。在该移动结束时，如图1所示，断路器闭合。

断路器的打开例如通过逆时针转动控制杆以与闭合相反的方式实现。

第一和第二铰接件2和4设置成通过连接器18经由它们的自由端部电连接在一起。

连接器18可与文献FR2590073中所描述的连接器相同，其包括由铰接件2、4中的一个携带的公接触部和由铰接件2、4中的另一个携带的母接触部。连接器18特别好地适于严重的结冰环境，这是由于公接触部和母接触部得到了保护。

在铰接件2和4的展开过程中，公接触部和母接触部彼此自动对准，然后公接触部进入母接触部中。

根据本发明，处于展开位置时，铰接件呈现弓的形式，这增加了断路器的刚性。

特别地，第二臂16与第一臂14形成角度α，这与第一臂和第二臂彼此对齐的现有技术中的断路器不同。

在此处所示的示例中，此时断路器在处于其闭合位置时具有等腰梯形的形式，其中，较小底边包括第一铰接件2、第二铰接件4相应的两个第二臂16和116。第一、第二铰接件2和4在连接器18的水平面处彼此抵靠着接合。

角度α优选处于135°至150°的范围内。角度α越小，在打开断路器操作的过程中活动臂14和16的移动就越为便利，从而，可以以合理的成本获得功能上的可行性。此外，角度α不能太太，这是因为当断路器处于其闭合位置时，优选实现自由水平行程，以便应对桥塔8-11、10-12的任何可能移位。

图2是断路器的图解视图，其中，示出了重力分布。

由断路器的重量产生的力F垂直向下作用。通过本发明，力F被分为两个力F1和F2，它们的方向是每个铰接件的第一臂14和114的方向，第一臂14和114分别承受指向绝缘支撑件8和10的压力，这确保了断路器处于稳度位置。

作为比较，图3图解地示出了两个铰接件2’和4’在闭合位置彼此对齐的断路器。此时，力F仅沿垂直向下的方向作用。绝缘支撑件没有分担力。这种结构对外部影响例如风或冰非常敏感。而且，机械稳定性不能得到保证。

此外，由于铰接臂均被张开，因此，它们携带公接触部和母接触部的自由端部不能被以任何可靠的方式引导。从而，存在使公接触部不能触及到母接触部的非常大的危险。

相比，通过本发明，铰接件2和4中的每个在连接过程中均具有刚性，从而，使得接触部能被精确地引导，这确保了每次均能实现连接。

图1以虚线的形式示出了被折叠在断路器的打开位置的铰接件2和4。铰接件与相应的绝缘支撑件成一直线而处于垂直位置。该垂直结构使得能以减小的结构尺寸实现12m的打开距离。关于此点，如果铰接件2和4向着彼此倾斜，则需要将桥塔间隔开12m以上，以便为断路器实现12m的有效打开距离。

图4A至4F示出了根据本发明的铰接件的展开顺序。

图4A中，铰接件2被折叠起来而使得第一臂14和第二臂16彼此大致平行。

在图4B至4D中，第二臂16绕着轴线X2枢转，且远离第一臂14移动，同时，第一臂14绕着轴线X1枢转，直到与绝缘支撑件8大致成合适的角度为止。

然后，在图4E和4F中，第一臂14绕着轴线X1枢转，且向着第二铰接部分倾斜，同时第二臂16继续枢转并远离第一臂14移动，直到它到达图4F所示的角度位置，其中，第二臂16处于大致水平位置。

当角度α等于135°时，第一臂14绕着轴线X1相对于垂直平面转动了45°，同时第二臂16绕着轴线X2相对于垂直平面转动了90°。

已在上面对具有两个臂的铰接件进行了描述，但具有包括三个臂或更多个臂的铰接件的断路器没有脱离本发明的范围。

下面，描述闭合本发明的断路器的操作。

当需要在电路断开器处于其打开位置的情况下闭合断路器时，每个绝缘支撑件8或10枢转，使得相应的铰接件2和4以图4A至4F所示的顺序展开。臂14被使得例如以上述方式动作。

展开操作以使公接触部与母接触部排成直线且在展开步骤结束时进入母接触部的方式进行，使得两个铰接件此时彼此抵靠着接合。

断路器通过以与图4A至4F所示的闭合顺序相反的顺序折叠铰接件而被打开。

在图1所示的示例中，两个铰接件是对称的，但也可提供非对称的铰接件，其中，第一铰接件的第二臂比第二铰接件的第二臂长。

因此，本发明的断路器在其处于闭合位置时具有高的稳定性，尤其是可准确地引导公接触部和母接触部跨过大于10m的距离。

Claims (11)

1.一种用于在超过1100kV的非常高的电压下工作的变电站的水平移位型断路器，其具有可活动地安装在第一绝缘支撑件(8)上的第一活动部件(2)、和可活动地安装在第二绝缘支撑件(10)上的第二活动部件(4)，所述第一和第二活动部件(2，4)分别包括彼此铰接的第一臂(14，114)和第二臂(16，116)，第一臂(14，114)通过第一纵向端部安装在相应的绝缘支撑件(8，10)上，第二臂(16，116)设置成通过第二纵向端部彼此接触，其中，在断路器处于其闭合位置时，每个活动部件(2，4)的第一臂(14，114)和第二臂(16，116)一起形成非平角(α)，使得它们形成弓形，两个第二臂(16，116)彼此对齐并处于大致水平位置。

2.如权利要求1所述的断路器，其特征在于，处于闭合位置时，第一臂(14，114)向着彼此向上倾斜，从而要承受压力。

3.如权利要求1所述的断路器，其特征在于，处于折叠位置时，每个活动部件(2，4)处于折叠位置，且第一臂(14)和第二臂(16)大致彼此平行并处于垂直位置。

4.如权利要求1所述的断路器，其特征在于，处于闭合位置时，第一臂(4，114)向着彼此向上倾斜，从而要经受压力，处于折叠位置时，断路器打开，每个活动部件(2，4)处于折叠位置，且第一臂(14)和第二臂(16)大致彼此平行并处于垂直位置。

5.如权利要求1所述的断路器，其特征在于，角度(α)处于135°至150°的范围内。

6.如权利要求1所述的断路器，其特征在于，将彼此接触的活动部件(2，4)的自由端部之间的打开距离处于10m至12m的范围内。

7.如权利要求1所述的断路器，其特征在于，第一臂的长度处于3.5m至4m的范围内，第二臂的长度处于3.8m至4.2m的范围内。

8.如权利要求1所述的断路器，其特征在于，两个活动部件相对于垂直平面对称。

9.一种用于1100kV左右的非常高的电压的变电站，其特征在于，包括如权利要求1所述的至少一个断路器。

10.如权利要求9所述的用于1100kV左右的非常高的电压的变电站，其特征在于，将彼此接触的活动部件(2，4)的自由端部之间的打开距离处于10m至12m的范围内。

11.如权利要求10所述的用于1100kV左右的非常高的电压的变电站，其特征在于，第一臂的长度处于3.5m至4m的范围内，第二臂的长度处于3.8m至4.2m的范围内，且角度处于135°至150°的范围内。

Images