CN1014011B - 气体绝缘开关装置 - Google Patents

Abstract

一种气体绝缘开关装置具有圆截面的圆筒形本体的密封容器和封闭该容器本体两端部的端板。密封容器容纳依垂直方向进行断开、闭合操作的断路器部分和电流至感器。主母线位于密封容器侧面且通过端板上的开口与密封容器内的断路器部分连接。线路侧端子部分位于密封容器的侧面，且通过端板上的开口与密封容器内的断路器部分连接。

Description

本发明涉及到一种气体绝缘开关装置，尤其涉及到一种有密封容器的气体绝缘开关装置。在该密封容器中，至少一起装设有一个断路器部分，一个电流互感器，以及一个检修和检查用的接地开关。

在近期的气体绝缘开关装置中，一个电流互感器和一个检修和检查用的接地开关容纳在一个密封容器中（该容器原来用于容纳一个断路器部分），其目的是减少该装置占据的安装面积。

在日本未审查的专利公开号60-213205中介绍了这种气体绝缘开关装置，其中密封容器具有圆筒形，其轴线基本为水平定位，其内还包括一个与断路器部分在一起的电流互感器，该断路器部分依垂直方向进行断开和闭合操作。再有，该容器的圆柱形表面，也就是该容器下部或上部，形成有一个支管接头（nozzle），主母线由该支管接头连接，并且该容器的一个侧表面（端面）与一个线路侧端子部分连接。

在上述的气体绝缘开关装置中，装置的安装面积可以减少，但其高度相当高，这是因为支管接头设置在水平定位的密封容器的上部或下部，用于将主母线引入容器内。另外有一个问题，就是在密封容器的圆柱形表面上形成圆筒形支管接头，在制造上有些困难。再有，由于在密封容器和支管接头的连接部分，在接地侧会产生较高的电场集中;就需要将主母线设置在容器内或将延伸到线路侧连 接端子的连接导体设置得离容器壁的表面相当远，以避免高的电场集中。因此，连接导体呈复杂的弯曲形状，以保证离容器壁和容器内装设的其它设备有足够的间隙，因而使容器内部结构复杂。

日本未审查专利公开号60-183908揭示了一种上述类型的气体绝缘开关装置，其中主母线与密封容器的一个侧表面连接。在这种气体绝缘开关装置中，密封容器具有圆筒形，其轴线垂直定位，其内包括一个依垂直方向进行断开和闭合操作的断路器部分和一个电流互感器。还有，该容器的圆柱形表面在其一侧部分上，形成有一个支管接头，主母线由该支管接头连接;在其另一侧部分上也形成有一个支管接头，线路侧端子部分由该支管接头连接。

在上述气体绝缘开关装置中，装置的高度可以降低，但其安装面积相当大，这是因为支管接头被设置在密封容器的侧面部分。此外，在这个装置中仍然保留了上述缺点，这是因为，为了将主母线和线路侧端子部分与容器连接，圆筒形支管接头还是设置在密封容器的圆筒表面上。

由于这种型式的气体绝缘开关装置一般都装设在建筑物内，所以要求装置的安装面积小，高度低。

本发明的目的是提供一种气体绝缘开关装置，该装置的高度低，安装面积小，制造容易，而且内部结构简单。

在本发明的气体绝缘开关装置中，密封容器包括一个圆筒形本体和用于密封圆筒形本体两端的端板。在该密封容器中，装有依基本垂直方向进行断开和闭合操作的断路器部分，以及装在一起的电流互感器。该密封容器的轴线方向按水平方向定位。主母线延伸到 密封容器的一侧或两侧，并且通过在一个端板或二个端板上形成的开口与断路器部分连接。在密封容器的一侧或两侧设置了线路侧端子部分，端子部分通过在端板上形成的开口与断路器部分连接。

电流互感器围绕着断路器部分装设。最好是，在主母线侧的电流互感器，其上端位置基本上与在断路器断路情况下断路器部分的动触头高度相同;而在线路侧的电流互感器，其下端位置基本上与断路器部分静触头的高度相同。

图1是本发明第一实施例气体绝缘开关装置在容器部分的局部截面的正视图，示出其内部结构;

图2是沿图1的Ⅱ-Ⅱ线所取的截面图;

图3是沿图1的Ⅲ-Ⅲ线所取的截面图;

图4是图1在所示的气体绝缘开关装置的断路器部分局部截面的截面正视图;

图5是图4中所示改型的断路器部分正视截面图;

图6是解释图4中所示断路器部分的功能的曲线;

图7是本发明第二个实施例的气体绝缘开关装置在容器部分的局部截面的正视图;表示其内部结构;

图8是本发明第三个实施例的气体绝缘开关装置在容器部分的局部截面的正视图;表示其内部结构;

图9是图8所示气体绝缘开关装置局部截面的平面图;

图10是本发明第四个实施例气体绝缘开关装置容器部分的局部截面的正视图;表示其内部结构;

图11是图10所示气体绝缘开关装置的电路图;

图12是本发明第五个实施例的气体绝缘开关装置在容器部分的局部截面的正视图;表示其内部结构;以及

图13是本发明第六个实施例气体绝缘开关装置容器部分的局部截面的正视图;表示其内部结构;

下面参考图1-4，介绍本发明第一个实施例的气体绝缘开关装置。

气体绝缘开关装置包括一个密封容器1，该容器为为圆筒形，截面基本为椭圆形，且其轴线基本呈水平设置。该密封容器1包括一个圆筒本体1a和密封圆筒1a端部的端板1c、1d，并且充满灭弧气体。端板1c上、下形成有两个开口40a和40b，通过开口开关装置与位于该密封容器一侧的两条主母线12a和12b连接。在两条主母线12a、12b与端板1c之间置入绝缘垫片36，它将主母线对密封容器1绝缘，并将容器1密封。端板1d上、下也形成有两个开口40c和40d。通过开口40c，开关装置与线路侧端子部分17连接。在端板1d和线路侧端子部分17之间置入另一个绝缘垫片36。下开口40d是一个用于检查的人孔，平时用盖19封闭住。线路侧端子部分17包括一个密封室13;装设在该密封室13内的线路侧隔离开关14;线路侧接地开关15和电缆头16。沿垂直方向断开、闭合操作的三相电流断路器部分2装设在容器1内，且由绝缘圆筒6支撑;在圆筒本体1a的下部形成有一个支管接头部分1e，圆筒6就设置在其内;借助一个较低的传动装置41，通过在绝缘圆筒6内延伸的驱动连杆;使断路部分2断开或闭合。围绕着断路器部分2，装设一个主母线侧电流互感器3a和一个线路侧电流互感器3b。断路器部分2的下端与母线 侧连接导体7的一端连接，该导体7分成几个支线，且通过开口40a、40b在分线端分别与主母线12a、12b连接。断路器部分2上端与线路侧连接导体8一端相连，该导体8的另一端通过开口40c与线路侧端子部分17连接。每个母线侧连接导体7和线路侧连接导体8都有一部分位于密封容器1上部，其上分别装设一个用于检修和检查的母线侧接地开关9的静触头9a和用于检修和检查的线路侧接地开关10的静触头10a。分别与静触头9a、10a相对的动静头9b、10b由一个公共支撑板11支撑。

图3和4表示断路器部分2和电流互感器3a、3b的细节。断路器部分又包括一个静触头21和一个动触头22，它们在绝缘圆筒42内相对设置。电流互感器3a、3b装设置在一个支撑支架4上，该支架4围绕着绝缘圆筒42，且借助于夹紧螺栓24固定在固定板23和支撑支架4之间。支撑支架4借助于多个位于支架4以下的零件5固定到密封容器1的内壁上。电流互感器包括母线侧电流互感器3a;一个用于调整位置的垫片20，以及线路侧电流互感器3b。这些部件从下至上按这样的顺序设置：母线侧电流互感器3a上端位置与断开电流情况下断路器部分2的动触头22端头一样高;而线路侧电流互感器3b的下端的位置与断路器部分2静触头21的端头一样高。在这些电流互感器3a和3b之间的距离基本上等于断路器部分2开路情况下触头21和22之间的距离L。

从上述实施例可以得到以下优点：

（1）由于主母线12a、12b设置在密封容器1的侧面，降低了开关装置的高度。

（2）由于密封容器1的轴线基本为水平设置，而且断路器部分与主母线或线路侧端子部分，通过密封容器1的端板实现连接，所以在该密封容器圆柱表面不需要支管接头;因此，开关装置制造比较简单，开关装置的安装面积可减少到消除所有支管接头的大小。

（3）由于没有可能造成接地侧高度电场集中的任何支管接头，所以连接导体7、8的形状较简单。

（4）由于电流互感器围绕着断路器部分2设置，且用绝缘管42与其隔开，所以电流互感器3a、3b二者不受在开关切断瞬间产生的灭弧热气体的影响。

（5）由于电流互感器3a的上端位置和电流互感器的3b下端位置分别与断路器部分2在断开情况下触头21、22的高度一致，则除了在触头21、22之间的故障外的所有故障部发生在互感器3a和3b二者的保护区域内。因此能够控制开关装置，以将事故部分与正常部分适当地分隔开。

图5示出用于改善灭弧能力的断路器部分2的改型。用相同编号表示图4所示相同的部件。下面只叙述不同的特性。

在线路侧电流互感器3b的下端和在母线侧电流互感器3a上端，分别装设有位置调节板25b和25a，靠固定电流互感器3a和3b的螺栓24将这些板固定住。在电流互感器3a和3b之间形成有一个间隔，在那里设一产生磁场的线圈26。在线圈2b上施加高频电流33，因而产生高频磁场27。线圈2b的电感L_o。由下式给定：

Lo＝（4/3π）x（l/k′）x｛（k′/k）²x（K-E）+E-k｝

其中，r：产生磁场线圈26的半径;

l：产生磁场线圈26的宽度;

$\mathrm{k\; =}\sqrt{\mathrm{(2r\; /e)}{}^2\mathrm{/\; ｛\; 2r\; /e\; )}{}^2\mathrm{+\; 1\; ｝}}\mathrm{,\; k\; \text{'}}\sqrt{\mathrm{1\; -\; K}{}^2}$

$\mathrm{K\; =}{\∫}_0^{\mathrm{\pi \; /\; 2}}\sqrt{\mathrm{(\; 1/\; 1-\; k}{}^2\sin {}^2\mathrm{\phi \; )}}\mathrm{d\; \phi }$

                        ·

$\mathrm{E\; =}{\∫}_0^{\mathrm{\pi \; /\; 2}}\sqrt{\mathrm{1\; -\; k}{}^2\sin {}^2\phi }\mathrm{d\; \phi }$

参考图6，当施加切断信号30时，动触头22按位移曲线31所示实现断开动作。高频电流33被加给线圈26，以在断路器部分各极之间产生高频磁场27，因而使在触头21和22之间发生的电弧28摆动。通过施加该磁场与吹动熄弧气体相配合，改善了气体的熄弧能力。因而电流32被切断，如图6所示。另外，高频磁场可有效地防止在绝缘喷嘴43外侧发生任何电弧29。

图7示出本发明第二个实施例的气体绝缘开关装置，该装置不同于第一个实施例，它包括一个附加母线34。在第一个实施例中用作为一个人孔的开口40d与附加母线34连接。线路侧端子部17，在本实施例中依横向定位。

在第二个实施例中，尽管所需的安装面积较第一实施例稍大，但也能够获得上述的优点（1）至（5）。

图8表示本发明第三个实施例的气体绝缘开关装置，其中设置了双母线和双线路侧端子部分。主母线12a和12b通过在端极1c、1d下部中形成的开口40b和40d与装在密封容器1内的母线侧连接导体7连接，导体7与断路器部分2下端连接。再有，母线侧连接 导体7，在密封容器1的下部具有一个静触头9a，与静触头9a相对，装设有一个动触头9b，这些触头构成一个母线侧接地开关9。线路端子部分17和35，通过端板1c和1d上部中形成的开口40a和40c与装在密封容器1内的线路侧连接导体8连接，导体8与断路器部分2的上端连接。此外，线路侧连接导体8在密封容器1的上部内具有一个静触头10a，与静触头10a相对，装设有一个动触头10b，这些触头构成一个线路侧接地开关10。

在该第三实施例中，装置的高度和安装面积基本上与第二实施例等同，并且也可以获得上述的优点（1）至（5）。

图9和图10表示本发明第四个实施例的气体绝缘开关装置，它具有在图11中所示的单回线路。在这个实施例中，气体绝缘开关装置包括两个回路，一个回路在其一端与主母线12a连接，在其另一端与线路侧端子部分17a连接;另一个回路在其一端与主母线12b连接，在其另一端与线路侧端子部分17b连接。在密封容器1内，断路器部分2a和2b相应于这两个回路，并且垂直地进行断开和团台操作，它们为平行装设。线路侧连接导体8a，在其一端通过端板1c的上部开口40a与线路侧端子部分17a连接;在其另一端与断路器部分2a的上端连接。母线侧连接导体7a，在其一端通过端板1c的下部开口40b与主母线12a连接;在其另一端与断路器部分2a的下端连接。

再有，线路侧连接导体8b，在其一端通过端板1d的上部开口40c与线路侧端子部分17b连接，在其另一端与断路器部分2b的上端连接。母线侧连接导体7b、在其一端通过端板1d的下部开口40d 与主母线12b连接;在其另一端与断路器部分2b的下端连接。

两个母线侧连接导体7a、7b，和两个线路侧连接导体8a、8b分别装设有静触头9a、9c和10a、10c，它们与相对的触头9b、9d和10b、10d配合，构成了接地开关。类似于前述的各个实施例，围绕断路器部分2a和2b分别装设电流互感器3a、3b和3c、3d。

在第四个实施例中，也能够装获得上述的优点（1）-（5）。此外，由于两个回路都装设在一个单个的气体绝缘开关装置中，则与对每一个回路分别提供装置相比较，可以明显地减小所需的安装面积。

图12表示第五个实施例，它是第四个实施例的改型;其中每个电流互感器3a和3b都单独地围绕着每个连接导体8a，导体8a将一个断路器2a的上端与线路侧端子部分17a连接;每个电流互感器3c和3d都单独地围绕着每个连接导体8b，导体8b将一个断路器部分2b的上端与线路侧端子部分17b连接。其它结构与第四个实施例相同。

在第五个实施例中，尽管不能获得上述的优点（4）、（5），但是与第四个实施例相比较，减少了安装面积，这是因为，断路器部分2a和2b彼此能够装设得再靠近些，靠近的距离相应于电流互感器大约占据的空间。

图13表示本发明第六个实施例的气体绝缘开关装置，它是第一个实施例的改型，其中围绕着断路器部分2的电流互感器3a和3b相对于垂线倾斜定位。因此，连接主母线12b和断路器部分2下端的连接导体7的长度，以及连接断路器部2上端和线路侧端子部分17的连接导体8的长度能够缩短。

如上所述，在本发明的气体绝缘开关装置中，密封容器为圆筒形，其轴线是水平的且截面大体为圆形;容器的每一端都用端板密封;主母线和线路侧端子部分都装设在该密封容器的侧面，并通过在端板上形成的开口，与断路器部分连接;因此，就不需要设置与主母线或线路侧端子部分连接的支管接头。借助这种结构，可以使气体绝缘开关装置高度较低，安装面积较小。再有，由于在接地侧不存在磁场的集中，则能够使密封容器内装设的连接导体形状简单，并且易于密封容器的制造。

Claims (7)

1、一种气体绝缘开关装置，它包括一个充满灭弧气体的密封容器(1)，并由一个圆筒形本体(1a)和封闭上述圆筒形本体(1a)端部的端板(1c、1d)组成，并用来与设置在上述密封容器(1)侧面的主母线(12a、12b、34)和线路侧端子部分(17、17a、17b)连接，上述密封容器(1)内容纳有断路器部分(2、2a、2b)、电流互感器(3a、3b、3c、3d)、接地开关(9、10)和连接导体(7、8、7a、7b、8a、8b)，其特征在于：

上述密封容器(1)的轴线依基本水平的方向定位；

上述连接导体(7、8、7a、7b、8a、8b)通过在上述端板(1c，1d)上形成的开口(40a、40b、40c、40d)与上述主母线(12a、12b、34)和线路侧端子部分(17、17a、17b)连接，以及

上述断路器部分的定位使其以垂直方向进行断开和闭合操作。

2、一种权利要求1所要求的气体绝缘开关装置，其中上述电流互感（3a、3b、3c、3d）围绕着上述断路器部分（2、2a、2b）装设。

3、一种权利要求2所述的气体绝缘开关装置，其中在主母线侧的每个上述电流互感器（3a、3c）这样定位;其上端高度与上述断路器部分断路情况下断路器动触头（22）的高度基本相同;在线路侧端子部分侧的每个上述电流互感器（3b、3d）是这样定位的;其下端高度与上述断路器部分静触头（21）的高度基本相同。

4、一种权利要求3所要求的气体绝缘开关装置，其中断路器部分（2、2a、2b）具有的产生磁场的线圈（26）设置在上述主母线侧电流互感器（3a、3c）和上述线路侧电流互感器（3b、3d）之间。

5、一种权利要求1所要求的气体绝缘开关装置，其中在上述端板（1c、1d）上形成的上述开口（40a、40b、40c、40d）之一是一个由一个盖（19）密封的，用于检修和检查的人孔（40d）。

6、一种权利要求1所要求的气体绝缘开关装置，其中上述母线侧连接导体（7）设有一个上述母线侧接地开关（9）的静触头（9a）;上述线路侧连接导体（8）设有一个上述线路侧接地开关（10）的静触头（10a）;与上述静触头（9a、10a）相对的动触头（9b、10b）安装在一个公共的支撑板（11）上。

7、一种权利要求1在所要求的气体绝缘开关装置，其中上述装置包括两个断路器部分，一个断路器部分用于一个单回线路，该线路一端与主母线（12a）连接，而另一端与线路侧端子部分（17a）连接;而另一断路器部分用于另一个单回线路，该线路一端与另一个主母线（12b）连接，另一端与另一个线路侧端子部分（17b）连接。

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