CN101911412A

CN101911412A - 用于中压面板的三位置隔离开关

Info

Publication number: CN101911412A
Application number: CN2008801249762A
Authority: CN
Inventors: D·科尔蒂
Original assignee: ABB Transmit Oy
Current assignee: ABB Technology AG
Priority date: 2007-12-19
Filing date: 2008-12-05
Publication date: 2010-12-08
Anticipated expiration: 2028-12-05
Also published as: US20110000771A1; US8350169B2; WO2009080472A1; CN101911412B; EP2073332A1; EP2073332B1; ES2460867T3

Abstract

一种三位置隔离开关对于每相包含：包含被绝缘隔板分开的第一空腔和第二空腔的绝缘外壳，通孔存在于所述第一空腔和第二空腔之间的所述隔板中。第一空腔容纳：与(母线系统的)相应的支线电连接的第一固定触点；枢轴安装在位于第一空腔内的支座上并与位于所述第二空腔内的第一电气端子电连接的活动触点的至少一部分。隔离开关还对于每相包含适于接地的第二固定触点。并且，隔离开关还包含操作机构和将活动触点与操作机构链接的运动链，活动触点可在与第一固定触点耦联的第一位置、与第一固定触点和第二固定触点两者隔离的第二位置、和与第二固定触点耦联的第三位置之间移动。

Description

用于中压面板的三位置隔离开关

技术领域

本发明涉及用于中压应用的三位置隔离开关。在中压面板中，特别是在断路器处于所谓的固定配置的中压面板中，本发明的隔离开关得到方便的应用。包含这里公开的类型的三位置隔离开关的中压面板也是本发明的一部分。出于本应用的目的，术语中压指的是1kV和52kV之间的范围中的应用。

背景技术

中压面板在现有技术中是公知的。它们通常包含在内部被分成断路器分隔间、母线分隔间、馈电线/电缆分隔间和控制箱的外壳。分隔间之间的金属隔离通常被预见。

断路器一般位于断路器分隔间内，并且，根据应用，它可具有固定的配置或可拆卸的配置。在前者中，断路器一旦被安装就具有固定的操作位置；在后者中，断路器可在它与母线和电缆系统连接的工作位置和它与母线和电缆系统隔离的试验/断开位置之间移动。为此，断路器对于每相具有可与位于母线和馈电线/电缆分隔间内并面向断路器分隔间的相应的静止触点接合/分离的一对触点。

对于主要空气绝缘开关装置(Primary Air Insulated Switchgear)应用，面板一般设有一般包含从断路器分隔间延伸到母线分隔间的金属臂(通常为铜臂)的隔离开关。为了使金属分离物在各分隔间之间穿越，一般预见使用一般体积大且成本高的套管。

即使实现该功能，考虑到分隔间一般还容纳大量的其它的诸如变流器、变压器和类似的设备的组件和装置，具有相对较大的尺寸的套管的存在也需要分隔间的适当的设计和尺寸选定，并因此需要面板的适当的设计和尺寸选定。

这以某种方式与在最低水平上保持面板的宽度和地板占用以减少开关装置在安装房间内的总体尺寸的需求形成对比。

应当注意，隔离开关本身一般在机械上不是非常紧凑和简单的，由此进一步增加了面板的复杂性。

发明内容

因此，本发明的目的是，提供避免或至少减少上述缺点的隔离开关。

更特别地，本发明的目的是，提供复杂性更低的中压应用的三位置隔离开关。

作为另一目的，本发明的目标是，提供具有数量更少的机械零件的中压应用的三位置隔离开关。

本发明的另一目的是，提供结构和尺寸紧凑的中压应用的三位置隔离开关。

本发明的另一目的是，提供使得能够避免或至少减少与面板中的断路器单元连接所需要的套管的数量的三位置隔离开关。

本发明的另一目的是，提供允许在宽度和占用面积方面使安装它的中压面板的占用的空间最小化的三位置隔离开关。

本发明的另一目的是，提供具有更低的制造和安装成本的用于中压应用以及中压面板的三位置隔离开关。

因此，本发明涉及一种三位置隔离开关，该三位置隔离开关对于每相包含：

-包含被绝缘隔板分开的第一空腔和第二空腔的绝缘外壳，通孔存在于所述第一空腔和第二空腔之间的所述隔板中；

-适于接地的第一固定触点；

第一空腔容纳：

-与母线系统的相应的支线电连接的第二固定触点；

-通过枢轴安装在位于所述第一空腔内的支座上的活动触点的至少一部分，所述活动触点与第一电气端子电连接；

第二空腔容纳所述第一电气端子。

根据本发明的隔离开关还包含操作机构和将所述活动触点与所述操作机构链接的运动链，所述活动触点可在与所述第二固定触点耦联的第一位置、与所述第一固定触点和所述第二固定触点两者隔离的第二位置、和与所述第一固定触点耦联的第三位置之间移动。

这样，能够克服现有技术的隔离开关的不利和缺点中的一些。对于每相，使用具有上述的特性并容纳上面规定的组件的绝缘外壳允许实现隔离开关的组件中的一些的机械支承以及电气绝缘。因此，在不需要具有套管的情况下实现机械稳定性和介电耐受性(dielectric withstand)。并且，组件和操作零件的数量减少，结果是制造、安装和维护成本降低。

另外，安装本发明的三位置隔离开关的面板具有更少的覆盖区，由此不仅在性能上而且在空间节省上是有效的。

附图说明

本发明的其它特征和优点将从根据本发明的三位置隔离开关和中压面板的优选但不排它的实施例出现，在附图中提供其中的非限制性例子，其中，

图1是根据本发明的三位置隔离开关的第一实施例的透视图；

图2是根据本发明的三位置隔离开关的细节的透视图，示出了具有一些组件位于其中的绝缘外壳；

图3是图2的外壳和组件的部分分解图；

图4是用于根据本发明的三位置隔离开关中的绝缘外壳的可能的实施例的剖视图；

图5是图4的外壳的透视图；

图6是在工作(ON)位置上示出的根据本发明的三位置隔离开关的剖视图；

图7是在隔离(OFF)位置上示出的根据本发明的三位置隔离开关的剖视图；

图8是在接地(EARTH)位置上示出的根据本发明的三位置隔离开关的剖视图；

图9是使用根据本发明的三位置隔离开关的中压面板的第一可能的实施例的剖视图。

具体实施方式

参照示出三相系统的隔离开关的图1，统一由附图标记1表示的根据本发明的三位置隔离开关包含用于三个相中的每一相的绝缘外壳10、20、30。每个外壳10、20、30均包含第一空腔(分别为11、21、31)和在图1中不可见但在图4～8中可见的第二空腔12。

参照图4和图5，第一空腔11和第二空腔12被贯穿整个外壳10的主体延伸的绝缘隔板13分开。第一空腔11和第二空腔12通过存在于第一空腔11和第二空腔12之间的所述隔板13中的通孔14连通。

如图1～3所示，第一空腔11、21和31对于每相容纳与母线系统的相应支线41、42、43电连接的第二固定触点15、25、35。第一空腔还对于每相容纳通过枢轴安装在位于所述第一空腔11、21、31内的支座160上的活动触点16、26、36的至少一部分。

活动触点16、26、36与位于绝缘外壳的第二空腔12内的第一电气端子17电连接。

第一固定触点18、28、38适当地位于外壳10、20、30的附近，以如下面更好地解释的那样允许接地操作。

隔离开关1还包含操作机构50和使活动触点16、26、36与操作机构50连接的运动链60。活动触点从而可在与第二固定触点15、25、35耦联的第一位置、与第二固定触点15、25、35和第一固定触点18、28、38两者隔离的第二位置、和与所述第一固定触点18、28、38耦联的第三位置之间移动。

参照图6，实际中，当本发明的三位置隔离开关1被安装在面板中时，活动触点16与第二固定触点15耦联的第一位置与隔离开关1的工作(ON)的操作情况相对应，即，它通过相应的支线41与母线系统连接。活动触点16与第一固定触点18和第二固定触点15两者分开的第二位置与图7的情况相对应，由此实现隔离开关1的隔离(OFF)操作情况。最后，在由图8表示的第三位置中，活动触点16与第一固定触点18连接，该第一固定触点18又适当地接地，由此实现隔离开关的接地(EARTH)操作情况。从以上可以清楚地看出，本发明的三位置隔离开关1因此能够以非常简单的方式实现三种操作情况ON/OFF/EARTH。

详细地说，绝缘外壳10、20、30优选制成为绝缘聚合材料的单块外壳，由此实现同时具有机械支承和介电功能的主体。

参照图1～3，活动触点16、26、36优选包含具有第一端部162的条形元件161，该第一端部162通过枢轴连接到支座160上，使得活动触点的第二端部163沿圆弧移动；第一固定触点18、28、38和第二固定触点15、25、35适当地位于所述圆弧的两个点上，以使得它们能够与活动触点16、26、36耦联/解耦联。

如上所述，活动触点16、26、36的至少一部分位于绝缘外壳10、20、30的第一空腔11、21、31中，而第一电气端子17(与活动触点电连接)位于其第二空腔12中。为了使得活动触点和第一电气端子之间的电连接保持尽可能地短，活动触点16、26、36的支座160优选位于第一空腔11、21、31中的在与所述通孔14对应的所述第一空腔底部的隔板13上。根据优选的实施例，如图3所示，支座160包含固定装置和连接条，所述连接条的第一端构成第一电气端子17，所述连接条的第二端为条形元件161的第二端162的枢轴点。固定装置被固定到所述连接条上并被固定到与通孔14相对应的隔板13上，使得连接条穿过所述孔14并使其第一端(和相应的第一电气端子17)位于外壳10的第二空腔12内，而其第一端(用于活动触点16的枢轴点)位于所述外壳10的第一空腔11内。

优选地，关于所述绝缘外壳10、20、30的侧视图，活动触点16、26、36的支座160和第二触点15、25、35位于所述第一空腔11、21、31内不同的水平处。如图4和图5所示，隔板13优选具有第一部分135和第二部分136，该第一部分135和第二部分136基本上相互平行并且位于外壳10内与所述外壳10的两个相对壁115、116对应的两个不同的水平(关于外壳的侧视图)处。两个部分135和136被适当成形的第三部分137连接，以在所述外壳10内实现隔板13并将其分成至少两个空腔11和12。在图4和图5的实施例中，第三部分137优选包含与第一部分135垂直的第一段和适当倾斜的第二段。同时也参照图6～8，通孔14位于所述第一部分135内，支座160被固定到临近所述孔14的第一部分135上。分支连接器41、42、43的至少一部分位于第一空腔11内，并且与隔板13的第二部分136对应地被固定到其底部。第二部分136包含在空腔11的整个宽度上行进的突起138。突起138具有帮助分支连接器41、42、43的机械支承和介电屏蔽的双重功能。

这样，本发明的三位置隔离开关可具有非常紧凑的结构并且同时保持非常好的机械性能和介电耐受性。由于绝缘外壳10、20、30，事实上不仅能够实现如用于空气绝缘开关装置(Air InsulatedSwitchgear)的常规的隔离开关那样各相之间的绝缘是空气的系统，而且能够实现空气+绝缘固体+空气+绝缘固体+空气的混合系统，由此有助于整个系统的小型化。

另外，可以以非常简单有效的方式实现隔离开关的操纵。为此，运动链60优选包含可操作地与操作机构50连接的旋转轴61。然后，对于各相，运动链60包含与所述轴61刚性耦联的第一曲柄62和使曲柄62与所述活动触点16、26、36连接的连接杆63。

优选地，连接杆63在条形元件161的所述第一端162和第二端163之间的点处与条形元件161的活动触点16连接。在代表隔离开关的三种不同的操作情况的图6～8中清楚地示出了运动链60的功能。操作机构50可例如包含旋转轴和使机构的旋转轴与运动链60的曲柄62耦联的连接杆。优选地，操作机构50包含用于其手动致动的手柄51。

在中压面板中，根据本发明的三位置隔离开关得到方便的应用。因此，包含这里公开的三位置隔离开关的中压面板构成本发明的另一方面。

参照图9，本发明的中压面板100的可能的实施例包括容纳母线系统40的第一分隔间110和容纳电缆系统70的第二分隔间120。通常预见各分隔间之间的金属隔离。以上公开的三位置隔离开关位于所述面板100中母线分隔间110和电缆分隔间120之间的界面处，使得外壳10的第一空腔11面向母线分隔间110，而外壳10的第二空腔12面向电缆分隔间120。

断路器单元130适当地位于外壳100内，并且对于每相具有与所述三位置隔离开关1的第一电气端子17连接的第二电气端子131；断路器单元130还具有与所述电缆系统70的相应的电缆连接的第三电气端子132。

从图9可以清楚地看出，得到的面板的布局是极其紧凑的。断路器单元100通过第一和第二端子17、131与三位置隔离开关直接连接，而不需要具有设置在它们之间的任何套管。事实上，出于本发明的目的，术语“直接连接”意味着断路器单元和隔离开关在不插入任何套管的情况下相互连接。

优选地，根据本发明的中压面板100具有固定的断路器配置。这样，能够减小面板的总体尺寸，特别是其覆盖区的尺寸，因此节省了占用的面积。

并且，根据本发明的中压面板100一般可在所述三位置隔离开关1和所述断路器单元130之间包含机械互锁装置。根据使用的具体需要，也可存在诸如变流器、变压器、熔丝和类似的装置的其它装备。

从以上可以清楚地看出，相对于已知类型的类似的隔离开关和面板，本发明的三位置隔离开关和中压面板具有大量的优点。

特别地，本发明的三位置隔离开关是非常紧凑的，很容易实现并且很容易维护。这使得能够减少组件的数量，由此降低制造、安装和维护成本。特别是在常规的面板一般需要的铜连接方面，其简化的构造和操作思想使得进一步节省成本。

更重要的是，并且，由于由绝缘外壳赋予的机械和介电性能，能够避免在面板中使用用于与断路器单元连接的套管。相对于已知类型的面板，得到的面板的总体结构可明显更加紧凑，这节省了套管的空间和成本。

由此构想的三位置隔离开关和面板可经受大量的修改并以多种变体出现，所有这些均在本发明的思想的范围内。并且，这里描述的所有的组件可由其它的在技术上等同的元件替代。在实际中，根据现有技术的需要和状态，器件的组件材料和尺寸可具有任何性质。

Claims

1.一种三位置隔离开关(1)，其特征在于，它对于每相包含：

-包含被绝缘隔板(13)分开的第一空腔(11、21、31)和第二空腔(12)的绝缘外壳(10、20、30)，通孔(14)存在于所述第一空腔(11、21、31)和第二空腔(12)之间的所述隔板(13)中；

-适于接地的第一固定触点(18、28、38)；

第一空腔(11、21、31)容纳：

-与母线系统(40)的相应的支线(41、42、43)电连接的第二固定触点(15、25、35)；

-通过枢轴安装在位于所述第一空腔(11、21、31)内的支座(160)上的活动触点(16、26、36)的至少一部分，所述活动触点(16、26、36)与第一电气端子(17)电连接；

第二空腔(12)容纳所述第一电气端子(17)；

隔离开关(1)还包含操作机构(50)和将所述活动触点(16、26、36)与所述操作机构(50)链接的运动链(60)，所述活动触点(16、26、36)可在与所述第二固定触点(15、25、35)耦联的第一位置、与第二固定触点(15、25、35)和第一固定触点(18、28、38)两者隔离的第二位置、和与所述第一固定触点(18、28、38)耦联的第三位置之间移动。

2.根据权利要求1所述的三位置隔离开关(1)，其特征在于，所述绝缘外壳(10、20、30)是由聚合材料制成的单块外壳。

3.根据权利要求1或2所述的三位置隔离开关(1)，其特征在于，所述活动触点(16、26、36)包含具有枢轴连接到所述支座(160)的第一端(162)和可沿圆弧移动的第二端(163)的条形元件(161)，所述第一固定触点(18、28、38)和第二固定触点(15、25、35)位于所述圆弧的两个点中。

4.根据前面的权利要求中的一项或更多项所述的三位置隔离开关(1)，其特征在于，活动触点(16、26、36)的所述支座(160)位于所述第一空腔(11、21、31)中的与所述通孔(14)对应的所述隔板(13)上。

5.根据前面的权利要求中的一项或更多项所述的三位置隔离开关(1)，其特征在于，关于所述绝缘外壳(10、20、30)的侧视图，活动触点(16、26、36)的所述支座(160)和所述第二触点(15、25、35)位于所述第一空腔(11、21、31)内不同的水平处。

6.根据前面的权利要求中的一项或更多项所述的三位置隔离开关(1)，其特征在于，所述运动链(60)包含在操作上与所述操作机构(50)连接的旋转轴(61)，并且对于每相包含与所述轴(61)刚性耦联的第一曲柄(62)和使所述曲柄(62)与所述活动触点(16、26、36)连接的连接杆(63)。

7.根据权利要求2和5所述的三位置隔离开关(1)，其特征在于，所述连接杆(63)在所述条形元件(161)的所述第一端(162)和第二端(163)之间的点处与所述条形元件(161)连接。

8.根据前面的权利要求中的一项或更多项所述的三位置隔离开关(1)，其特征在于，所述操作机构(50)包含手柄(51)。

9.一种中压面板(100)，其特征在于，它包含根据权利要求1～8中的一项或更多项所述的三位置隔离开关(1)。

10.根据权利要求9所述的中压面板(100)，其特征在于，它包含容纳母线系统(40)的第一分隔间(110)和容纳电缆系统(70)的第二分隔间(120)；所述三位置隔离开关(1)位于所述第一分隔间(110)和第二分隔间(120)之间的界面处，使得所述绝缘外壳(10、20、30)的所述第一空腔(11、21、31)面向所述第一分隔间(110)并且所述绝缘外壳(10、20、30)的所述第二空腔(12)面向所述第二分隔间(120)；面板(100)还包含断路器单元(130)，所述断路器单元(130)对于每相具有与所述三位置隔离开关(1)的所述第一电气端子(17)连接的第二电气端子(131)和与所述电缆系统(70)的相应的电缆连接的第三电气端子(132)。

11.根据权利要求10所述的中压面板(100)，其特征在于，所述断路器单元(130)直接与所述三位置隔离开关(1)连接。

12.根据权利要求10所述的中压面板(100)，其特征在于，它具有固定断路器配置。