CN102915828B - 固定感应电动装置和它的制造方法 - Google Patents

Abstract

一种固定感应电动装置，它包括瓷管、连接导管、导管、壳体、导线、终端、间隔件、电连接件和第一绝缘介质及第二绝缘介质。连接导管设置在瓷管的一端处。该导管设置在瓷管中，并且连接到该连接导管上。壳体覆盖固定感应电动装置主体，并且具有开口部分。导线从主体延伸到开口部分。终端设置在导线的端部上。间隔件密封瓷管的另一端和开口部分。元件包括连接到终端上的电极和连接到导管上的接合部分，并且穿过该间隔件。第一和第二绝缘介质分别被填充在瓷管和壳体中。

Description

固定感应电动装置和它的制造方法

相关申请的交叉引用

本申请以2011年8月2日提交的在先日本专利申请号2011-169074为基础并且要求它的优先权；在这里以引入的方式加入该专利申请的全部内容。

技术领域

在这里所描述的实施例总得来讲涉及固定感应电动装置和它的制造方法。

背景技术

固定感应电动装置例如变压器和电抗器用在从发电厂到用户如工厂、建筑物和住宅传输电力的系统之中。在固定感应电动装置中，借助使用例如液态绝缘介质(绝缘油等)，使固定感应电动装置主体(变压器、电抗器等的主体)被绝缘。在这里，通常地，套管用来连接固定感应电动装置和空中配线(电力传输线等)。例如，来自电力传输线的电力通过位于固定感应电动装置的外侧处的空气套管和位于固定感应电动装置的内侧处的油套管被引入到固定感应电动装置主体内。

有固定感应电动装置连接到气体绝缘装置如GIS(气体绝缘开关)的情况。在这种情况下，借助使用间隔件而不是空气套管来分开固定感应电动装置侧处的液态绝缘介质和气体绝缘装置侧处的空气绝缘介质。

发明内容

本发明的目的是提供一种容易组装的固定感应电动装置和其方法。

在一个实施例中，固定感应电动装置包括瓷管、连接导管、导管、壳体、导线、终端、间隔件、电连接件和第一绝缘介质及第二绝缘介质。连接导管设置在瓷管的一端处并且连接到电力传输线上。导管设置在瓷管中，并且连接到该连接导管上。壳体覆盖固定感应电动装置主体，并且具有与瓷管的另一端相对应的开口部分。导线从固定感应电动装置主体延伸到开口部分。终端设置在导线的端部上。间隔件可拆下地密封瓷管的另一端和开口部分。电连接件包括可拆下地连接到终端上的电极和可拆下地连接到导管上的接合部分，并且穿过该间隔件。第一和第二绝缘介质分别被填充在瓷管和壳体中。

该固定感应电动装置容易组装。

附图说明

图1是根据一个实施例的固定感应电动装置10的结构图；

图2是固定感应电动装置10的分解图；

图3是示出了固定感应电动装置主体部分20、空气套管部分30和中间部分40的耦合结构的剖视图；

图4A是示出了固定感应电动装置主体部分20、空气套管部分30和中间部分40的耦合结构的剖视图；

图4B是示出了固定感应电动装置主体部分20、空气套管部分30和中间部分40的耦合结构的剖视图；

图5A是示出了固定感应电动装置主体部分20、空气套管部分30和中间部分40的耦合结构的剖视图；

图5B是示出了固定感应电动装置主体部分20、空气套管部分30和中间部分40的耦合结构的剖视图；

图6是示出了固定感应电动装置10的组装过程的例子的视图；

图7是示出了固定感应电动装置10的组装过程的例子的视图；

图8是示出了固定感应电动装置10的组装过程的例子的视图；

图9是示出了固定感应电动装置10的组装过程的另一个例子的视图；

图10是仍然示出了固定感应电动装置10的组装过程的另一个例子的视图；

图11是仍示出了固定感应电动装置10的组装过程的另一个例子的视图；

图12是根据比较例子的固定感应电动装置10x的结构图。

具体实施方式

在下文中，参照附图来详细描述固定感应电动装置连接设备的实施例。

图1是根据一个实施例的固定感应电动装置10的结构图。图2是分解图，它示出了这样的状态：即在该状态下分解了固定感应电动装置10。固定感应电动装置10包括固定感应电动装置主体部分20、空气套管部分30和中间部分40，并且固定感应电动装置10被连接到电力传输线PL上，该电力传输线PL供给有正常电压和电流的电力。在图2中，固定感应电动装置10被分解成固定感应电动装置主体部分20、空气套管部分30和中间部分40。

固定感应电动装置主体部分20包括固定感应电动装置主体21、壳体22、绝缘介质23、导线24和终端25。

固定感应电动装置主体21是在静态下通过静电感应来操纵的装置如变压器、电抗器等。在这里假定固定感应电动装置主体21是变压器。

壳体22是外壳，它保护固定感应电动装置主体21以免受到外部世界的影响。壳体22包括顶板22a、底板22b、侧板22c和斜板22d。顶板22a、底板22b、侧板22c和斜板22d分别沿着固定感应电动装置主体21的上部方向、下部方向、侧向和对角方向进行设置。壳体22包括保持固定感应电动装置主体21的内部空间。

绝缘介质23被填充在壳体22的内部空间内。绝缘介质23由不同绝缘油(矿物油、硅油、酯油、菜籽油等)或者不同绝缘气体(SF₆、CO₂、N₂、空气等)组成，并且使固定感应电动装置主体21与外部世界相绝缘。绝缘介质23可以是凝胶(硅胶等)、起泡固体(聚乙烯泡沫等)。

壳体22包括开口部分26和喷射部分27。

开口部分26把固定感应电动装置主体部分20连接到空气套管部分30和中间部分40上。在这里，开口部分26被设置在顶板22a处。注意，开口部分26可以被设置在侧板22c或者斜板22d处。

开口部分26包括大致中空盘形的支座28。空气套管部分30和中间部分40连接到支座28上。在后面将描述该连接的细节。

喷射部分27包括把绝缘介质23喷射到壳体22的内部空间内的喷射口。

喷射部分27包括阀，该阀能够打开/关闭喷射口。

导线24是把电力供给到固定感应电动装置主体21的导体。导线24从固定感应电动装置主体21向着开口部分26延伸。

终端25连接到后面将描述的中间部分40的电极42上，并且把电力从电极42供给到导线24。为了该连接，使终端25具有与电极42相对应的形状。

空气套管部分30包括空气连通导管31、瓷管32、绝缘介质33和导管34。

空气连通导管31是柱形状态(例如柱形)的导管，其连接到电力传输线PL上并且把电力从电力传输线PL引到固定感应电动装置10。

瓷管32保护导管34以免受到外部世界的影响，并且由大分子绝缘材料如FRP(纤维加强塑料)和硅形成。瓷管32包括大致管形的(例如圆柱形)瓷管主体32a和大致中空的盘形连接部分32b。导管34设置在瓷主体32a内，及绝缘介质33填充于其中。连接部分32b把空气套管部分30连接到固定感应电动装置主体20和中间部分40上。注意，在后面描述它的细节描述。

瓷管32包括把绝缘介质33填充到它内部中的喷射部分36。喷射部分36包括阀，该阀能够打开/关闭它的喷射口。

绝缘介质33由不同绝缘气体(SF₆、CO₂、N₂、空气等)组成，并且使导管34与外部世界相绝缘。绝缘介质33可以是凝胶(硅胶等)、起泡固体(聚乙烯泡沫等)。可以用于绝缘介质33的任何其它材料与绝缘介质23相同。例如，把绝缘介质23设定为绝缘油及把绝缘介质33设定为绝缘气体是可能的。

注意，绝缘介质33被设定成不同绝缘气体(SF₆、CO₂、N₂、空气等)、凝胶(硅胶等)、起泡固体(聚乙烯泡沫等)，及因此，甚至在空气套管部分30破裂时也能保持绝缘并防止绝缘油泄漏是可能的。

导管34是大致的管形(例如，大致为圆筒形形状)，并且它的一端连接到空气连通导管31上，而另一端连接到中间部分40(滑动接触接合部分43)上。

后面将描述的滑动接触接合部分43在导管34的另一端处被插入和固定在圆筒内部(凹入部分)内。弹簧机构35设置在导管34的另一端的圆筒(凹入部分)内，并且确保滑动接触接合部分43的保持和电连接的可靠性。弹簧机构35大致呈管形(例如，大致圆柱形形状)，能够沿着圆筒的径向变形，并且挤压插入到导管34的圆筒(凹入部分)中的滑动接触接合部分43。

中间部分40包括间隔件41、电极42、滑动接触接合部分43和耦合部分44。

间隔件41将固定感应电动装置主体部分20的内部和空气套管部分30分开，并且由树脂如环氧树脂、三聚氰胺树脂、不饱和的聚脂树脂、聚酰亚胺树脂和苯酚树脂形成。

间隔件41包括大致中空的盘形连接部分41a、大致盘形的扁平板部分41b和大致截锥形的圆柱形移动部分41c。连接部分41a将中间部分40与空气套管部分30和固定感应电动装置主体部分20相连接。注意，在后面将描述它的细节。电极42、滑动接触接合部分43和耦合部分44被连接到扁平板部分41b上。移动部分41c连接该连接部分41a和扁平板部分41b。

电极42、滑动接触接合部分43和耦合部分44形成一体，并且起着电连接件的作用，该电连接件借助穿过扁平板部分41b(间隔件41)而电连接固定感应电动装置主体部分20和空气套管部分30。

电极42具有与终端25相对应的形状，并且与终端25相接合，以被电连接。

滑动接触接合部分43被插入到导管34的圆筒(凹入部分)内，并且连接和固定到该导管34上。滑动接触接合部分43包括大致圆柱形的凹入部分45。凹入部分45被设置来使滑动接触接合部分43较薄些(大致呈圆筒形形状)，从而使变形容易。

耦合部分44具有大致棒形，耦合了电极42和滑动接触接合部分43，穿过间隔件41并且被保持住。

空气套管部分30和间隔件41相对于固定感应电动装置10的连接角度并不重要。即，开口部分26被设置在顶板22a、侧板22c和斜板22d中的任何一个处，然后能够把空气套管部分30和间隔件41连接。

在电力传输线PL中流动的电流和所施加的电压通过空气套管部分30(空气连通导管31、导管34)、中间部分40(滑动接触接合部分43、耦合部分44、电极42)被引入到固定感应电动装置主体部分20。

在这里假定电力从电力传输线经过空气套管部分30和中间部分40引入到固定感应电动装置主体部分20。另一方面，电力可以从固定感应电动装置主体部分20经过中间部分40和空气套管部分30来传输。

(固定感应电动装置主体部分20、空气套管部分30、中间部分40的连接结构)

描述固定感应电动装置主体部分20、空气套管部分30和中间部分40的连接结构的例子。注意，本实施例不局限于此。即，在下面描述中，直接连接瓷管32(连接部分32b)、间隔件41(连接部分41a)和固定感应电动装置主体部分20(支座28)。另一方面，例如，考虑到后面所描述的制造过程，可以使用如下的间接连接结构。具体地，短管状态件被夹住从而连接在瓷管32(连接部分32b)和间隔件41(连接部分41a)之间或者在间隔件41(连接部分41a)和固定感应电动装置主体部分20(支座28)之间，或者上面中的任一个。

图3是放大剖视图，该视图放大和示出了瓷管32(连接部分32b)、间隔件41(连接部分41a)和固定感应电动装置主体部分20(支座28)的横截面的一部分。

借助螺栓等来连接该连接部分32b、连接部分41a和支座28，及由此空气套管部分30、中间部分40和固定感应电动装置主体部分20被连接起来。

孔部分H1到H3分别被设置在连接部分32b、连接部分41a和支座28处。孔部分H1、H2是通孔，及孔部分H3是非通孔。孔部分H2包括埋头孔部分H21和螺纹部分H22。埋头孔H21将插入螺栓的头部部分。螺纹部分H22和孔部分H3每个包括螺纹，从而与螺栓的轴的螺纹相接合。

图4A和图4B是这样的视图：它们示出了在中间部分40和固定感应电动装置主体部分20首先被连接及空气套管部分30之后被连接时的过程。它与后面所描述的制造过程1相对应。

(1)连接中间部分40、固定感应电动装置主体部分20(参见图4A)

连接部分41a和支座28借助螺栓B1来连接。螺栓B1的轴部分被拧入到螺纹部分H22、孔部分H3中，及螺栓B1的头部部分被保持在埋头孔部分H21处。结果是，螺栓B1的头部部分变得低于连接部分41a的上表面。相应地，螺栓B1的头部部分不是空气套管部分30(连接部分32b)的连接的障碍。

(2)空气套管部分30的连接(参见图4B)

连接部分32b借助螺栓B2来连接。螺栓B2的轴部分被插入到孔部分H1、螺纹部分H22和孔部分H3内。

图5A和5B是这样的视图：它们示出了在空气套管部分30和中间部分40首先被连接和之后连接固定感应电动装置主体部分20时的过程。它与后面所描述的制造过程2相对应。

(1)空气套管部分30和中间部分40的连接(参见图5A)

连接部分32b、连接部分41a借助螺栓B3来连接。螺栓B3的轴部分被插入到孔部分H1和螺纹部分H22内。

(2)固定感应电动装置主体部分20的连接(参见图5B)

相互连接的连接部分32b、连接部分41a借助螺栓B4被连接到支座28上。螺栓B4的轴部分被插入到孔部分H1、螺纹部分H22和孔部分H3内。

(固定感应电动装置10的组装(制造))

在下文中，描述固定感应电动装置10的组装(制造)过程。在下面描述两个制造过程1、2。

A．制造过程1(与图4A、图4B相对应)

(1)在工厂装运之前连接固定感应电动装置20、中间部分40(图6、图7)

防止间隔件41等破裂的保护盖29被连接到固定感应电动装置主体部分20的支座28上。通孔被设置在盖29处，螺栓通过该通孔，并且其在支座28的孔部分H3处被拧紧。之后，绝缘介质23从喷射部分27被填充到固定感应电动装置主体部分20内。

(2)在固定感应电动装置10的安装位置处连接空气套管部分30(参见图8)

定位在空气套管部分30的下部分处的螺钉机构35被插入和固定到滑动接触接合部分43中。之后，连接部分32b、连接部分41a和支座28借助螺栓被固定。

(3)把绝缘介质33填充到空气套管部分30内

绝缘介质33从喷射部分36被填充到空气套管部分30内。

B．制造过程2(与图5A、图5B相对应)

(1)在工厂装运之前连接空气套管部分30、中间部分40(参见图9、图10)

终端25、导线24被设置在固定感应电动装置主体部分20的孔部分26处。此外，防止灰尘进入到固定感应电动装置主体部分20内的保护盖29被连接到支座28上。通孔设置在盖29处，螺栓通过该通孔放置，并且它在支座28的孔部分H3处被拧紧。

(2)在固定感应电动装置10的安装位置处连接空气套管部分30(参见图11)

将盖29与支座28分开，及电极42被连接到终端25上。之后，连接部分32b、连接部分41a和支座28借助螺栓来固定。

(3)把绝缘介质33填充到空气套管部分30内

绝缘介质33从喷射部分36被填充到空气套管部分30内。

(比较例子)

图12是示出了本实施例的比较例子的视图。

在作为比较例子的固定感应电动装置10x中，电力传输线PL和固定感应电动装置主体21(固定感应电动装置主体部分20x)借助空气套管部分30x(空气连通导管31x、瓷管32x、导管34x)、油套管50和导线24来连接。瓷管32x通常由瓷来制成。空气套管部分30x和固定感应电动装置主体部分20x借助连接部分60来连接。

(固定感应电动装置10的优点)

固定感应电动装置10易于组装(制造)。在下文中，描述与固定感应电动装置10x相比较的固定感应电动装置10的优点。

1.重量轻

与固定感应电动装置10x相比，固定感应电动装置10易于减少重量。空气套管部分30(瓷管32)由大分子形成，并且与瓷空气套管部分30x(瓷管32x)相比，它的重量轻。此外，借助使用在固定感应电动装置10中的间隔件41，能够省去存在于固定感应电动装置10x处的、朝着固定感应电动装置侧(油套管50)伸出的用于电场弛豫(electric field relaxation)的部分。

相应地，简化在固定感应电动装置主体部分20x和空气套管部分30x之间的连接部分60是可能的，该连接部分60被牢固地构建，以便在发生地震等时承受空气套管部分30x的质量。连接部分60被简化了，及由此，固定感应电动装置的箱结构部分(固定感应电动装置的主体部分20x)的加强结构变得不需要。结果是，减小固定感应电动装置的重量和尺寸是可能的。

因此，不仅经济性较好是可能的，因为材料的需要量减小了，而且在工厂和工地的可操作性得到提高，进一步地在未来的套管更换时间上的可操作性等得到提高。此外，箱的尺寸被减少了，质量被减少了，及由此固定感应电动装置的运输变得容易了，并且它变得经济性更好了。

2.很好的防地震性能

与固定感应电动装置10x相比，固定感应电动装置10具有很好的防地震性能。空气套管部分30(瓷管32)由大分子绝缘材料制成，及由此与比较例子相比，减少空气部分的重量是可能的。相应地，在发生地震时，与传统的方式相比，空气套管部分30所受到的惯性力变小了。其结果是，防止了由地震所导致的套管的破裂，并且防止了由瓷管32x的摆动所产生的绝缘油从间隙(开口)流出，其中该瓷管32x由瓷制成并且是较重的物体。

此外，绝缘介质被设定为气体(SF₆、CO₂、N₂、空气等)、凝胶(硅胶等)、发泡固体(聚乙烯泡沫等)等，及由此，甚至在空气套管部分30破裂和连接部分(中间部分40)断开发生时减少由绝缘油的泄漏所导致的火灾也是可能的。

3.很好的操作性

与固定感应电动装置10x相比，固定感应电动装置10具有很好的操作性(固定感应电动装置10的安装和空气套管部分的更换时间的操作性)。如在已经描述过的图7、图8所示那样，在工厂装运之前，间隔件41被连接到固定感应电动装置10上，及由此，在固定感应电动装置10的安装位置处没有打开固定感应电动装置10的情况下，连接和更换空气套管部分30是可能的。相应地，与比较例子相比，不仅工地组装工作时间减小了，而且可以减少上述工作导致灰尘进入其内部来损坏固定感应电动装置10的可能性。

此外，在固定感应电动装置10进行长时间工作之后空气套管部分30的瓷管32被损坏并且需要更换时，操作性很好。即，在没有执行固定感应电动装置10中的绝缘介质23的过程的情况下更换空气套管部分30是可能的。在比较例子中，有必要在固定感应电动装置主体部分20x内的绝缘介质23离开之后，借助使固定感应电动装置主体部分20x的内部暴露到空气中，来更换它。

4.经济效率

与固定感应电动装置10x相比，固定感应电动装置10具有较好的经济效率。空气套管部分30由上述的大分子绝缘材料制成，并且与比较例子的由瓷所制成的瓷管32x(空气套管部分30x)相比，它的重量较轻。相应地，不需要使用特殊设备，在更换时使得更换时间变得更短，及它变得经济性更好了。

5.很好的绝缘性能

与固定感应电动装置10x相比，固定感应电动装置10的绝缘性能不差。大分子绝缘材料瓷管32和间隔件41被用于固定感应电动装置和气体绝缘的开关装置的绝缘。相应地，可以确保与比较例子相类似的绝缘性能。

如上所述那样，根据本实施例的固定感应电动装置为处于与电力传输线的连接侧处的瓷管32使用了大分子绝缘材料，由树脂等所制成的间隔件41等设置在与固定感应电动装置的连接侧处。结果是，可以构建较小、重量轻并且具有高防震性能的固定感应电动装置。

尽管已经描述了一些实施例，但是这些实施例只是一些例子，并且不是用来限制本发明的范围。实际上，可以以各种各样的其它形式来体现这里所描述的新颖实施例；此外，在没有脱离本发明精神实质的情况下可以进行这里所描述的这些实施例的各种要素省略、替代和变化。所附的权利要求和它们的等同物用来覆盖落入本发明的范围和精神实质内的这些形式或者改进。

Claims (6)

1.一种固定感应电动装置，包括：

瓷管；

连接导管，其设置在该瓷管的一端处并且连接到电力传输线上；

导管，其设置在该瓷管中，并且连接到该连接导管上；

壳体，其覆盖固定感应电动装置主体，并且具有与该瓷管的另一端相对应的开口部分；

导线，其从该固定感应电动装置主体延伸到该开口部分；

终端，其设置在该导线的端部分处；

间隔件，其可拆下地密封该瓷管的另一端和该开口部分；

电连接件，其包括可拆下地连接到该终端上的电极和可拆下地连接到该导管上的接合部分，并且穿过该间隔件；

第一绝缘介质，其被填充在该瓷管内；及

第二绝缘介质，其被填充在该壳体内；

该导管包括设置在与该开口部分对应的另一端处的凹入部分和设置在该凹入部分中的弹簧机构，并且该接合部分被插入到该凹入部分内并且借助该弹簧机构来挤压。

2.根据权利要求1所述的固定感应电动装置，其特征在于，该瓷管由大分子绝缘材料形成。

3.根据权利要求1所述的固定感应电动装置，其特征在于，该第一和第二绝缘介质由气体、液体、凝胶和起泡固体中的任何一种形成。

4.根据权利要求1所述的固定感应电动装置，其特征在于，该壳体包括顶板、侧板、底板和斜板，及该开口部分被至少设置在该顶板、该侧板和该斜板中的任何一个处。

5.一种固定感应电动装置的制造方法，该方法包括：

制备包括瓷管的套管、设置在该瓷管的一端处并且连接到电力传输线上的连接导管和设置在该瓷管中并且连接到该连接导管上的导管；

制备固定感应电动装置主体部分，该主体部分包括覆盖固定感应电动装置主体并且具有开口部分的壳体、从该固定感应电动装置主体延伸到该开口部分的导线、设置在该导线的端部分处的终端、可拆下地密封该开口部分的间隔件及电连接件，该电连接件包括接合部分和可拆下地连接到该终端的电极并且穿过该间隔件；

连接该套管和该固定感应电动装置主体部分从而连接该导管和该接合部分，并且借助该间隔件来密封该瓷管的另一端；及

在该瓷管内填充绝缘介质；

该导管包括设置在一端处的凹入部分和设置在该凹入部分中的弹簧机构，并且该接合部分被插入到该凹入部分内并且借助该弹簧机构来挤压。

6.一种固定感应电动装置的制造方法，该方法包括：

制备包括瓷管的套管、设置在该瓷管的一端处并且连接到电力传输线上的连接导管、设置在该瓷管中并且连接到该连接导管上的导管、可拆下地密封该瓷管的另一端的间隔件和电连接件，该电连接件包括电极和可拆下地连接到该导管上的接合部分并且穿过该间隔件；

制备固定感应电动装置主体部分，该主体部分包括覆盖固定感应电动装置主体并且具有开口部分的壳体、从该固定感应电动装置主体延伸到该开口部分的导线、设置在该导线的端部分处的终端；

连接该套管和该固定感应电动装置主体部分以借助间隔件密封该开口部分，并且来电连接该电极和该终端；及

在该瓷管和该壳体中的每一个内填充绝缘介质；

该导管包括设置在一端处的凹入部分和设置在该凹入部分中的弹簧机构，并且该接合部分被插入到该凹入部分内并且借助该弹簧机构来挤压。