CN103563035A - 接地开关 - Google Patents

Abstract

一种接地开关包括结构框架、至少一个第一触头、至少一个第二触头、至少一个间隔件以及齿轮传动组件。接地开关的断开和闭合由齿轮传动组件来控制，齿轮传动组件可操作为围绕连接杆的轴旋转至少一个第二触头，以移动至少一个第二触头以与至少一个第一触头接触或不接触。接地开关第一和第二触头的闭合用于将变压器或其他电气设备连接到地电势。

Description

接地开关

技术领域

本发明针对一种用于包括在接地开关的操作中使用的传动组件的干式变压器的接地开关。

背景技术

在干式变压器应用中使用接地开关以将变压器连接到地电势。变压器的初级端子通常在安装、维护或其他事件期间通过使用接地开关来接地。典型的干式变压器接地开关不论位于变压器外壳的内部还是外部均具有相当大的占地面积。该大的占地面积是由于集成在接地开关内的传动组件的尺寸而导致的。传动组件通常包括用于断开和关闭接地开关的触头的长连杆。当接地开关位于变压器外壳内部时，变压器外壳的尺寸必须增加以容纳具有这样的传动组件的接地开关。如果接地开关位于外部，则具有接地开关的变压器的整体外部占地面积就相当的大。因此，存在针对改进接地开关并且更具体的改进接地开关中所利用的传动组件的空间。本申请针对具有较小占地面积并且易于操作的改进的接地开关。

发明内容

一种用于配电设备的接地开关组件具有结构框架、连接到结构框架的至少一个间隔件、连接到其中每个开关具有第一触头和第二触头的至少一个间隔件的至少一个开关、以及可操作地连接到至少一个开关以使至少一个开关在断开位置和闭合位置之间进行移动的传动组件。传动组件包括至少一个杆、传动轴、传动箱以及至少一个安装件。传动箱连接在传动轴和至少一个杆之间，并且可操作为将传动轴的旋转转换为至少一个杆的旋转。至少一个安装件固定到至少一个杆，并且保持住每个开关的第二触头。至少一个杆的旋转使得每个开关的第二触头进行枢转，并且由此使每个开关朝着断开位置或闭合位置进行移动。

一种变压器包括具有在第一轭和第二轭之间延伸的至少一个柱的铁磁芯，安装到至少一个柱的至少一个线圈组件，具有至少一个壁、盖和基座的外壳以及接地开关。接地开关可操作为，当接地开关的至少一个第二触头移动为与接地开关的至少一个第一触头接触时，将变压器连接为接地连接。

一种形成变压器的方法，包括：提供包括在第一轭和第二轭之间延伸的至少一个柱的铁磁芯，将至少一个线圈组件安装到至少一个柱、将铁磁芯和至少一个线圈组件放置在外壳的内部空间中、以及将接地开关安装到外壳的内部空间，接地开关可操作为将变压器连接到地电势。

附图说明

在附图中，结构实施例和以下提供的具体说明一起描述了接地开关的示例性实施例。本领域技术人员将认识到，部件可以被设计成多个部件，或者多个部件可以被设计成单个部件。

此外，在下面的附图和描述中，分别用相同的附图标记在附图和所撰写的描述中指示类似的部分。附图没有按比例绘制，并且已经出于图示的方便放大了某些部分的比例。

图1是根据本发明实施的接地开关的等距视图，其中至少一个第一触头和至少一个第二触头被描绘为处于断开位置。

图2是根据本发明实施的接地开关的齿轮传动组件的等距视图。

图3是其中至少一个第一触头和至少一个第二触头被描绘为处于闭合位置的接地开关的等距视图。

图4是其中至少一个第一触头和至少一个第二触头被描绘为处于断开位置的接地开关的右侧视图。

图5是其中至少一个第一触头和至少一个第二触头被描绘为处于闭合位置的接地开关的右侧视图。

图6是其中至少一个第一触头和至少一个第二触头被描绘为处于断开位置的具有前壁、侧壁以及从变压器的外壳移除了盖的一部分的变压器的透视图。

图7是其中至少一个第一触头和至少一个第二触头被描绘为处于闭合位置的具有前壁、侧壁以及从变压器的外壳移除了盖的一部分的变压器的透视图。

具体实施方式

参考图1，接地开关10被示出为具有整体齿轮传动组件20。接地开关10可以被提供为适用于中压和高压应用的单相或多相开关。接地开关10包括具有第一和第二触头32、38的至少一个开关。接地开关10通常设置有干式变压器80，但是还可以与气体绝缘开关装置或可以在配电中使用的其他电气设备的一起使用。

现在参考图1和图6，接地开关10包括总体为L形的结构框架30，结构框架30具有第一侧31和第二侧33、齿轮传动组件20、至少一个第一触头32、至少一个第二触头38以及至少一个间隔件12。结构框架30可以由金属、复合金属或适合于应用的任何其他导电或不导电材料形成。本领域普通技术人员将认识到，结构框架30还可以包括变压器外壳78的壁72、盖70或变压器外壳78的顶盖、其中壁72用作结构框架30的第一侧并且盖70的底部平面用作框架或另一布置的第二侧的组合。接地开关10可以使用螺栓连接或焊接连接42附接到变压器80。变压器外壳78还可以设置有用于将接地开关10附接到外壳78的钩。

当接地开关10附接到干式变压器80(以下称“变压器”)外壳78的壁72时，结构框架30的第一侧31的外部平面表面可以在距壁72的顶边缘部分大约1.25厘米的位置处从外壳78的壁72水平延伸。在相同的安装布置中，结构框架30的第二侧33可以在沿着壁72的内表面延伸，其中，结构框架的第二侧使用螺栓连接或焊接连接42附接到壁72的内表面。

接地开关10还可以位于变压器外壳78的外部，借此接地开关10可以被安装到变压器外壳78的壁72的外表面。可替代地，接地开关可以不以任何方式安装到变压器外壳78。

现在参考图6和7，变压器80具有外壳78，外壳78由至少一个壁72、基座和盖70组成。铁磁芯被布置在外壳78内，铁磁芯具有在第一轭和第二轭之间延伸的一个或多个柱。一个或多个线圈组件67被安装到一个或多个芯柱。一个或多个线圈组件67包括高压初级和低压次级线圈绕组。高压初级和低压次级线圈绕组通常围绕每个芯柱被同心地布置。其他布置包括高压初级和低压次级绕组围绕每个芯柱一层在另一层之上的安装或者使高压初级和低压次级绕组交替地安装到内芯柱的交错布置。本发明的高压初级和低压次级线圈绕组包括诸如铜或铝的导电材料。高压初级和低压次级绕组可以由真空铸造或树脂封装。

具有低压引出线(未示出)的低压次级线圈绕组从线圈延伸，并且可以以三角形(Δ)或星形(Y)配置而被连接在一起。低压引出线连接到汇流条63。汇流条进而连接到低压端子65，低压端子65是起始于外壳78内部的直径大约1英寸的杆，并且延伸通过外壳78，如图7所示。

现在参考图1、图3、图4和图5，接地开关10可以通过所述至少一个第一触头32连接到变压器80的初级高压侧。至少一个第一触头32包括具有至少一个第一开口35、至少一个第二开口37的金属平板41以及分叉的延伸部分29，其中，分叉的延伸部分29垂直地从金属平板41的底部平面朝着外壳78的基座延伸。分叉的延伸部分29具有第一腿和第二腿，其中的每一个都从至少一个第一触头32的金属平板41向下延伸。

至少一个间隔件12可以附接到所述至少一个第一触头32，以提供在结构框架30和至少一个第一触头32之间的绝缘。所述至少一个间隔件12总体上是圆柱形，并且可以具有多个沿周向延伸的棚51。所述至少一个间隔件12可以由陶瓷材料或具有类似绝缘性质的其他材料形成。所述至少一个间隔件12使用至少一个螺栓40连接到至少一个第一触头32，所述至少一个螺栓40延伸通过所述至少一个第一触头32的金属平板41的所述至少一个第二开口37。所述至少一个螺栓40在至少一个间隔件12的内部内延伸大约1英寸。至少一个螺栓40还将至少一个间隔件12连接到结构框架30的第一侧31。

至少一个高压引出线(未示出)经由延伸通过所述至少一个第一开口35的至少一个第一接触螺栓34连接到至少一个第一触头32的板36。至少一个高压引出线由铜线或铝线或类似的材料形成的电缆。所述至少一个高压引出线具有第一端和包括具有开口的平坦部第二端，以接纳所述至少一个第一接触螺栓34。所述至少一个高压引出线包括第一高压引出线和第二高压引出线。第一高压引出线中的每一个高压引出线在第一端处连接到至少一个第一触头32的板41中的相应一个板，并且在第二端处连接到变压器80的高压套管61的相应端子74。第二高压引出线中的每一个高压引出线在第一端处连接到变压器80高压线圈，并且在第二端处连接到至少一个第一触头32的板41中的相应一个板。第一高压引出线使用由至少一个第一触头32的至少一个第一开口所接纳的至少一个第一接触螺栓34而被固定到至少一个第一触头32。所述至少一个第一接触螺栓34使用垫圈和与至少一个第一接触螺栓34螺纹接合的螺母而被固定到至少一个第一触头32。

接地开关的至少一个第二触头32包括第一刀片14和第二刀片15。第一和第二刀片14、15总体上是矩形金属片，当所述至少一个第一和第二触头38完全接触时，该第一和第二刀片14、15围绕并且抓住至少一个第一触头32的分叉的延伸部分29。第一和第二刀片14、15保持在适当位置，并且使用第一弹簧(未示出)、第二弹簧(未示出)和螺栓(未示出)以相对彼此远离一设定的距离来保持第一和第二刀片14、15。第一弹簧被置于第一刀片14的外部分，并且第二弹簧被置于第二刀片15的外部分。第一和第二刀片中的每一个刀片都具有第一和第二弹簧的中心部分分别被置于其上的开口39。使用螺栓(未示出)将第一和第二刀片连接在一起，其中，螺栓穿过相关联的开口39。通过垫圈和螺母来固定该螺栓。第一弹簧、第二弹簧和螺栓提供用于在远离至少一个第二触头38一设定距离处保持至少一个第一触头32的机构。

通过所述至少一个第二触头38到变压器外壳78的壁72的连接来在至少一个第二触头38处形成接地连接。接地开关10还可以使用接地连接而不是变压器外壳78的壁72来将变压器80连接到地电势。例如，接地连接可以从地电势处的另一源到达至少一个第二触头38。当第一和第二触头32、38完全接触时，所述至少一个第一接触头32的分叉的延伸部分29与所述至少一个第二触头38的第一刀片14和第二刀片15完全接合。当分叉的延伸部分29被布置在所述至少一个第二触头38的第一和第二刀片14、15之间时，分叉的延伸部分29的第一腿和第二腿围绕螺栓(未示出)。当第一和第二触头32、38完全接触时，接地开关10处于闭合位置时，从而使变压器80接地。当第一和第二触头32、38分离时，接地开关10处于断开位置。

现在参考图2，在第一和第二刀片14、15被安装到至少一个安装件16，该至少一个安装件16提供对稳固地将第一和第二刀片14、15保持在适当位置同时使接地开关10在断开和闭合位置之间进行移动所需要的支撑。所述至少一个安装件16使用键式插头24被进一步固定到所述至少一个连接杆22。键式插头24包括具有从键式插头24的外表面向外并且在其上侧向延伸的凸缘的大体弧形连接件。键式插头24用于将至少一个连接杆22连接到至少一个安装件16和/或齿轮传动箱36。所述至少一个安装件16提供使所述至少一个第二触头38当接地开关10在断开和闭合(接地)位置之间进行移动时围绕所述至少一个连接杆22的轴旋转所需要的控制和支撑。齿轮传动箱36、至少一个安装件16、至少一个连接杆22和键式插头24一起组成齿轮传动组件20。

现在参考图6，齿轮传动组件20包括一对锥形齿轮，并且使用附接的手柄18进行操作。手柄18包括布置为垂直于至少一个连接杆22的轴。锥形面将轴的旋转转换为至少一个连接杆22的旋转。所述至少一个连接杆22的旋转进而使第一和第二触头32、38在断开和闭合位置之间进行移动。手柄18用于断开和闭合接地开关10。当手柄18在使接地开关的第一和第二触头32、38断开的方向上转动时，第二触头38围绕所述至少一个连接杆22的轴旋转大约90度，直到第一和第二刀片14、15位于几乎与所述至少一个连接杆22的轴垂直。本技术领域普通技术人员将会理解，在接地开关10的其他实施例中，至少一个第二触头38可以围绕所述至少一个连接杆22的轴旋转大约30度、大约60度或其他角度。当手柄18在使接地开关10的第一和第二触头32、38闭合的方向上转动时，所述至少一个第二触头38围绕所述至少一个连接杆22的轴旋转大约30度、大约60度、大约90度或其他角度，直到所述至少一个第二触头38与所述至少一个第一触头32完全接触。

在变压器80的正常操作期间，接地开关10的第一和第二触头32、38保持断开，其中第一和第二刀片14、15相对于所述至少一个连接杆22的轴大体指向下。在维护、电源故障或需要接地连接的任何其他事件期间，通常将接地开关10的第一和第二触头32、38移动到闭合位置，以使变压器80接地。

齿轮传动组件20可以被实现为在针对单相或多相变压器80所提供的接地开关10中使用。图2中描绘了齿轮传动组件20的多相实施例，其中，所述至少一个安装件16中与齿轮传动箱36最靠近的那些安装件通过单个连接杆22被连接到齿轮传动箱36，而远的安装件16通过两个连接杆22以及所述至少一个安装件16的相邻一个安装件被连接到传动箱。在接地开关10的单相实施例中，齿轮传动组件20可以仅具有所述至少一个安装件16中的一个安装件和所述至少一个连接杆22中的一个连接杆，其中，所述一个安装件16通过所述一个连接杆22被连接到齿轮传动箱36。

尽管本申请说明了各种实施例，并且尽管已经描述了这些实施例的一些细节，但是申请人的意图并不是将所附权利要求的范围进行限制或以任何方式局限为这样的细节。附加的优点和修改对于本领域技术人员将是显而易见的。因此，本发明在其更广泛的方面并不限于所示出和描述的特定细节、代表性实施例和说明性示例。因此，在不脱离申请人的总体发明构思的精神或范围的情况下，可以脱离这些细节。

Claims (17)

1.一种用于配电设备的接地开关，包括：

结构框架；

至少一个间隔件，连接到所述结构框架；

至少一个开关，连接到所述至少一个间隔件，每个开关包括第一触头和第二触头；

传动组件，可操作地连接到所述至少一个开关以使所述至少一个开关在断开位置和闭合位置之间进行移动，所述传动组件包括：

至少一个杆；

传动轴；

传动箱，被连接在所述传动轴和所述至少一个杆之间，并且可操作为将所述传动轴的旋转转换为所述至少一个杆的旋转；

至少一个安装件，固定到所述至少一个杆，所述至少一个安装件保持每个开关的所述第二触头；并且

其中，所述至少一个杆的旋转使得每个开关的所述第二触头进行枢转，并且由此使每个开关朝着所述断开位置或所述闭合位置进行移动。

2.根据权利要求1所述的接地开关，其中所述结构框架进一步包括变压器外壳的至少一个壁。

3.根据权利要求1所述的接地开关，其中所述结构框架进一步包括变压器外壳的盖。

4.根据权利要求1所述的接地开关，其中所述接地开关位于变压器外壳的外部。

5.根据权利要求1所述的接地开关，其中当附接到所述接地开关的手柄被操作时，所述接地开关的所述至少一个第二触头移动为与所述至少一个第一触头接触或不与所述至少一个第一触头接触。

6.根据权利要求1所述的接地开关，其中所述至少一个第二触头相对于所述至少一个第一触头到闭合位置的移动使与所述接地开关集成的电气设备接地。

7.根据权利要求1所述的接地开关，其中所述至少一个第二触头相对于所述至少一个第一触头到断开位置的移动断开与所述接地开关集成的电气设备的电路。

8.根据权利要求1所述的接地开关，其中所述至少一个第一触头包括具有至少一个第一开口和至少一个第二开口的金属平板以及分叉的延伸部分，其中所述分叉的延伸部分从所述金属平板的底部平面朝着变压器的外壳的基座垂直延伸。

9.根据权利要求1所述的接地开关，其中所述至少一个第二触头包括第一刀片和第二刀片，使用螺栓将所述第一刀片和所述第二刀片连接在一起，第一弹簧被置于所述第一刀片的外表面上，并且第二弹簧被置于第二刀片的外表面，以相对于彼此的设定距离保持所述第一刀片和所述第二刀片，所述第一刀片和所述第二刀片适用于接纳所述至少一个第一触头的分叉的延伸部分。

10.一种变压器，包括：

铁磁芯，包括在第一轭和第二轭之间延伸的至少一个柱；

至少一个线圈组件，安装到所述至少一个柱；

外壳，具有至少一个壁、盖和基座；以及

接地开关，所述接地开关可操作为，当所述接地开关的至少一个第二触头移动为与所述接地开关的至少一个第一触头接触时，将所述变压器连接为接地连接。

11.根据权利要求10所述的变压器，其中所述接地开关进一步包括齿轮传动箱、至少一个安装件、将所述至少一个安装件连接到所述齿轮传动箱的至少一个连接杆、至少一个第一触头和至少一个第二触头。

12.根据权利要求11所述的变压器，其中所述至少一个第一触头被附接到所述外壳的至少一个壁，并且所述至少一个第二触头被附接到所述至少一个安装件。

13.根据权利要求11所述的变压器，其中所述至少一个第一触头被附接到至少一个间隔件，所述至少一个间隔件被附接到结构框架。

14.根据权利要求11所述的变压器，其中当所述接地开关被操作为将所述至少一个第二触头相对于所述至少一个第一触头移动到闭合位置或断开位置时，所述至少一个第二触头围绕所述至少一个连接杆的轴移动。

15.一种形成变压器的方法，包括：

a.提供包括在第一轭和第二轭之间延伸的至少一个柱的铁磁芯；

b.将至少一个线圈组件安装到所述至少一个柱；

c.将所述铁磁芯和所述至少一个线圈组件放置在外壳的内部空间中，所述外壳具有至少一个壁、基座和盖；以及

d.将接地开关安装到所述外壳的所述内部空间，所述接地开关可操作为将所述变压器连接到地电势。

16.根据权利要求15所述的方法，其中所述接地开关包括连接到至少一个第一触头和至少一个第二触头的紧凑齿轮传动组件，所述齿轮传动组件可操作为，当所述紧凑齿轮传动组件被启动时，相对于所述至少一个第一触头，断开和闭合所述至少一个第二触头。

17.根据权利要求15所述的方法，其中所述接地开关被安装到所述变压器外壳的壁的外表面。

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