CN1020020C - 三相公共容器型断路器 - Google Patents

Abstract

在一个公共容器(25)内封装有三相断路器各单元(3、4)。该三相断路器单元和连到其两端的引出导体(27d、28d)依几条虚构的直线设置，这几条直线互相平行且差不多通过一个等边三角形的各顶点。驱动三相断路器各单元的公共操作单元(7)设在容器(25)之外侧且并置于与等边三角形一边(28b-28c)相对的位置处。在容器外围绕着三相各引出导体设置一个零相序电流互感器(ZCT)。

Description

本发明涉及到一种三相公共容器型断路器，特别是涉及到一种适用于支柱断路器的公共容器型三相断路器。

一般的三相公共容器型断路器可以圆柱形的三相公共箱型断路器为代表，它用于75千伏以上的输电系统中，如图5所示;即1977年3月1日发布的题为“气体断路器”的第52-27562公开号日本专利中的图1。

在这种断路器中，三相断路器单元按其轴向设置在一个充满六氟化硫气体的圆柱形的容器25中;支管40、41在圆柱形容器25的轴向的两端径向伸出，引出导体27、28依支管的轴向伸出，连到密封该支管的绝缘隔片26d、26b，因此就形成了一个大体为U形的电流通路27-81-28。

另外，在图5中所示的一个三相公共容器型断路器的类似的例子，亦可以用一个立方体形支柱开关2代表，如图1所示。如图1示出的，在配电支柱1的上部构成支柱开关2，且图中配电线29和30被连到从其两端近于水平引出的引出导体27、28。该断路器单元的各部件组装在一个充满六氟化硫气体的金属外壳内，如图2和图3所示;图2是图1的垂直剖面图，图3是沿图2中Ⅻ-Ⅻ线取的剖面图。在装在金属外壳25上的套管23a和23b之间连接一个绝缘的汽缸6，该汽缸6内也充满六氟化硫气体。该绝缘汽缸6容纳着一个静触头3和动触头4，它们分别电气连接到套管23a和23b上，且靠金属外壳25内的操作单元7通过一个驱动杆5打开或闭合动触头。在绝缘汽缸6中，在静触头3的附近构成一个加热室8，在动触头4侧部构成下游室10。设置有一个用于接地保护的零相序电流变压器ZCT，它在金属外壳25内沿差套管23a的外圆环绕着三相;且设置有另一个用于过电流保护的电流互感器CT，它环绕着两相套管23b，从而构成了如图4所示的布置顺序。三相断路器单元在整体结构的绝缘汽缸6内按水平方向布置成一排，如图3所示，且由操作单元7进行操作。

近年来已经进行了研究，由有切断故障电流能力的支柱断路器来替代仅具有切断负荷电流能力的开关。其原因是，具有切断故障电流的能力，能最大限度地减小在事故情况下电力事故的范围，且能使事故快速恢复为正常，有助于显著地提高供电的可靠性。

按照上述情况，已经研究将图2示的支柱开关 升级，改为具有切断故障电流能力的支柱断路器，且构成采用图5所示结构的断路器的支柱断路器。

当将图1到3所示的传统的立方体型支柱开关用作为具有切断故障电流能力的支柱断路器时，须按图4所示在断路器单元的一端必须设置零相序电流互感器ZCT。按照传统结构为如图2所示环绕着平行地水平布置成一排的三相引出导体27，但该结构对于根据三相电流中微小的不平衡量来检测接地故障的零相序电流互感器ZCT决不是理想的，其检测精度亦应进一步提高。

再有，当图5中所示断路器用作一个支柱断路器时，能够设计成例如将零相序电流互感器ZCT设置在绝缘隔片26a附近。但是，在这个位置的引出导体27如图所示的两相的长度不同，另外，在支承断路器单元静触头和引出导体27的支承导体31和零相序电流互感器ZCT之间的长度，各相也是不同的。因此，该结构对于根据三相电流中微小不平衡量检测接地电流的零相序电流互感器是不理想的。再者是设计成将配电线29和30以L形状从U形电流通路27-81-28引出，如图5示。但是，由于三相配电线29和30不是成直线布置，而是成L型布置，所以这种布置与图5所描绘的布置有同样的缺点。因此就难于将图5的断路器用作为支柱断路器。

本发明的一个目的是提供一种结构简单的三相公共容器型断路器，它具有高的灵敏度，能用作为一个支柱断路器。

为了达到本发明的上述目的，连到三相断路器单元两端的各引出导体从容器沿轴向的两端成直线引出，差不多与设置在容纳各断路器单元的容器中的三相断路器同轴，三相引出导体差不多设置在一个等边三角形的各顶点，且操作三相断路器单元的一个操作单元装设在与该等边三角形任一侧相对的位置处。

本发明的三相公共容器型断路器的构成如上所述。因此，引出导体能容易地连接在差不多排成直线定位的配电线之间。再有，该引出导体差不多设置在一个等边三角形的各顶点处，且操作单元装设在与该等边三角形一侧相对的位置处。因此，甚至当三相公用的操作杆设置在该三角形中心对它们进行操作时，亦能容易地维持在操作杆和引出导体之间的绝缘。

图1是传统的立方体型支柱开关的正面图;

图2是描绘图1的主要部分的垂直剖面图。

图3是沿图2Ⅻ-Ⅻ线取的剖面图;

图4是图1所示断路器的布置顺序图;

图5是表示传统的圆柱形箱的三相公共容器型断路器的垂直剖面的侧视图;

图6是按照本发明第一个实施例的三相公共容器型断路器的透视图;

图7是图6的垂直剖面的正视图;

图8是图6的正视图;

图9是图6的侧视图;

图10是按照本发明的第二个实施例的三相公共容器型断路器的局部剖面图;

图11是按照本发明的第三个实施例的三相公共容器型断路器的正视图;

图12是按照本发明第四个实施例的三相公共容器型断路器的透视图;

图13是图12的垂直剖面侧视图;

图14是表示按照本发明第五个实施例的三相公共容器型断路器局部剖开的透视图。

参考图6。容纳断路器单元的容器25是一个由绝缘材料制成的圆筒，引出导体27a、27b、27c和28a、28b、28c连到各断路器单元两端且布置在相同的各轴线上。这些引出导体的各轴线与圆柱形容器25的轴线平行。三相引出导体27a、27b、27c和28a、28b、28c的位置差不多是一个等边三角形的各顶点，且在图示情况中，与引出导体28b和28c之间的侧面相对的位置处设置一个操作单元7。环绕着引出导体27a、27b和27c设置了一个零相序电流互感器ZCT，且环绕着引出导体28b和28c设置了一个电流互感器CT，从而就构成了图4所示的布置顺序。

参考图7。圆柱形容器25充满六氟化硫气体并构成三相各断路单元。但是，由于各断路单元都为相同的结构，下面就仅叙述一相断路单元。引出导体27a和28a按相同的轴线定位，该轴线从圆柱形容器25两端以其轴线方向伸出;断路单元具有静触头3和动触头4，它亦按该轴线构成。形成图2示的加热室8的绝缘汽缸11设置在两个触头3和4的接触位置处，且图2中所示的具有下游室10的绝缘汽缸11被封闭在容器25内。容器25内的引出导体28a的一端装配得要保持与动触头4 的电气接触。当动触头4向右移切断电路时，引出导体28a的左端插入动触头4的空腔内。如上述，三相静触头3的位置差不多是一个等边三角形的各顶点，且公共绝缘支承部件19设置的位置相当于该等边三角形的中心。臂14的一端与三相动触头4一起构成整体结构，且操纵杆16的一端与公共绝缘支承部件19模压成整体结构。一个金属罩15围绕着上述部分设置，且由容器25支承着，以便保护三相中的绝缘不受断路器单元切断电流时产生的热气体的影响，罩15内构成有细长开口15a，以防止与三相臂14电气接触，开口15d形成为沿轴线方向的细长形状，以切断在动触头4的整个打开和闭合操作冲程内的电气接触。操纵杆16延伸到容器25以外且维持密封，它连到连杆17的一端，一个驱动轴18给连杆17以转动力，该轴18连到操作单元7;这里对单元7不予详述。

因此，如果由操作单元7经过驱动轴18，使连杆17以反时针方向转动，则动触头4就与静触头3接触，使电路接通。

由连杆17构成的机构容纳在机构外壳22内。该机构外壳22和连杆17对引出导体28a、28b和28c的电气绝缘都无不利影响。这是因为操作单元7是与将引出导体28b、28c连在一起的一个虚构的等边三角形一边相对设置，从图6和9可理解这一点。由于这种安排，可将连杆17和机构外壳22设置在引出导体28b和28c之间。于是，甚至当将容器25和操作单元7结合在一起（如图6的正视图图9所示），该结构总体上也是简单且紧凑的。利用容器25内的整个空间形成了三相断路器单元的下游室10（图2）。因此，甚至当下游室体积增加以改善断弧性能时，该装置在整体上都是紧凑的。再有，由于两个引出导体27和28位于同一轴线上，所以该装置很适合于用来作为连接在配电线29和30之间的支柱断路器，如图1所示。由于包括各断路器单元在内的引出导体27a、27b和27c布置在虚构的等边三角形的各顶点，则三相导体的布置对于零相序电流互感器ZCT是对称的，且能够提高检测零相序电流的灵敏度。

在上述的实施例中，容器25维持对操纵杆16密封。但是，这种形式断路器通常的作法是容器25和机构外壳22可以共用同一气体空间。

参考图10，断路器单元的动触头4按与上述实施例相同的方式构成。但是图10中的触头3能够运动，而图2中触头3是一个静触头。图10表示一相。操纵杆16a以对各相电气绝缘的方式连到静触头3，且经机构外壳22a内的连杆17a连到操作单元7，以打开或闭合该触头。19表示动触头4对操纵杆16的紧固件。

根据图10所示的实施例，与图6-9所示的上述实施例情况相比，使整定断器路单元中的断路冲程特性的自由度增加，且能改善断路性能。

参考图11。零相序电流互感器ZCT和容器25模制成一个整体结构，且与图8实施例相比，能缩短容器25沿轴向的长度。

参考图12和13。用于容纳断路器单元的容器25的结构与图6所示的不同。图12和13所示容器25有三个存储空间25a、25b和25c，用于封闭三相断路器单元及连接到各断路器单元的各引出导体，引出导体位于一个图13所示的虚构的等边三角形的各顶点处，沿容器的轴线方向直线延伸。在中心部位形成一个与各存储空间相连且充有六氟化硫气体的公共的空洞20，以设置操纵杆16，如图13示。三相动触头4和操纵杆16由绝缘臂14连接。

由于电压等级较高，在切断电流时的热气体会影响三相中的绝缘。但是，按照该实施例，每相断路器单元安排在接纳的部位25a、25b和25c中，这些部位相互隔开一些距离，且各相中的绝缘不受影响。图14所示的各断路器单元与图7所示不同。图7所示各断路器单元称为热吹气型。但图14的断路器单元包括用于真空断路器的真空管21。该真空管21内具有一个动触头和一个静触头，它们相对设置在一个密封容器内。因此，不象前边的图7所示的实施例，并不需要抵制热气体的防范措施，且可以省掉图7的罩15。引出导体27a、27b和27c的右端连接到真空管21的各静触头，且引出导体28a、28b和28c的左端连到真空管21的各动触头。其它方面的结构与图7所示相同，且具有差不多同样的效果。

在上述各实施例中，容器25由绝缘材料制成。但是，如果用套管从两端引出引出导体，容器25可以由金属制成。

根据上述的本发明，在容器内的三相断路器各 单元设置在一个虚构的等边三角形各顶点处，连接到各断路器单元两端的各引出导体按各断路器单元的轴线设置，并从容器中引出，且操作单元装设在与虚构的等边三角形一边相对的位置处。从而就得到了一个适用于装在支柱上的三相公共容器型断路器，该断路器整体结构简单且尺寸小，能使三相各导体相对于零相序电流互感器对称设置，能够提高灵敏度，根据电流平衡监测接地电流。

Claims (5)

1、一种三相公共容器型断路器，其中三相断路器单元(3、4)容纳在一个公共容器(25)中，这些断路器单元的每一个单元的两端通过引出导体(27a、27b、27c、28a、28b、28c)从该容器中伸出，且一个驱动三相断路器各单元的公共操作单元(7)设置在该容器的一个外侧；其中，上述三相断路器各单元和其在两端的各引出导体按各直线布置，各直线差不多通过一个等边三角形的各顶点且相互平行，上述引出导体通过上述容器两端沿其轴向并按直线延伸，上述操作单元并置在与上述等边三角形的一边(28b-28c)相对的位置上。

2、一种根据权利要求1的三相公共容器型断路器，其中零相序电流互感器（ZGT）设置在上述容器的外侧，环绕着上述一侧的三相引出导体。

3、一种根据权利要求1的三相公共容器断路器，其中操纵杆（16）设在上述等边三角形的中心部位，操纵杆的一端以电气绝缘的方式连到上述三相断路器各单元的动触头（4），上述操纵杆的另一端连到上述操作单元。

4、一种根据权利要求1的三相公共容器断路器，其中上述容器由绝缘材料制成，该容器具有用于密封上述三相断路器各单元的各存储空间（25a、25b、25c），和连到上述各断路器单元并沿其轴向直线延伸各引出导体，还具有一个公共空洞（20），用于围绕大约设置在上述等边三角形中心处且连到各存储空间的操纵杆（16、16a），上述操纵杆和动触头（4，4、3）由臂（14）连接，该臂（14）设在上述存储空间和上述公共空洞之间以电气绝缘方式分别连到上述操纵杆和各动触头。

5、一种根据权利要求1的三相公共容器断路器，其中，在上述等边三角形中心部位设置第一操纵杆（16），操作杆的一端以电气绝缘方式连到上述三相断路器各单元的一个动触头（4），且设置第二个操纵杆（16a），它的另一端以绝缘方式连到上述三相断路器各单元的另一个动触头（3），且这两个操纵杆的其它端分别连到上述操作单元。

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