CN1037645C - 气体绝缘开关装置 - Google Patents

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Abstract

一个气体绝缘开关装置，它有一个密封容器充满具有良好电绝缘性能气体，有三相隔离器用于接通/切断主电路，有三相接地开关用于使主电路接地，其隔离器和接地开关都放置在程封容器中。每相隔离器包括一个固定接触端和一个可动侧接触端，二者彼此相对，还有一个可动接触端用于接通或切断前两者之间的电联接。另一方面，每相接地开关包括一个接地固定接触端，它与一个可动侧导体相联，还有一个接地可动接触端。

Description

气体绝缘开关装置
本发明涉及用于(但不仅仅用于)变电站的开关装置(switchgear)。更具体地说，本发明涉及一个三相共容器的或者说三相组装型的气体绝缘开关装置，它有三相隔离开关和接地开关容纳在一个共同容器内。
一个典型的气体绝缘开关装置的结构是具有比较小的体积而又能提供足够的电绝缘。更准确地说，在气体绝缘开关装置中，用于切断与电路的电联接的电隔离器和用于将电路接地的接地开关等等都装在一个气密封容器中，容器中充满了具有极好电绝缘性质的绝缘气体，如六氟化硫(SF6)气体或其他类似气体。由于这些特点，气体绝缘开关装置正在被广泛地应用在位于城市地区的高电压类变电分站，借以减小其安装场地。
为了进一步减小这种气体绝缘开关装置的尺寸，已经研制出了一种三相共容器型结构，用于将三相器件放在一个共用容器内，这是将一组器件容纳于单个容器内的一种结合结构。
气体绝缘开关装置已经在日本未审查实用新型公报(Japanese Utility Modbl UnexaminedPublication)56-116810号、日本未审查专利公报(Japanese Patent Unexamined Publication)60-62807号和61-170212号等出版物中说明。日本未审查实用新型公报56-116810号揭示了一种结构，其中一个隔离器和一个接地开关各有二个棒状可动接触端，彼此几乎平行地放置。在日本未审查专利公报60-62807中提出的一种结构把隔离器和接地开关的驱动部分放置在容器里沿径向形成的柱状空间中，以减小容器的长度。再有，日本未审查专利公报61-170212号提出一种结构，其中三相隔离器和接地开关被装在一个支架上，并作为一个整体固定在一个容器内。这些隔离器和接地开关彼此平行并在横穿容器的方向上延伸。
本发明的一个目的是提供一种三相组装型气体绝缘开关装置，它进一步减小了尺寸从而只需要一点点安装空间。
本发明的另一个目的是提供一种三相组装型气体绝缘开关装置，它的尺寸较小都有良好的绝缘与运转性能。
根据本发明构成的一种气体绝缘开关装置有一个密封容器，在它的一端放置主电路导体，在密封容器内提供了三相“可动侧导体”(mouable side conductor)和固定接触端(station-ary contact)，而可动接触端(mouable contact)用于分别接通或切断可动侧导体与固定接触端之间的电联接，从而构成隔离器(isolator)；还提供了接地固定接触端(Barthstationary contact)，每个与可动侧导体相联，接地可动接触端(Barth mouable contact)用于接通或切断与接地固定接触端的联接，从而构成三相接地开关(earthingswitch)。各相隔离器和接地开关分别沿密封容器的纵向延伸。再有，这些三相隔离器侧向相邻，彼此成一线排列在一个虚拟(Vsrtual)平面上，而三相接地开关也侧向相邻，彼此成一线排列在另一个虚拟平面上。这两个虚拟平面被放置在密封容器内与主电路导体相对的另一端的空间内。
按照上述安排，三相隔离器的各部件被放置在基本上沿着密封容器的纵向延伸的虚拟平面上。三相接地开关的各部件也被放置在基本上沿着密封容器的纵向延伸的另一个虚拟平面上。由于将这些虚拟平面彼此相邻放置，从而使三相隔离器和接地开关能被放置在密封容器的另一端。结果，这个密封容器的形状能比传统的开关装置的容器形状简化(传统的开关装置为容纳隔离器和接地开关分别规定了各自独占的空间)，从而能借助于有效利用容器内部空间而减小开关装置的尺寸。这样，与开关装置相邻的其他设备便可以更靠近它，其靠近的距离相应于开关装置尺寸的减小量，这样便能够减小气体绝缘开关装置的整个结构的安装空间。
下文中将参考附图详细描述本发明，从而使本发明的上述目的及其他目的和特点变得更加清楚。这些图件是：
图1是纵向剖面图，给出根据本发明的一个实施例构成的气体绝缘开关装置的实质部分；
图2是沿着图1的I-I线所作的剖面图；
图3和图4分别为给出图1所示开关装置外观的正视图和侧视图图；
图5和图6分别为正视图和侧视图，给出按本发明另一实施例构成的开关装置的外观；
图7是纵向剖面图，给出根据本发明的又一个实施例构成的气体绝缘开关装置的实质部分；
图8是纵向剖面图，给出根据本发明的再一个实施例构成的气体绝缘开关装置的实质部分；
图9是图1所示气体绝缘开关装置的整体前视图；
图10是一个传统的气体绝缘开关装置的整体前视图。最佳实施例描述
为了便于理解本发明，首先参考图10来解释一种典型的传统的三相组装型气体绝缘开关装置的结构。
图10所示开关装置包括两个十字型气密封容器1021和1026。每个密封容器在其低端与主母线(main bus-bar1022或1027相联，并在它们的一侧(图中看是左侧)经由耦合管道1018或1023与电路断电器(breaker)1017相联。一个密封容器1021容纳一个隔离器1019和一个接地开关1020，它们与电路断电器1017和主母线1022电联接。隔离器101.9被放置在密封容器1021中的上端1021a，并适合于被一个操作装置(operating device)(图中未画)来接通或断开，这个操作装置被置于密封容器上端1021a附近，接地开关1020被放在密封容器1021的另一侧1021b(如图中所见到的右侧)，并适合于被另一个操作装置(图中未画)来接通或断开，这个操作装置被置于这个上端1021b附近。另一个密封容器1026也通过耦合管道1023与电路断电器1017相联。在密封丰器1026内提供了一个隔离器1024和一个接地开关1025，它们被放在电路断电器1017及主母线1027之间，并与它们电联接，其构成方式与密封容器1021的情况相似。
采用上述传统安排，就必须保证在密封容器1021和1026之间有足够的空间，以便能观察放置在密封容器侧面附近的接地开关操作装置。这一空间造成了整个气体绝缘开关装值的安装面积。在把隔离器1019和接地开关1020以及隔离器1024和接地开关1025都装在一个公用密封容器内从而构成一个组合结构的情况中，容器沿着主母线1022和1027并排放置的方向上要增大宽度。结果增大了它的安装面积。
上述每个问题都是由传统开关装置的结构造成的，其中尽管隔离器和接地开关放在一个公用容器中形成了组合结构，但分别为隔离器和接地开关提供了独占的部分，结果使容器的形状复杂并同样增大了尺寸。正是在分析了传统的开关装置的结构之后，发明者们才完成了本项发明。
下面，将参考图1至图9所示各实施例来详细解释本发明。
图1给出根据本发明的第一个实施例构成的气体绝缘开关装置的实质部分，也就是用于主母线的隔离器周围的结构。这个气体绝缘开关装置有单一的气密封容器，它限定了一个长形空间。密封容器13在其靠近绝缘表面的部分与主母线22相联，并安排成基本上与主母线22垂直。主母线22包括三相母线导体22a、22b和22c在密封容器沿其长度方向的接近中间位置上有一分支管道13a，通过它将连接导体30a、30b和3 0c与电路断电器或类似装置((图中未画出)相联。因此，如果去掉与主母线22相联接的部分去看这个密封容器，那么密封容器13大致呈T形结构。在容器的上端13b有一处空间，那里没有设置连接导体之类主电路导体。另一方面，当沿着分支管道13a的纵向看来时，密封容器13大致呈反T形，如图2所示。
在这样形状的容器13中，提供了三相隔离器和接地开关。图1中只示意性给出一相隔离器和接地开关。下面将解释隔离器和接地开关。
每个隔离器包括一个可动侧导体、一个与它相对的固定接触端，以及在可动侧导体和固定接触端之间搭桥的可动接触端。如图2所示，三相可动侧导体2a、2b和2c在分支管道13c中分别与联接导体30a、30b和30c的末端相连。可动侧导体2a、2b和2c基本上是沿着主母线2 2水平共列排列。固定接触端1a1b和1c由导电材料做成，分别与母线导体22a、22b和22c相接触。这些固定接触端分另别与各自的可动侧导体2a、2b、2c相对，成水平向并排排列。每个可动侧导体为带有中孔的喇叭口形状，用于可滑动接受长形可动接触端。这个可动接触端也是由导电材料做成。同时，每个可动侧导体的下端适合于以一个弹性力使之总是与相应的可动接触端相接触，从而保证它们之间可靠的电联接。这三相的可动接触端也同样水平并列排列，但在图1中只给出一个可动接触端，标记为参考号码3a。
各可动接触端3a、3b和3c通过操作杆4a、4b和4c及操作杠杆5a、5b和5c与隔离器的共同操作传动轴6相联，这些操作杆和操作杠杆被放在密封容器13的上端部13b。如图2所见操作传动轴6在密封容器中基本上呈水平向延伸。因此，可动侧导体2a至2c、固定接触端1a至1c以及可动接触端3a(它们构成了隔离器)分别并排放置在与操作传动轴6基本平行延伸的各直线上。再有，这三相隔离器的这些部件位于沿着主母线基本上竖直的平面上。这种隔离器的结构特点在于：这些隔离器的放置位置不同于传统的三相组装开关装置中的主电路导体，这就是说，不同于类似图1中母线导体22a、22b及22c的那种分别处于一个假想三角形顶点的那种配置。
附带说明，隔离器操作传动轴6的一端伸出气密封容器13，并于图3所示操作装置33相联。每个可动接触端在操作装置的驱动下垂直运动，同时保持与相应的可动侧导体的接触，于是，当可动接触端与各自的固定接触端相接触时，便在母线导体和联接导体之间建立了电联接。
另一方面，接地开关包括一个接地固定接触端31a和一个长的接地可动接触端8a，它与接地固定接触端相对。接地固定接触端31a构成隔离器的可动侧导体2a的一部分。接地可动接触端8a是由导电材料制成，它的上端通过电绝缘子14与操作杠杆9a的一端相联。操作杠杆9a的另一端与用于接地开关的操作传动轴10相联。操作传动轴10与上述隔离器操作传动轴6平行延伸。这个操作传动轴10对三相的接地开关公用，因而其他两相的接地开关操作杠杆(图中未画出)也与这个操作传动轴相联。
接地可动接触件8a在可动侧柱状导体7a内滑动，总是保持与这个可动侧导体7a的电接触。这个可动侧导体7a基本上沿着平行于上述隔离器的可动接触端的方向延伸。可动侧导体7a通过电绝缘体11a在电绝缘导管中延伸到密封容器13的外部，然后通过接地导体12a和密封容器13来接地。所以，当接地可动接触端8a通过杠杆9a的操作来与接地固定接触端31a相接触时，至少联接导体30a是接地的。
图中略去的其他两相的接地开关在结构上与上述接地开关相同。因此，这三相的部件，或者说接地可动接触端、固定接触端等等部分别沿着基本上与接地开关操作转动轴平行的直线并排排列。再有，这三相接地开关的部件被放置在沿着主母线的基本上垂直的平面上。那些接地开关所在的平面基本上平行于上述隔离容器放置的平面。
此外，接地开关的操作传动轴10与上述隔离器操作传动轴相似，也把它的一端延伸到密封容器13的外部，与一个操作装置(未画出)相联。
如上所述，在该实施例中的全体绝缘开关装置里，每一相隔离器的可动侧导体、可动接触端及固定接触端彼此排成一线，沿着容器的纵向排开，与此同时，三相的可动侧导体以及可动接触端和固定接触端并排沿容器的横断方向排列。再有，每一相接触开关的接地固定接触端和接地可动接触端沿着容器的纵向排成一线，而三相的接地固定接触端和接地可动接触端分别沿着容器的横断方问并排排列。换句话说，这三相的隔离器和接地开关分别放置在密封容器13内的两个基本上是竖直的平面上。再有，这些部件中的同类零件沿着平行于操作传动轴6和10延伸的直线排列。所以，采用各部件的这种排列方式隔离器和接地开关能装在一个比较小的空间里，也就是说，在所说明的实施例中可以放在容器13中的一端13b之内。因此，与传统类型的容器相比，密封容器变得结构简单而体积缩小，不需要大的安装空间。
参考图3和图4，它们给出了根据该实施例构成的开关装置的外部形态。如从这两幅图中清楚看到的，通过焊接或类似办法将附加其座32固定在密封容器的一侧，在它上面装有隔离器用操作装置是33和接地开关用操作装置34。操作装置33在操作上与隔离器操作传动轴6的一端相联，而操作装置34在操作上与接地开关操作传动轴10的一端相联。附带说明，图4中的数字12b和12c代表接地开关的接地导体，与接地导体12a类似。
根据第二个实施例构成的气体绝缘开关装置具有的结构基本上与第一个实施例的结构相似，只是与隔离器和接地开关的操作传动轴放置位置有关的部分有所不同。在第二个实施例中，隔离器和接地开关的操作传动轴106和110分别沿相反的方向从密封容器13中引伸出来。在第二实施例中操作传动轴的这种安排与图3和图4所示的第一实施例相反，在第一实施例中操作传动轴6和10的各自端部在密封容器13的同一侧穿上去。附加基座132a和132b以与第一实施例相同的方式固定在密封容器13的两侧，而操作装置33和34分别装在这两个附加基座上。操作传动轴106和110的一端分别与操作装置33和34相联。在这种情况下，最好是将操作传动轴106和110沿基本上平行于主母线22的轴线的方向放置，而主母线22基本上的直角与密封容器13的下部相联。这种安排的理由在于和操作传动轴106、110相联的操作装置33、34放置在主母线22之上彼此相对的位置上，从而避免了增加气体绝缘开关装置的安装空间。
根据本发明构成的气体绝缘开关装置的实质部分示于图7。这一实施例的中的开关装置与第一实施例中的开关装置的区别仅在于隔离器和接地开关的放置平面之一是倾斜的，而在第一实施例中的放置平面彼此平行。
参考图7，其中一个接地开关的可动侧导体207a(这里以它作为代表来图示说明)被密封容器13通过电绝缘体11a来支持，处于相对密封容器13倾斜的状态。可动接触端8a沿着这个倾斜导体的轴线方向运动，而接地固定接触端31a也是沿着#该导体轴线方向放置。其余而相的接地开关虽然没有在图中画出，但其结构与上面描述的接地开关相同。这样，三相的接地开关各部件都放置在通过上述导体轴线延伸的一个平面上。再有，这三相的接地开关各部件的同类零件分另沿着基本上与操作传动轴10平行的直线排列。
这样，隔离器和接收开关的放置平而可以安排成彼此平行和靠近，如在第一个实施例中那样，也可以安排成使这两个放置平面中至少一个是倾斜的，从而使可动接触端3a和8a之间的距离大于固定接触端1a和31a之间的距离，如同在第二实施例中那样。根据第二实施例中的这种结构，能够保证在隔离器的可动侧导体207a相操作杠4a之间的绝缘距离比第一实施例中的要大。因此便增强了防止电绝缘性能降低的效能，当放置在公共端13b的接地开关干扰了电绝缘操作杆4a上的电场时便会发生这种电绝缘性能降低的情况。
图8是根据第4个实施例构成的气体绝缘开关装置的实质部分。这里，考虑到隔离器和接地开关之间的操作关系，每当隔离器已经断开了主母线导体与联接接触端之间的电联接之后，便操纵每个接地开关使之接地；而当相应的接地开关已经断开与地的联接之后每个隔离器便将主母线导体和联接导体之间联接起来。
根据上述观点，本实施例的结构是隔离器和接地开关由单一操作装置来驱动以实现上述操作。隔离器的可动接触端3a和接地开关的接地可动接触端8a(均作为图示说明的代表)被联接到共用操作传动轴316。单一的操作杠杆335a在其中部与操作传动轴316相联。操作杠杆335a的一端通过具有绝缘能力的操作杆4a与隔离器的可动接触端3a相联。操作杠杆335a的另一端通过绝缘子14a与接地可动接触端8a相联。
接地开关的可动侧导体307a位于密封容器13内靠近联接导体30a至30c的一例，这与第一至第三实施例中的不同，但可动侧导体307a被置成倾斜的，这与第三实施例相似。根据这种排放位置，电绝缘子311a和接地导体312a(它们相应于前面提到的实施例中的电绝缘子11a和接地导体12a)被放在密封容器13中邻近联接导体30a至30c的一侧。再有，相对于隔离器的可动侧导体302a而言，接地固定接触端331a也是放在联接导体30a至30c附近的一侧。
在这个第四实施例中，隔离器的可动侧导体302a、可动接触端3a及固定接触端1a被放在一个公共平面上，而接地开关的导体307a、可动接触端8a和固定接触端331a被放在另一个倾斜的平面上。三相的隔离器和接地开关的部件中的同类零件沿着基本上平行于操作传动轴316的直线排列。还有，这第四实施例的结构与前述实施例的结构有一个共同点，即在密封容器13上的上端13b中没有放置电路导体，而是用于容纳隔离器和接地开关，因此能获得前述实施例中得到的同样效果。
图9给出具有图1所示结构的供母线联接使用的气体绝缘开关装置的全貌，以与图10所示传统的开关装置相比较。由图9清楚可见根据本发明，其开关装置包括两个密封容器13和26，它们分别与主母线22和27相联。与传统的开关装置类似，这些密封容器经由联接管道18和23联接到电路断电器17上。需要说明的是，本实施例的隔离器和接地开关所用的操作装置33和34位于密封容器的一侧并在主母线之上，这与图10中的传统开关装置的情况不同，那里的操作装置被放在两个密封容器之间。再有，图5和图6所示的实施例中两个密封容器也能彼此靠近放置，因为那两个操作装置都放在主母线上方，因而减小了整个气体绝缘开关装置的尺寸。
尽管已在各实施例基础上对本发明进行了解释，但本发明并不局限于那些具体形式。例如，尽管所描述的容器13是把主母线22放在它的下部并把分支管道13a放在它的一侧，但密封容器13可以提供另一个分支管道与分支管道13a相对，或者可以联接到一个联接母线上以代替主母线22。再有，密封容器13可以水平安装或者倒置。在任何情况下，只要密封容器有一个端部不放置主电路导体而是放置隔离器和接地开关的驱动系统那就足够了。

Claims (6)

1.一种气体绝缘开关，具有，一个接地的密封容器；伸入至该密封容器的下部的一根主母线；从一侧伸入该密封容器的连接导体；多个绝缘开关，每个绝缘开关包括装在上述的主母线的各导线上的静触头、装在上述的连接导体的各顶端上的可动侧触头以及可动地装在各个可动侧触头上的，用于与相应的静触头相接触与分离的可动触头；以及多个接地开关，每个接地开关包括与各个连接导体相连的接地静触头、装在上述密封容器中的可动侧导体以及可动地装在各个可动侧导线上与相应的静触头接触式分离的拉地动触头，其特征在于：
上述绝缘开关(1，2，3；1，302，3)的上述静触头(1)与可动侧导体(2；302)设置在上述的密封容器(13)的中部，上述的绝缘开关可动触头(3)设置在上述密封容器(13)的上部，在上述密封容器(13)的轴线方向上可动的方式设置在各个绝缘开关可动侧导体(2，302)上，上述的绝缘开关可动侧导体(2；302)被做或同时也起到上述的接地静触头(31；331)的作用，上述的接地动触头(8)设置在上述密封容器(13)的上部，以在上述的密封容器(13)的轴向六向可动从而与相应的绝缘开关可动侧导体(2；302)接触、分离的方式设置在各个接地开关可动侧导体(7，207，307)上，上述的绝缘开关可动触头(3)和上述的接地可动触头(8)在上述的密封容器(13)的上部通过至少一根与上述容器(13)的轴线垂直地安装的操纵以轴(6，10，316)进行连接。
2.根据权利要求1的开关，其特征在于：上述的绝缘开关和接地开关分别具有三相的可动侧导体(2，7；2，207；302，307)、动触头(3，8)和静触头(1，31；1，331)；上述的绝缘开关可动侧导体(2；302)、绝缘开关动触头(3)、绝缘开关静触头(1)、接地可动侧导体(7，207，307)、接地动触头(8)以及接地静触头(31，331)分别并排设置在垂直于上述密封容器(13)的轴线上。
3.根据权利要求2的开关，其特征在于：绝缘开关的操纵轴(6)与另一根接地开关的操纵轴(10)互相平行地设置在上述的密封容器(13)内相对于上述的绝缘开关可动侧导体(2)与上述的绝缘开关静触头(1)相对的位置上，三个相的所有上述的绝缘开关动触头(3)都可以通过操纵与上述的绝缘开关操纵轴(6)相连，三个相的所有接地动触头(8)也都能通过操纵与上述的接地并关操纵轴(10)相连。
4.根据权利要求2的开关，其特征在于：一根单独的既用于绝缘开关也用于接地开关的操纵轴(316)被设置在上述的密封容器(13)内相对于上述的绝缘开关可动侧导体(2)的上述绝缘开关静触头(1)的相对位置上，三个相的上述的绝缘开关动触头(3)和三个相的上述接地动触头(8)通过操纵与上述的单独操纵轴相连。
5.根据权利要求3的开关，其特征在于：上述的主母线(22)与上述的密封容器(13)的一端基本垂直，上述的两根操纵轴(6，10)的顶端从上述密封容器(13)的同一侧伸出，上述操纵轴(6，10)的伸出端分别与设置在上述的主母线(22)上方的二个操纵装置(33，34)相连。
6.根据权利要求3的开关，其特征在于：上述的主母线(22)与上述的密封容器(13的一端基本垂直，上述的二根操纵轴(6，10的末端分别从不同侧伸出上述的密封容器(13)，上述操纵轴(6，10)的伸出端分别在上述的密封容器(13)的不同侧与设置在上述主母线(22)上方的二个操纵装置(33，34)相连。
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