CN101364714B - 用于开关设备的总线连接装置及其总线连接方法 - Google Patents

Abstract

一种用于开关设备的总线连接装置，其包括：连接模块，该连接模块具有第一导体，连接到所述第一导体的第二导体，和覆盖所述第一和第二导体的外表面的固体涂层部；具有导体和覆盖所述导体的外表面的固体涂层部的母线，并且其可导电地插置在两个面对的连接模块之间；及用于覆盖所述连接模块和所述母线的连接部的绝缘管。因此，可以加快和促进面板的安装和维护，并且可以防止使用绝缘材料(例如，油或者六氟化硫)。

Description

用于开关设备的总线连接装置及其总线连接方法

技术领域

本发明涉及用于开关设备的总线连接装置及其总线连接方法，更具体地，涉及能够加快和促进面板之间的装配过程的开关设备的总线连接装置，及其总线连接方法。

背景技术

如图1所示，开关设备设置有多个布置成一排的面板10。在每个面板10上部的内侧，如图2所示，用于电连接每个面板10的母线21设置在如下方向上：面板10排列成一排以相互表面接触。六氟化硫(SF₆)气体作为绝缘材料填充在设置母线21的内部空间中。通孔12形成在每个面板10的两个侧壁上，每个通孔12由套管31密封。

套管31形成为绝缘体，如图3所示，用于连接母线21的每端的连接导体33形成在套管31的中央部内。内螺纹部35分别形成在设置于每个面板10的内侧的连接导体33的两端，从而母线21可以由螺钉连接。径向地向外突出的接触件37形成在连接导体33的朝外面向面板10的端部。

通过排列成一排以便相互表面接触的面板10，将用于使连接导体33相互电连接的连接接触件41连接在两个面对的套管31之间。如图4所示，由绝缘材料(例如，硅)制成的空心绝缘管45连接在连接接触件41的外侧处。

如图5所示，连接接触件41被构造为具有多个接触板42以及多个环形弹簧43，所述接触板42用作导体并且环行设置为棒状，所述环形弹簧43连接到环行设置的接触板42的两端并且向接触板42施加弹性力，从而每个接触板42可以一定的接触压力接触连接导体33的接触件。每个套管31设置有在面板10排列成一排的方向上向内凹入的收纳部34，从而收纳和连接在其中的连接接触件41和绝缘管45的每一端。

然而，在这种常规的开关设备中，是通过利用与面板10相比具有小尺寸且需要精确的装配公差的连接接触件41和绝缘管45来电连接两个相邻的面板10的。因此，需要大量时间和精力用于调整连接接触件41和连接导体33。

另外，需要精确装配公差的连接导体33和连接接触件41可能会容易由于即使较小的外部力而导致相对位置改变，由此降低了相对于接触点的稳定性。因此，装置的总体可靠性降低。

另外，由于六氟化硫(SF₆)气体作为绝缘材料而填充在母线21的周围，这需要在检查和修理面板10时释放和加满SF₆。因此，增加了检查和修理面板10所需的时间、精力和成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种环保的用于开关设备的总线连接装置及其总线连接方法，其通过固体绝缘技术而无需利用SF₆气体。

本发明的另一个目的是提供能够加快和促进面板之间的装配过程的开关设备，及其总线连接方法。

为达到这个和其它优点并根据本发明的目的，如在此包含和广泛说明的，提供一种用于开关设备的总线连接装置，包括：连接模块，其具有一端连接到开关设备的第一导体，中央部连接到第一导体的第二导体，以及用于覆盖第一和第二导体的外表面的由绝缘材料构成的固体涂层部；母线，其具有导体和覆盖所述导体的外表面的由绝缘材料构成的固体涂层部，导体的两端分别连接到相互面对设置的连接模块的所述第二导体；及绝缘管，其用于覆盖连接模块和母线的连接部，其中，插座式接触部插置在连接模块和母线之间，插座式接触部的一端通过被插入第二导体而被连接，在插座式接触部的另一端形成切断的插入凹槽以将母线插入其中。

这里，从母线的导体的两端分别突出地形成有插头式接触部，以通过被插入插座式接触部的插入凹槽而被连接。

插座式接触部形成为可拆卸式。

在第二导体处形成有用于连接插座式接触部的连接部。

绝缘管包括形成为在其中收纳连接模块和母线的连接区域的圆柱形的绝缘层，和形成在所述绝缘层的外表面上的接地层。

在对应于第二导体的两端的固体涂层部处形成有外绝缘倾斜面，在绝缘管的绝缘层的内侧形成有内绝缘倾斜面以便接触外绝缘倾斜面。

接地层的两端比绝缘层在长度方向上延伸更多。

在母线的固体涂层部的外表面上形成有接地层，母线的接地层比母线的固体涂层部的长度短，从而具有一定长度的外绝缘面分别形成在母线的固体涂层部的两端处。

连接模块的固体涂层部还设置有形成在除了外绝缘倾斜面以外的区域上的接地层。

还设置有绝缘套，用于封闭连接模块的第二导体的两端之中不连接到母线的一端。

绝缘套包括连接到第二导体的端部的绝缘层，和形成在绝缘层内部以便接触第二导体的半导体层。

绝缘套还设置有形成在绝缘层的外表面上的接地层。

还设置有用于固定绝缘管的管固定单元。

管固定单元还设置有由刚性材料形成以便在其中收纳绝缘管的管收纳部件，和用于连接两个相互面对的管收纳部件的连接部件。

还设置有用于固定绝缘套的套固定单元。

套固定单元包括由刚性材料形成以便在其中收纳绝缘套的套收纳部件，和用于连接面对所述套收纳部件的管收纳部件的连接部件。

母线在长度方向上垂直插在相互面对的两个连接模块之间。

为达到这个和其它优点并根据本发明的目的，如在此包含和广泛说明的，提供了一种用于开关设备的总线连接方法，包括：分别形成连接模块、母线和绝缘管，所述连接模块具有一端连接到开关设备的第一导体、其中央部连接到第一导体的第二导体和覆盖第一和第二导体的外表面的由绝缘材料构成的固体涂层部；所述母线具有导体，和覆盖所述导体的外表面的由绝缘材料构成的固体涂层部，导体的两端分别连接到相互面对设置的连接模块的第二导体；以及所述绝缘管用于覆盖连接模块和母线的连接部；将每个连接模块安装为连接到对应的面板内侧的所述开关设备上；插座式接触部分别连接到每个面板的连接模块上，其中插座式接触部的一端通过被插入第二导体而被连接，插座式接触部不连接到设置在第一和最后的面板处的连接模块的每个外端部上；分别将所述绝缘管连接到每个母线；将母线插入插座式接触部的另一端的切断的插入凹槽中，使得插座式接触部插置在连接模块和母线之间；并且设置绝缘管以覆盖连接模块和母线的连接部。

这里，形成连接模块和母线的步骤还包括：通过从母线的导体的两端分别突出而形成插头式接触部，以通过被插入插座式接触部的插入凹槽而被连接。

还设置了步骤：在执行设置绝缘管以覆盖连接模块和母线的连接部的步骤之前或者之后，在连接模块的第二导体之中，将母线不连接的区域绝缘。

还设置了步骤：在执行设置绝缘管以覆盖连接模块和母线的连接部的步骤之后固定绝缘管。

从下面结合附图的对本发明的详细描述，本发明的前述和其它目的、特征、方面和优点将变得更明显。

附图说明

用以提供对本发明的进一步了解的附图合并入并构成了本说明书的一部分，其图示了本发明的实施例，并与说明书一起解释本发明的原理。

在图中：

图1为阐明常规的开关设备的立体图，所述开关设备的面板排列成一排以便相互表面接触；

图2为阐明图1的母线的连接状态的视图；

图3为沿着图2的III-III线剖切的截面图；

图4为图3的绝缘部件的立体图；

图5为图3的连接接触件的立体图；

图6为阐明根据本发明的一个具体实施方式的开关设备的总线连接装置的视图；

图7为沿着图6的总线连接装置的VII-VII线剖切的截面图；

图8为图7的分解立体图；

图9为图6的绝缘模块的放大图；

图10为局部剖切图6的插座式接触部的截面图；

图11为图6的母线的放大图；

图12为图6的绝缘管的放大图；

图13为图6的绝缘管的连接区域的放大图；

图14为图6的绝缘套的放大图；以及

图15和图16为分别阐明图7的管收纳部件和套收纳部件的放大图。

具体实施方式

现在将给出根据本发明的一个具体实施方式的用于开关设备的总线连接装置及其总线连接方法的详细描述，其示例将结合附图阐明。

如图6所示，开关设备设置有多个布置成一排的面板110以执行各种功能，例如接收电力和将电力供应给负载，中继和计算主电路总线，分离主电路总线，以及在双总线情况下总线的连接功能。各面板110通过根据本发明的一个实施例的开关设备的总线连接装置120在面板110内部上方处相互电连接。

如图7和图8所示，开关设备的总线连接装置120包括连接模块121，所述连接模块121包括一端连接到分离开关或者接地开关的第一导体123，中央部连接到第一导体123的第二导体127，以及覆盖第一导体123和第二导体127的外表面的固体涂层部131；母线161，包括两端分别连接到相互面对设置的连接模块121的第二导体127上的导体163，和覆盖导体163的外表面的固体涂层部169；以及覆盖连接模块121和母线161的连接部的绝缘管171。

插座式接触部151插置在连接模块121和母线161之间，用于绝缘的绝缘管171连接到连接模块121和母线161的连接部上。绝缘套181连接到连接模块121的第二导体127的两端中没有连接母线161的一端。绝缘管171和绝缘套181分别由管固定单元191和套固定单元211固定。

如图9所示，连接模块121设置有第一导体123，其一端连接到各面板110的分离开关或者接地开关；第二导体127，其垂直设置在第一导体123的另一端处，并且具有可导电地连接到第一导体123的中央部；以及由绝缘材料(例如，环氧树脂等)构成的固体涂层部131，其形成在第一导体123和第二导体127的外表面，并具有一定厚度，用于对第一导体123和第二导体127绝缘。这里，形成在每个连接模块121的第一导体123和第二导体127的圆周上的固体涂层部131实现为直线，然而，固体涂层部131也可以根据其安装位置弯曲形成。

用于连接分离开关、接地开关等的连接凹槽124形成在第一导体123的一端处。将插座式接触部151可拆卸地插在其中的槽形连接部128分别形成在第二导体127的两端。用于通过固定螺钉157连接插座式接触部151的内螺纹部129分别形成在连接部128处。

第一连接部133形成在连接模块121的固体涂层部131处，从而第一导体123、分离开关、接地开关等能连接到第一导体123的一端的一侧。第二连接部135分别形成在第二导体127的两端处以在母线161得到连接时连接绝缘管171。第二连接部135设置有外绝缘倾斜面136，其相对第二连接部135的端面倾斜有110-120°的内角(θ)，并且具有一定绝缘距离(例如，50毫米)。接地层137形成在固体涂层部131上除了第二连接部135的外绝缘倾斜面136以外处。接地层137通过以金属化工艺、金属喷镀工艺等工序融化固体涂层部131的外表面上的导电金属部件而形成。

如图10所示，插座式接触部151是形成为圆棒形的导体，从而其一端能通过被插入第二导体127处的连接部128而被连接。在插座式接触部151的另一端，形成切断的插入凹槽153以将母线161的一个区域插入其中，该区域即为将在后面描述的母线161的插头式接触部165。连接到第二导体127的内螺纹部129上的固定螺钉157所穿过的螺钉孔155穿透地形成在插入凹槽153的下部。

如图11所示，母线161包括导体163和固体涂层部169，导体163连接到连接模块121的第二导体127，固体涂层部169用绝缘材料(例如，环氧树脂等)形成以覆盖导体163并用于使导体163绝缘。导体163的两端的直径(D2)形成为比其中央部的直径(D1)大。固体涂层部169形成为在导体163的圆周上并具有一定厚度(t)。接地层170形成在固体涂层部169的外表面。接地层170比固体涂层部169的长度短，从而具有一定长度的外绝缘面168可以分别形成在固体涂层部169的两端处。并且，形成分别从导体163的两端突出的插头式接触部165以通过被插入插座式接触部151的插入凹槽153而被连接。设置了多个从插头式接触部165的侧面向外突出的接触件167。

如图12所示，绝缘管171包括形成为在其中收纳连接区域的绝缘层173，其用于连接模块121和母线161的连接区域的绝缘，以及接地层177，其设置在绝缘层173的外表面上。绝缘层173由绝缘材料(例如，绝缘硅树脂等)构成以形成圆柱形，接地层177由导电硅树脂构成。

向外倾斜延伸的内绝缘倾斜面174形成在绝缘层173的内侧，以便接触连接模块121的外绝缘倾斜面136，平直绝缘面175形成在绝缘层173的另一侧，以便接触母线161的外表面。

如图13所示，当绝缘管171和母线161相连接时，接地层177比绝缘层173在长度方向上延伸更多，从而接地层177的两端能分别接触母线161的接地层170和连接模块121的接地层137。倾斜面178形成在接地层177的内表面上，以便相对母线161的导体163平滑设置。

如图14所示，绝缘套181设置有：绝缘层183，其连接到连接模块121的第二连接部135；以及半导体层185，其设置在绝缘层183的内表面上并且接触第二导体127以便减弱电场。内绝缘倾斜面184形成在绝缘层183的内表面上，以便接触第二连接部135的外绝缘倾斜面136。绝缘层183由诸如硅树脂的绝缘材料制成。并且，由导电硅树脂等构成的接地层187一体地形成在绝缘层183的外表面上。当第二连接部135连接到接地层187时，接地层187比绝缘层183在长度方向上延伸更多，以便接触连接模块121的接地层137。

同时，固定绝缘管171的管固定单元191设置在绝缘管171的外侧。如图7和图8所示，管固定单元191被构造为具有管收纳部件193，管收纳部件193具有圆柱形以在其中收纳绝缘管171，管固定单元191还具有连接管收纳部件193的连接部件203。

如图15所示，管收纳部件193形成为具有刚性部件(例如，金属部件)的圆柱形，从而可以防止绝缘管171向外变形。用于母线161穿过的贯通孔194穿透地形成在管收纳部件193处。在管收纳部件193的一端，形成凸缘195，其径向向外延伸并且在圆周方向上相互间隔。通孔197分别形成在每个凸缘195中。

连接部件203设置有：第一固定部件204，其具有的长度足够连接分别连接到相互面对的第二连接部135上的两个管收纳部件193；以及第二固定部件205，其连接到第一固定部件204的一端上。在本实施例中，第一固定部件204被实施为在其一端具有外螺纹部的固定螺钉，第二固定部件205被实施为连接到外螺纹部上的螺母。这里，连接孔可以代替外螺纹部形成在第一固定部件的端部上，第二固定部件可以设置有待连接到连接孔上的扣环。另外，连接部件可以构造为铆钉。

固定绝缘套181的套固定单元211设置在绝缘套181的外侧。套固定单元211包括：套收纳部件213，其具有圆柱形以在其中收纳绝缘套181；以及固定套收纳部件213的连接部件223。

如图16所示，套收纳部件213由刚性部件(例如，金属部件)制成，为一侧打开的圆柱形，从而防止绝缘套181向外变形。在套收纳部件213的闭合侧的端部，形成有径向地向外延伸并且在圆周方向上相互分隔的多个凸缘215。考虑到与面对设置的管收纳部件193的连接，凸缘215形成在对应于管收纳部件193的各个凸缘195的位置处。并且，凸缘215设置有通孔217。与管固定单元191的连接部件203相似，套固定单元211的连接部件223可以设置有实现为固定螺钉和螺母的第一固定部件224和第二固定部件225。

在该构造下，一旦形成连接模块121、母线161和绝缘管171，连接模块121就被安装为连接到对应的面板110的内侧的分离开关、接地开关等上。插座式接触部151分别连接到每个面板110的连接模块121上。这里，插座式接触部151不连接到设置在第一和最后的面板110处的连接模块121的每个外端部上，所述第一和最后的面板110是指在将面板110排列成一排以便相互表面接触的方向上而言。

面板110设置为相邻面板110的两侧能相互接触，然后母线161分别插在相互面对设置的两个连接模块121之间。这里，每个在其中具有绝缘管171的两个管收纳部件193首先连接到母线161。然后，插头式接触部165在被与插座式接触部151的插孔153对准后插入到插孔153中。

一旦完成母线161的连接过程，每个管收纳部件193被按压，从而每个绝缘管171的内绝缘倾斜面174可以被按压并且紧密接触每个连接模块121的第二连接部135的外绝缘倾斜面136。然后，每个第一固定部件204插到每个管收纳部件193的凸缘195的通孔197上。然后，第二固定部件205分别连接到第一固定部件204的端部。因此，每个绝缘管171可以保持为被按压并且紧密接触对应的第二连接部135。

同时，在其中具有绝缘套181的套收纳部件213连接到连接模块121的第二连接部135的每个外侧上，该连接模块121分别设置在排列成一排并且因此不连接到母线161上的第一和最后一个面板110处，从而保持绝缘状态。在连接到套收纳部件213的另一端上的管收纳部件193的凸缘195与套收纳部件213的各个凸缘215对齐的状态下，第一固定部件224分别插入连接到每个凸缘215的通孔217。接着，在绝缘管171和绝缘套181被按压从而紧密接触对应的第二连接部135的状态下，第二固定部件225分别连接到第一固定部件224的端部上，从而分别固定套固定部件213和管收纳部件193。

如目前描述的，根据本发明，母线垂直连接在长度方向上将要相互连接的连接模块之间，设置绝缘管用于连接区域的绝缘，从而在连接面板的情况下减小装配公差。因此，可以加速和便于连接面板，不像常规方法由于精确的公差需要很多时间和精力来进行调整。

另外，根据本发明，绝缘管由具有弹性(例如，硅树脂等)的绝缘材料构成。内绝缘倾斜面形成在绝缘管内侧，对应于连接模块的连接部的外绝缘倾斜面。平直绝缘面形成在绝缘管的另一侧，对应于母线的平直绝缘面。因此，内绝缘倾斜面和平直绝缘面通过一定的压力紧密连接，从而加强了电介质强度。另外，可最小化用于绝缘的沿面距离(creepage distance)，从而在制造和维护时减少大量时间和精力。

通过将由刚性部件制成的管收纳部件和套收纳部件连接到由弹性部件构成的绝缘管和绝缘套的外表面上，并且通过将管收纳部件和管收纳部件连接到连接部件上，以及管收纳部件和套收纳部件连接到连接部件上，即使当发生振动时，它们也可以保持被按压并且紧密接触，从而防止绝缘性能降低。

另外，根据本发明，通过连接模块、母线和绝缘管，可以在空气环路中保持极好的绝缘性能，从而排除使用例如油、气体的绝缘材料。由于不使用例如油、气体的绝缘材料，所以当维护和修理面板时，可以减少用来排放/加满绝缘材料的时间，从而加速和促进面板的安装、维护。并且，由于不使用例如油、气体的绝缘材料，所以面板之间的接触区域可以保持在打开状态，从而不需要在面板之间安装侧壁，因此防止在安装期间侧壁的干扰。

由于本发明可以以多种形式实施而不背离其特征，还应该理解上述实施例不限于前述的任何细节，除非另外说明，否则应该广泛解释为在所附的权利要求限定的范围内，因此所有落入权利要求的边界和范围或者这样的边界和范围的等价物的变化和修改都由所附的权利要求涵盖。

Claims (21)

1.一种用于开关设备的总线连接装置，包括：

连接模块，其具有一端连接到开关设备的第一导体，中央部连接到所述第一导体的第二导体，和用于覆盖所述第一和第二导体的外表面的由绝缘材料构成的固体涂层部；

母线，其具有导体和覆盖所述导体的外表面的由绝缘材料形成的固体涂层部，所述导体的两端分别连接到相互面对设置的所述连接模块的所述第二导体；及

绝缘管，其用于覆盖所述连接模块和所述母线的连接部，

其中，插座式接触部插置在所述连接模块和所述母线之间，所述插座式接触部的一端通过被插入所述第二导体而被连接，在插座式接触部的另一端形成切断的插入凹槽以将所述母线插入其中。

2.根据权利要求1所述的装置，其中从所述母线的所述导体的两端分别突出地形成有插头式接触部，以通过被插入所述插座式接触部的所述插入凹槽而被连接。

3.根据权利要求1所述的装置，其中所述插座式接触部形成为可拆卸式。

4.根据权利要求1所述的装置，其中在所述第二导体处形成有用于连接所述插座式接触部的连接部。

5.根据权利要求2所述的装置，其中所述绝缘管包括形成为在其中收纳所述连接模块和所述母线的连接区域的圆柱形的绝缘层，和形成在所述绝缘层的外表面上的接地层。

6.根据权利要求5所述的装置，其中在对应于所述第二导体的两端的固体涂层部处形成有外绝缘倾斜面，在所述绝缘管的所述绝缘层的内侧处形成有内绝缘倾斜面以便接触所述外绝缘倾斜面。

7.根据权利要求5所述的装置，其中所述接地层的两端比绝缘层在长度方向上延伸更多。

8.根据权利要求7所述的装置，其中在所述母线的所述固体涂层部的外表面上形成有接地层，所述母线的所述接地层比所述母线的所述固体涂层部的长度短，从而具有一定长度的外绝缘面分别形成在所述母线的所述固体涂层部的两端处。

9.根据权利要求6所述的装置，其中所述连接模块的所述固体涂层部还设置有形成在除了所述外绝缘倾斜面以外的区域上的接地层。

10.根据权利要求1所述的装置，还包括：

绝缘套，其用于封闭所述连接模块的所述第二导体的两端之中不连接到所述母线的一端。

11.根据权利要求10所述的装置，其中所述绝缘套包括连接到所述第二导体的端部的绝缘层，和形成在所述绝缘层内部以便接触所述第二导体的半导体层。

12.根据权利要求11所述的装置，其中所述绝缘套还设置有形成在所述绝缘层的外表面上的接地层。

13.根据权利要求10所述的装置，还包括：

用于固定所述绝缘管的管固定单元。

14.根据权利要求13所述的装置，其中所述管固定单元还设置有由刚性材料形成以便在其中收纳所述绝缘管的管收纳部件，和用于连接两个相互面对的所述管收纳部件的连接部件。

15.根据权利要求14所述的装置，还包括：

用于固定所述绝缘套的套固定单元。

16.根据权利要求15所述的装置，其中所述套固定单元包括由刚性材料形成以便在其中收纳所述绝缘套的套收纳部件，和用于连接面对所述套收纳部件的管收纳部件的连接部件。

17.根据权利要求1所述的装置，其中所述母线在长度方向上垂直插在相互面对的两个连接模块之间。

18.一种用于开关设备的总线连接方法，包括：

分别形成连接模块、母线和绝缘管，所述连接模块具有一端连接到开关设备的第一导体、其中央部连接到所述第一导体的第二导体和覆盖所述第一和第二导体的外表面的由绝缘材料构成的固体涂层部；所述母线具有导体和覆盖所述导体的外表面的由绝缘材料形成的固体涂层部，所述导体的两端分别连接到相互面对设置的所述连接模块的所述第二导体；以及所述绝缘管用于覆盖所述连接模块和所述母线的连接部；

将每个连接模块安装为连接到对应的面板内侧的所述开关设备上；

插座式接触部分别连接到每个面板的所述连接模块上，其中所述插座式接触部的一端通过被插入所述第二导体而被连接，所述插座式接触部不连接到设置在第一和最后的面板处的所述连接模块的每个外端部上；

分别将所述绝缘管连接到每个母线；

将所述母线插入所述插座式接触部的另一端的切断的插入凹槽中，使得所述插座式接触部插置在所述连接模块和所述母线之间；及

设置所述绝缘管以覆盖所述连接模块和所述母线的所述连接部。

19.根据权利要求18所述的方法，其中形成所述连接模块和所述母线的步骤还包括：

通过从所述母线的所述导体的两端分别突出而形成插头式接触部，以通过被插入所述插座式接触部的所述插入凹槽而被连接。

20.根据权利要求18所述的方法，还包括：

在执行设置所述绝缘管以覆盖所述连接模块和所述母线的所述连接部的步骤之前或者之后，在所述连接模块的所述第二导体之中，将所述母线不连接的区域绝缘。

21.根据权利要求20所述的方法，还包括：

在执行设置所述绝缘管以覆盖所述连接模块和所述母线的所述连接部的步骤之后固定所述绝缘管。

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