CN101326604B

CN101326604B - 接地断路器和制造这种接地断路器的方法

Info

Publication number: CN101326604B
Application number: CN2006800380540A
Authority: CN
Inventors: C·吉梅诺; G·帕尔米里; M·豪里
Original assignee: Areva T&D AG
Current assignee: General Electric Technology GmbH; Grid Solutions SpA
Priority date: 2005-10-14
Filing date: 2006-10-12
Publication date: 2012-05-30
Anticipated expiration: 2026-10-12
Also published as: FR2892225B1; KR101246696B1; FR2892225A1; KR20080072655A; WO2007042548A1; EP1946348B1; ATE453921T1; US20090120909A1; EP1946348A1; CN101326604A; DE602006011496D1; US7943881B2

Abstract

本发明的一个主要目的在于一种用于接地断路器的组件，所述组件包括：一个固定的接地触点(12)、一个适用于电连接至导杆(8)的位相触点(14)、一个适用于将固定接地触点(12)和位相触点(14)电连接的可移动连接设备(16)，固定接地触点(12)、位相触点(14)和可移动连接设备(16)安装在一个安装板(6)上。本发明的另一个目的在于一种包括这种组件的接地断路器，以及一种制造本发明的接地断路器的方法。

Description

接地断路器和制造这种接地断路器的方法

技术领域

本发明主要涉及在金属密封包壳内的电气开关(《气体绝缘开关》，英式萨克逊语)中使用的接地断路器，尤其是具有唯一的包壳的三相电气开关，以及涉及制造这种断路器的方法。

背景技术

本发明尤其适用于称为极其高速的接地断路器，这种类型的断路器具有非常短的转换时间并且能够将被电流穿过的导体接地。

接地断路器也包括：一个紧密封闭且充满介电气体的包壳；至少一个容纳在所述包壳中的组件，该组件包括一个固定接地触点、一个位相触点和一个用于将接地触点和位相触点电连接在一起的转换元件，以将位相触点接地。

这种断路器例如从文献JP 56-116810中已知，其中，转换元件在沿着使得固定接地触点和位相触点连接在一起的轴的移动中可移动。固定接地触点固定在一个板上，该板封闭一个设置在断路器的包壳的圆柱形壁中的开口。至于转换元件，它被一个固定在包壳的内表面上的驱动装置驱动。

由于固定接地触点和转换元件的安装在两个步骤中完成(effectuer)，此断路器具有制造时间较长的缺点。此外，将转换元件固定在所述内壁上是复杂的。

从文献WO 2005/018066已知另外一种类型的断路器，包括一个固定接地触点、一个位相触点和一个转换元件，接地触点相对于转换元件的移动的轴向偏移。此断路器体积显得相对过大。

从文献EP 1 507 274也已知一种接地断路器，其中，固定接地触点、转换元件和其驱动装置装配在一个相同板上，该板自身同样固定在断路器的包壳上。

转换元件适用于围绕一根轴线旋转移动，该轴线基本平行于使得固定接地触点和位相触点连接在一起的轴线，并且在垂直于该轴线的一个平面内移动。转换元件是相对复杂的形状。

从文献US 2004/0042158也已知一种在密封包壳内的接地断路器，该接地断路器包括一个包壳和一个板，在板上安装有一个接地转换器和两个电极，每一个电极连接至一个导体。可移动触点被驱动机构支撑，可移动触点垂直于所述板移动。在安装板和第二个可移动触点之间的距离是非常大的，断路器因此体积过大。

发明内容

因此本发明的一个目的在于一种实现简单并且便于维修的接地断路器。

本发明的另一个目的在于一种体积减小的接地断路器。

以上所述目的通过一种接地断路器获得，所述接地断路器包括：用于限定一个密封空间的一个包壳和一个顶盖、至少一个固定接地触点、一个位相触点和一个安装在顶盖上的转换元件，因此使得能够在顶盖安装在包壳上之前预装配。

换言之，接地断路器包括：一个安装板，该安装板安装有一个固定接地触点、一个位相触点和一个适用于将接地触点和位相触点电连接在一起的转换元件；以及一个安装有一个导杆的包壳，位相触点电连接至导杆。因此，次组件可以预先装配，然后固定在包壳上，当将安装板安装在包壳上时，在导杆和位相触点之间的电连接设置为自动的。

此外，所述转换元件的驱动机构也可以预先固定在安装板上。

由于不同的触点布置在一个基本平行于安装板的平面内，此断路器具有相对平坦的构型的优点。此外，简化了断路器的安装以及断路器的内部相对于外部环境的紧密地隔离。

因此本发明的一个主要目的是一种用于接地断路器的组件，所述组件包括：一个固定接地触点、一个适用于电连接至导杆的位相触点、一个适用于将固定接地触点和位相触点电接触的可移动连接设备，固定接地触点、位相触点和可移动连接设备安装在一个安装板上。

有利地，位相触点包括一个用于将位相触点和导杆连接在一起的断路器。

在一个具体的实施方案中，根据本发明的组件包括一个安装在安装板上的可移动连接设备的驱动装置，所述组件包括一根适用于由于驱动装置而运动的旋转轴，所述旋转轴基本垂直于安装板安装，所述组件也包括一个联杆，该联杆通过第一端部连接至所述轴而通过另一端部连接至可移动连接设备，以将轴的旋转运动转变为可移动连接设备的平移运动。

有利地，可移动连接设备和联杆机构容纳在一个基本平行于安装板的平面内。

在一个实施方案中，可移动连接设备包括一个柄，固定接地触点包括一个用于滑动地接受柄的通道，而位相触点包括一个用于接受柄的一个端部的腔。

所述柄可以由镀银的铜制成，而用于与位相触点接触的柄的端部可以由抗电弧的材料——例如铜-钨合金——制成。

有利地，位相触点包括一个呈U型插孔形状的置于位相触点的腔内的连接元件。接地触点也可以呈U型插孔形状，由弹性导电材料——例如铜-铬合金——制成。

所述呈U型插孔形状的连接元件通过拧紧固定在接地触点的通道中。

接地触点也可以包括一个置于呈U型插孔形状的连接元件的内部的导套46，所述导套夹紧保持在呈U型插孔形状的连接元件内，该连接元件在呈U型插孔形状的连接元件和拧紧在所述呈U型插孔形状的元件的套圈之间。

导套由例如热塑材料制成。

在三相断路器的情况下，本发明的组件包括三个分别连接至位相触点和可移动连接设备的固定接地触点，所述可移动连接设备适用于沿着平行轴线移动。

有利地，设置一个用于三个可移动连接设备的唯一的驱动机构。但是也可以设计一个用于每一个可移动连接设备的驱动机构。

本发明的又一个目的在于一种气体绝缘的接地断路器，该接地断路器包括：一个外壳、至少一个导杆和至少一个根据本发明的组件，紧密地封闭外壳的一个开口。

导杆可以包括一个与位相触点连接的连接部件。

本发明的再一个目的在于一种制造接地断路器的方法，包括以下步骤：

a)将至少一个固定接地触点、至少一个位相触点和至少一个可移动连接设备安装在安装板上，

b)将所述安装板固定在外壳上。

本发明的制造方法也可以包括：

-在步骤a)中，将可移动连接设备的驱动装置安装在安装板上，

-在步骤b)中，将所述位相触点和容纳在外壳中的导杆自动连接在一起和/或将密封设备放置在安装板和外壳之间。

附图说明

借助于以下说明和附图，将更好地理解本发明，其中：

-图1是本发明的断路器的横截面图，

-图2是图1的断路器的局部截面俯视图，

-图3是由图1中的箭头A所示的详细俯视图，

-图4是图1的断路器的接地触点的详细视图。

具体实施方式

本发明同时涉及单相接地断路器和三相接地断路器。

下文中将描述一种三相接地断路器。

图1中，可以看到一个接地断路器或连接至地面的断路器，该断路器包括一个外壳2，该外壳2包括一个使得能够进入外壳2的内部的开口4。

在所示实施例中，开口是圆形的，但可以设置一个多边形开口，例如方形开口。

断路器也包括一个由一块板形成的顶盖6，用于紧密地封闭开口4，以便与外壳2一起限定一个用于容纳介电气体的密封空间。下文中，该板6将称为安装板。

外壳2和板6由例如铝制成。

外壳2包括三个导杆8(在图1中仅仅一个可见)，导杆8通过一个由绝缘材料制成的板10基本平行布置并保持在外壳2中。杆8例如布置在一个相同的平面内或呈三角形。

接地断路器也包括多个用于将每一个导杆8连接至地面的设备。对于每一个导杆8，这些设备都包括一个接地触点12、一个相位触点14、和一个在接地触点12和相位触点14之间的可移动的电连接设备16。

根据本发明，接地触点12、相位触点14和可移动连接设备16安装在安装板16的一个内表面18上，因此使得能够在关闭外壳之前，预装配连接至地面的组件。

在三相接地断路器的情况下，在所示实施例中，三相接地断路器包括三个连接至地面的相同设备，以下将描述连接至导杆连接至地面的设备。

固定接地触点12包括一个通过第一端部22安装在通道24中的柄20，该通道24开在安装板6中。在所示实施例中，柄20基本垂直于安装板6。

该柄20例如通过螺钉组件与安装板6固定连接(solidaire)，该螺钉组件直接拧紧在设置在安装板6的外表面26中的镗孔中。

在图3详细示出的实施例中，插板(plaquette)28通过螺钉30固定至柄20的端部，并且所述插板28通过多个螺钉110固定连接至安装板6。呈圆盘形状的插板28通过连接件34连接至地面。呈矩形插板形状的此连接件34通过螺钉32经过端部固定至插板28，并且通过螺钉113经过第二端部固定至板6。在板6和插板34之间设有一个导电垫片(不可见)。可考虑在元件28、34和6之间的其它固定设备。

有利地，绝缘材料制成的套筒23布置在柄20-插板28组成的组件和通道24的壁之间，以便将接地触点12从安装板6隔离。绝缘套筒也设置在螺钉111和板6之间(图3)。

有利地，这种构型使得能够测量接地触点12中的电流。

在外壳2的内部，接地柄20包括一个贯穿通道38，其轴线Y基本正交于柄20的主要轴线X，使得形成可移动连接设备16的连接元件能够通过。连接元件在所示实施例中呈柄的形状。

柄16沿着轴线Y在接地触点12和相位触点14的第一隔离位置和在接地触点12和相位触点14之间的电连接的第二位置之间(在图2中用虚线表示)可以移动。

柄16例如由镀银的铜制成，并且其用于与相位触点14接触的端部50由抗电弧的材料——例如铜和钨的合金——制成。

在第一位置，柄16保持在通道38中。

有利地，如图4可见，呈U型插孔形状的接触元件42安装在通道38中。连接元件42的特定形状使得能够弥补对准缺陷并且因此确保在可移动连接设备的柄16和接地触点12之间永久的电接触。元件42由弹性变形的材料和——例如由铜和铬合金制成的——导电材料制成。

有利地，导套46布置在呈U型插孔形状的元件42的内部，以改进柄16的轴向导向。套管46的内部直径基本等于柄16的直径，其外部直径小于呈U型插孔形状的元件42的静止状态的直径。套管46也由一种绝缘材料制成，该绝缘材料具有滑移的特性并且比组成柄16的材料更柔软，组成柄16的材料由例如热塑材料——例如聚乙烯热钛酸盐(polyéthylènethéraphtalate)——制成。导套46具有足够的长度以避免卡住柄16。例如导套46长度等于柄16的直径的2至3倍。

图4中，可以看到一个将呈U型插孔形状的接触元件42和套管46安装在接地触点12上的实施例。接地触点12包括攻螺丝部分121，通过外螺纹部分421将接触元件42拧紧在攻螺丝部分121中。套管46包括环形突出部分461，突出部分461夹紧在套圈44的环形底座442和接触元件42的下端422之间，套圈44包括与接触元件42的螺纹421配合的攻螺丝441。

在所示实施例中，接地触点16与柄16永久地接触。在变体中，可以设置柄16，柄16从接地触点缩进并且在连接至地面的情况下与接地触点12接触。

将设计将滑柄16安装在相位触点14中并且朝着接地触点的方向移动柄16。

相位触点14距离接地触点12以确定距离d布置并且沿着轴线Y与接地触点12以及与柄16对准。

相位触点14包括安装有腔48的主体47，腔48用于接受柄16的第一端部50。有利地，腔48安装有呈U型插孔形状的接触元件52，接触元件52由与形成元件42的材料不同的导电材料制成。元件52有利地包括一个由抗电弧的材料制成的齿套。例如通过拧紧在腔的底部，元件52有利地固定在腔48中。也可以考虑通过棘轮机构固定。

相位触点14与安装板6固定连接。在所示实施例中，位相触点14安装在支撑板54上，支撑板54通过第一端部56固定至柄20的第二端部36，并且通过第二端部58固定至与安装板6固定连接的至少一根轴60。

在图2中，可以看到支撑板54呈虚线，在支撑板54上安装有三个位相触点14。

在所示实施例中，支撑板54通过两根轴60和三个柄20固定在安装板6上。如图2所示，设置两根附加轴60’。两根附加轴60’布置在接地柄20之间并且使得支撑板54连接至安装板6，这使得能够减少在接地柄20上的机械应力。

支撑板54由一种绝缘材料制成，以经受导杆8的试验电压。

当将安装板6安装在外壳2上时，位相触点14用于连接至相应的导杆8。

有利地，设置位相触点14和导杆8的自动连接。为此，位相触点14可以包括例如在文献FR 2 811 147中描述的联接器，联接器呈圆柱状，安装有覆盖有导电材料的薄片。

位相触点14布置在安装板6上，以便在安装过程中，位相触点14与导杆8的连接部分对准。

因此，当安装板6固定在外壳2上时，联接器自动地插入固定至导杆8地连接元件101，避免了所有的附加维修以实现这种连接，并且因此避免了所有用于到达外壳的内部的附加开口。

断路器也包括可移动连接设备16的驱动装置62，驱动装置62有利地安装在安装板6上。在变体中，此驱动装置也可以布置在外壳2上。

断路器包括能够被驱动装置62的驱动轴(不可见)驱动的轴64。驱动轴62，通过轴承68，基本垂直于安装板6，自由旋转地安装在穿过安装板6的通道66中。轴64紧密地旋转移动，为此密封设备70——例如环形密封垫——安装在开在轴64的周边中的凹槽中。

也可以设计设置在通道66的壁中的凹槽。

轴64在其内侧安装有挡块72，而在其外侧安装有安装板，以轴向保持此轴64。

轴64通过第一端部(未示出)连接至安装在安装板6的外表面上的驱动设备。驱动设备可以是电气型设备。

断路器也包括联杆机构74(图2)，联杆机构74连接至轴64的第二端部78以及柄16的端部79，端部79与用于插入位相触点14的腔48中的端部相反。

联杆机构74包括第一杠杆80和第二杠杆82，第一杠杆80通过第一端部旋转地连接至轴64，第二杠杆82自由旋转地安装在第一杠杆80的第二端部上和柄16的端部79上。

例如通过绝缘材料制成的套管81a、81b，柄16从第二杠杆82电隔离。

因此，轴64的旋转运动转变为柄16的平移运动。

在图2所示的实施例中，柄16的三个端部79连接至唯一的横杆84，第二杠杆82铰接在横杆82上。因此，驱动轴64使得能够同时移动三个柄16。

然而，可以对每个柄16——即对每一个连接至地面的组件——都提供一个分离的驱动机构。

如上所述，也可以将驱动装置62固定在外壳2上；驱动装置62可以由一个推杆形成，推杆相对于触点12和14轴向布置在柄16的后部。

安装板6用于固定在外壳2上，以紧密地封闭开口4。开口4被环形轴颈86镶边，轴颈86形成用于安装板6的外边缘的支座(appui)。密封设备87插入在轴颈86和安装板6的外边缘之间。

如可以看到，联杆机构74、柄16和接地触点12和相位触点14基本在平行于安装板6的相同平面内。这使得断路器的连接至地面的部分具有相对平坦的构型。

在安装板6和连接至地面的组件的移动平面之间的距离D可以选择的相对较小，然而同时考虑在位相触点14和安装板6之间最小的隔离距离。

例如，可以给出用于接地断路器的本发明的组件的尺寸，接地断路器的电压是275kv，充满6.3巴的正常压力下SF6类型的介电气体。

在轴线Y和表面18之间的距离D是97mm，在朝向安装板18的内表面的位相触点14的自由端部和该表面18之间的距离d是55mm。

可以给出第二个实施例关于电压是375kv；在这种情况下，在轴线Y和表面18之间的距离D将是117mm，在朝向安装板18的内表面的位相触点14的自由端部19和该表面18之间的距离d是65mm。

这些尺寸，以及在101和54之间的连接件的长度取决于以上参数，并且在较小程度上取决于电极的形状和表面。

距离D因此与腔室(chambre)中连接至地面的机构的厚度相对应。此厚度相对于在文献US2004/0042158中描述的机构的厚度相对较小。

本发明能够减少待完成的密封的数量，并且因此降低介电气体泄漏的风险。

此外，在维修的情况下，满足取下安装板6，而不必拆卸断路器的其它部件。

此外，元件的数量减少，这使得能够降低断路器的成本。

本发明也使得能够非常自由地安装和定位接地断路器，以及所有的电气开关构型。

现将解释本发明的断路器的功能。

为了将导杆8连接至地面，轴64由布置于外壳2的外部的驱动设备62驱动围绕其轴线旋转，促使连接设备16朝向位相触点14滑动。柄16的端部然后插入到接触元件52中。柄16然后确保在接地触点12和位相触点14之间的电连接(图2，呈虚线)，以及将连接至位相触点14的导杆8连接至地面。

也将描述制造这种接地断路器的方法。

制造方法包括以下步骤：

a)将至少一个组件固定在安装板6上，所述组件包括一个接地触点12、一个位相触点14和一个在位相触点14和接地触点12之间的可移动电连接设备16，

b)将安装板6固定在外壳2上，外壳2包括至少一个导杆8。

有利地，在将安装板6安装在外壳2上时，自动连接位相触点14与导杆8。

在步骤a)中，也可以将连接设备16的移动机构62固定在安装板6上。

在步骤b)中，密封设备87插入在安装板6和外壳2之间。

Claims

1.一种用于接地断路器的组件，包括：一个固定接地触点(12)、一个适用于电连接至导杆(8)的位相触点(14)、一个适用于将固定接地触点(12)和位相触点(14)电连接的可移动连接设备(16)，固定接地触点(12)、位相触点(14)和可移动连接设备(16)安装在一个安装板(6)上，所述组件也包括：一个安装在安装板(6)上的驱动可移动连接设备(16)的驱动装置(62)；和一个适用于由驱动装置(62)驱动运动的旋转轴(64)，所述旋转轴(64)穿过安装板(6)；和一个联杆机构(74)，联杆机构(74)通过第一端部连接至轴(64)并且通过另一端部连接至可移动连接设备(16)，以将轴(64)的旋转运动转变为可移动连接设备(16)的平移运动。

2.根据权利要求1的组件，其中，所述旋转轴(64)基本垂直地安装至安装板(6)，而可移动连接设备(16)和联杆机构(76)容纳在基本平行于安装板(6)的平面内。

3.根据权利要求1或2的组件，其中，所述位相触点(14)包括一个用于电连接位相触点和导杆(8)的连接件。

4.根据权利要求1或2的组件，其中，所述可移动连接设备(16)由一个柄形成，所述固定接地触点(12)包括一个用于滑动地接受柄的通道(38)，所述位相触点(14)包括一个用于接受柄的一个端部的腔(48)。

5.根据权利要求1或2的组件，其中，对于接地断路器，其电压是275kv，电绝缘气体是正常压力为6.3巴的SF6气体，在安装板(6)的内表面(18)和可移动连接件之间的距离(D)是97mm，在朝向安装板(6)的内表面(18)的位相触点(14)的自由端部(90)和所述内表面(18)之间的距离(d)是55mm。

6.根据权利要求1或2的组件，其中，对于接地断路器，其电压是325kv，电绝缘气体是正常压力为6.3巴的SF6气体，在安装板(6)的内表面(18)和可移动连接件之间的距离(D)是117mm，在朝向安装板(6)的内表面(18)的位相触点(14)的自由端部(90)和所述内表面(18)之间的距离(d)是65mm。

7.根据权利要求4的组件，其中，所述接地触点(12)包括一个安装在通道(38)中的呈U型插孔形状的连接元件(42)，所述连接元件(42)由弹性导电材料制成。

8.根据权利要求7的组件，其中，所述呈U型插孔形状的连接元件被拧紧固定在接地触点的通道中。

9.根据权利要求8的组件，其中，所述接地触点包括一个布置在呈U型插孔形状的连接元件(42)的内部的导套(46)，所述导套(46)通过夹紧保持在呈U型插孔形状的连接元件(42)和拧紧在呈U型插孔形状的所述元件上的套圈(44)之间。

10.根据权利要求9的组件，其中，所述导套(46)由热塑材料制成。

11.根据权利要求1或2的组件，包括与相应的位相触点(14)和相应的可移动连接设备(16)相联的三个固定接地触点(12)，可移动连接设备(16)适用于沿着平行轴线移动。

12.根据权利要求11的组件，包括一个驱动装置(62)和一个用于三个可移动连接设备(16)的唯一的旋转轴(64)。

13.根据权利要求11的组件，对于每一个可移动连接设备均具有一个旋转轴(64)。

14.一种气体绝缘接地断路器，包括：一个外壳、至少一个导杆(8)和根据前述权利要求之一的组件，以紧密地封闭外壳的开口(4)。

15.根据权利要求14的断路器，其中，导杆(8)包括一个连接至位相触点的部分。

16.一种用于制造如权利要求14的接地断路器的方法，包括以下步骤：

a)将至少一个组件和一个用于驱动所述可移动连接设备(16)的旋转轴(64)安装在安装板(6)上，所述组件包括：一个固定接地触点(12)、一个位相触点(14)和一个可移动连接设备；

b)将所述安装板(6)固定在外壳上并且自动电连接所述位相触点(14)至容纳在外壳中的导杆(8)。

17.根据权利要求16的制造接地断路器的方法，在步骤a)中也包括安装驱动装置(62)用以在安装板(6)上移动轴(64)。

18.根据权利要求16或17的制造接地断路器的方法，其中，在步骤b)中，密封设备插入在安装板(6)和外壳之间。