CN103812017B - 气体绝缘开关装置中的三相集成式母线的结构 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种气体绝缘开关装置(GIS)中的三相集成式母线的结构，尤其涉及GIS中的母线的结构。根据一个示例性实施例的GIS中的三相集成式母线的结构，其中气体绝缘开关装置的母线包括外壳、插入到该外壳中的三个相位导体、以及联接到该外壳的两侧以固定所述三个相位导体的隔离件，其特征在于，所述三个相位导体被设置为倒三角形形状，其中所述三个相位导体的位于下侧处的导体形成为直管形状，并且具有从其中间部分向上引出的分支母线，并且其中所述三个相位导体的位于该倒三角形的上端处的两个导体中的每一个导体均具有形成为直管状的两个侧部和向外弯曲的中间部分。

Description

气体绝缘开关装置中的三相集成式母线的结构

技术领域

本说明书涉及一种气体绝缘开关装置(GIS)，尤其涉及GIS中的三相集成式母线的结构。

背景技术

气体绝缘开关装置(GIS)是一种电气设备，其安装在电力系统的电源侧和负载侧之间的电路中，从而当在正常电流流动状态下人为地接通或者断开电路时，或者当在该电路上产生如接地电路或短路的故障电流时，通过安全地切断电流来保护电力系统和负载设备。GIS一般地包括用于从高压电源接收电力的套管单元、线路分离开关/接地开关(DS/ES)、气体断路器、母线DS/ES、驱动单元、控制器等。

GIS占据很大的空间。因此，GIS的一个重要设计要求就是每个部件紧凑地布置、展现出必要的性能，以及适于多种状况。

从该观点看，用在GIS中的母线不得不满足相互矛盾的设计条件，也就是说，保证绝缘性能和紧凑的构造。

具体而言，不像三相分离式母线那样，三相集成式母线具有共存在一个外壳内的三个相位导体。因此，在三相集成式母线中，保证绝缘性能和紧凑的构造是更为重要的设计因素。

作为基本的母线类型，图1示出了并联型母线，以及图2示出了直管型母线。在图1中示出了三相集成式母线的结构。参考图1，隔离件5联接到圆柱形外壳1的两侧，三个相位导体2、3和4分别在倒三角的三个顶点位置处固定到隔离件5。三个相位导体2、3和4中的每个的两侧均弯曲。此处，三个相位导体2、3和4的中间部分彼此平行地布置，并且分支母线从三个相位导体2、3和4的每个的一部分向上引出(向上延伸)。为了满足相邻导体之间以及每个导体与外壳之间的最小绝缘距离，不得不大幅增加外壳的尺寸。

另一方面，图2所示的直管型母线包括三个相位导体2’、3’和4’，它们在圆柱形外壳1’内以直管形状形成并且平行地布置为倒三角形式。这里，第二相位导体3’和第三相位导体4’可在它们的中间部分处与第一相位导体2’的分支母线正交。为了保证它们之间的绝缘距离，每个相位导体需要设置足够的距离。这意味着，甚至直到三个相位导体2’、3’和4’的两侧的大量空间都被浪费了。

作为具有直管型导体和圆柱形外壳的示例性现有技术，第6,509,522号美国专利申请已经介绍了“Three phase Integrated Gas Insulated Bus(三相集成式气体绝缘母线)”。本发明提供了一种母线的结构，其中每相具有在垂直方向上和水平方向上分支的两个出线口。然而，三个相位导体被基本上设计为待被平行地布置为三角形的直管形状并且外壳为圆柱形。

同时，参考公开号为1999-023397A的未经审查而公开的韩国专利申请中公开的气体绝缘母线和GIS，为了实现母线的紧凑构造，三个相位导体沿着圆周方向形成为凸状。然而，这样的形状难以制造，并且该外壳仍然具有圆柱形状。因此，其实质上难以期望三个相位导体的紧凑布置效果。

发明内容

因此，为了克服现有技术中的那些缺陷，详细说明书的一个方案在于提供一种气体绝缘开关装置(GIS)中的三相集成式母线的结构，其能够以这样的方式来保证整体的紧凑构造和绝缘性能：母线的路径被形成为使得两侧为线性(直线)且使中间部分弯曲，并且外壳被形成为以使两个侧部具有比中间部分的直径短的直径。

为了实现这些及其它优势以及根据本说明书的目的，如此处阐释和广泛性描述地，提供一种气体绝缘开关装置(GIS)中的三相集成式母线的结构，其中该气体绝缘开关装置的母线包括外壳、插入到所述外壳中的三个相位导体、以及联接到该外壳两侧以固定所述三个相位导体的隔离件，其中所述三个相位导体可设置为倒三角形形状。此处，所述三个相位导体的位于下端处的导体可以形成为直管状，并且具有从其中间部分向上引出的分支母线。所述三个相位导体的位于该倒三角形的上端处的两个导体中的每个导体均可具有形成为直管状的两个侧部和向外弯曲的中间部分。

该外壳可形成为圆柱形。此处，该外壳的左侧部分和右侧部分中的每一个均可具有直径比该外壳的中间部分的纵剖面的直径短的纵剖面。

该外壳的中间部分可具有圆形或椭圆形横截面，并且从该外壳的圆柱形本体向外弯曲成凸状。

在根据一个示例性实施例的气体绝缘开关装置(GIS)中的三相集成式母线的结构中，母线的两个侧部可以形成为直线形式，并且其中间部分可以是弯曲的。同样，外壳可被形成为使得两个侧部具有比中间部分短的直径。这可以实现该外壳的紧凑结构。

同样，可通过实现该紧凑结构来保证该母线所要求的绝缘性能。

通过下文给出的详细描述，本申请的进一步适用范围将变得更加清晰。然而，应当理解的是，因为对于本领域技术人员来说，在本公开的精神和范围内的各种变化和修改通过这里的详细描述将变得显而易见，因此表示本公开的优选实施例的这些详细的说明和特定示例仅仅是通过示例性说明的方式给出的。

附图说明

被包括以提供对本公开的进一步理解的附图示出了示例性实施例，附图被并入并构成本说明书的一部分，其与说明书一起用于解释本公开的原理。

在附图中：

图1是根据现有技术的平行型母线结构的立体图；

图2是根据现有技术的直管型母线结构的立体图；

图3是根据本公开的一个示例性实施例的母线结构的立体图；

图4是图3的平面视图；

图5是图3的主视图；

图6是图3的侧视图；以及

图7是根据本公开的另一个示例性实施例的母线结构的立体图。

具体实施方式

现在将参考附图给出示例性实施例的详细描述。示例性实施例仅仅是阐释性的，以便本公开所属的本领域技术人员实现该发明，并且不应当解释为对本公开的限制。

根据本公开的一个示例性实施例的气体绝缘开关装置(GIS)中的三相集成式母线可包括外壳10、插入该外壳10中的三个相位导体30、40和50以及用于安装三个相位导体30、40和50的隔离件。

图3是根据本公开的一个示例性实施例的母线结构的立体图，图4是图3的平面视图，图5是图3的主视图，以及图6是图3的侧视图。

下面，将会参考图3到图6给出根据一个示例性实施例的GIS中的三相集成式母线的结构的描述。

外壳10可基本上形成为圆柱形，以及优选地由具有高抗腐蚀性的材料制成，例如不锈钢。

外壳10的圆柱形本体的中间部分12可具有圆形或椭圆形的横截面。中间部分12可从该圆柱形本体向外弯曲为凸形。尽管中间部分12的纵剖面具有椭圆形状，但是中间部分12的横剖面可具有圆形形状。

与外壳10的中间部分12不同，外壳10的左侧部分和右侧部分13中的每一个都可具有直径小于中间部分12直径的横剖面。这里，左侧部分11和右侧部分13的中心线可优选地与中间部分12的中心线相同。

出线口管14、出线口管15和出线口管16可分别地从左侧部分11、右侧部分13以及中间部分12的上端向上延伸，以形成出线口。本体的左侧部分11和右侧部分13中的每一个与中间部分12之间的边界和连接出线口管14、15和16到本体的连接部分可被处理成光滑的。该连接部分可优选地在通过螺钉联接之后被焊接或被密封，从而保持密封状态。同样，外壳10的左侧部分11、右侧部分13和中间部分12可以一体地形成在一起。

尽管未示出，法兰形式的隔离件可联接到外壳10的两侧表面。

从侧部表面观察三个相位导体30、40和50，它们设置在倒三角形的顶点上。为了解释的方便，定位在下侧的导体被称作为第一相位导体30，其它导体沿着顺时钟方向被顺序地称作为第二相位导体40和第三相位导体50。

第一相位导体30可基本上具有类似于倒字母‘T’的形状。第一相位导体30的两个侧部31和33可通过联接到外壳10的侧部表面的隔离件固定。在一些情况下，侧部31和侧部33可以由形成在外壳10内的支撑件支撑。

第一相位导体30的分支母线35可向上延伸，以通过外壳10的出线口管15暴露到外部。第一相位导体30的分支母线35可在垂直方向上从第一相位导体30的中间部分32向上延伸。

第二相位导体40可基本上形成为与第一相位导体30相同，但是，第二相位导体40的中间部分42可向外弯曲，以避免与第一相位导体30的分支母线35相干扰。这里，第二相位导体40的中间部分42和第一相位导体30的分支母线35应当分开得足够远以满足保证绝缘性能的最小标准。

第二相位导体40的分支母线45可形成在第二相位导体40的左侧部分41上。第二相位导体40的分支母线45可朝着出线口管14的中心线延伸，然后在该中心线处弯曲，并且在垂直方向上向上延伸。

第三相位导体50可与第二相位导体40对称。

第三相位导体50的中间部分52可向外弯曲，并且被设计为保持距第一相位导体30的分支母线35足够的绝缘距离。

第三相位导体50的分支母线55可形成在第三相位导体50的右侧部分53上。分支母线55可朝着外壳10的出线口管16的中心线延伸，然后在该中心线处弯曲，并且在垂直方向上向上延伸。

为了检查根据本公开的一个示例性实施例的GIS中的三相集成式母线的绝缘性能，对三种类型的母线进行电场分析，结果示出如下。这里，A表示图1所示的现有技术的平行型母线结构的分析结果，B表示图2所示的现有技术的直管型母线结构的分析结果，以及C表示根据本公开的一个示例性实施例的母线结构的分析结果。根据该一个示例性实施例的母线结构进行了两种类型的电场分析。

根据这些分析结果，可以注意到，根据该一个示例性实施例的母线结构表现出更长的相-地最小距离或相-相最小距离、更紧凑的外壳构造、以及与现有技术的母线结构类似的或比现有技术的母线结构更高的绝缘性能。

在下文中，将会给出本公开的另一示例性实施例的描述。

参考图7，根据这个另一示例性实施例的母线具有与之前的示例性实施例的结构大部分相同的结构，不同之处在于，类似于连接到中间部分12’的左侧部分11’和右侧部分13’，外壳10’的中间部分12’被形成为圆柱形，以形成台阶状部分。中间部分12’连接到左侧部分11’和右侧部分13’的连接部分可通过螺钉联接或焊接，从而保持密封状态。这种简单的结构可更加容易地制造，并且在分析结果方面，其与之前的示例性实施例相比无较大的差别。

在不脱离本发明特性的前提下，本发明可以被实现为多种形式，还应当理解的是，除非另有说明，上述实施例不受前述说明书的任何细节所限制，而是应当在所附权利要求所限定的范围内进行广义的解释，因此，落在权利要求的范围或者这种范围的等同范围内的所有修改和改进意图由所附的权利要求所包含。

Claims (2)

1.一种气体绝缘开关装置中的三相集成式母线的结构，所述结构包括外壳、插入到所述外壳中的三个相位导体以及联接到所述外壳的两侧以固定所述三个相位导体的隔离件，

其特征在于，所述三个相位导体被设置为倒三角形形状，

其中所述三个相位导体中的一个导体与其他两个导体相比整体上位于较低的位置，

其中所述三个相位导体中的整体上位于较低的位置的所述一个导体形成为直管形状并且具有从其中间部分向上引出的分支母线，并且

其中所述三个相位导体的位于所述倒三角形的上端处的两个导体中的每一个导体均具有形成为直管状的两个侧部和向外弯曲的中间部分，

其中所述外壳被形成为圆柱形，其中所述外壳的左侧部分和右侧部分中的每一个均具有直径比所述外壳的中间部分的横剖面的直径短的横剖面，

其中出线口管分别地从左侧部分、右侧部分以及中间部分的上端向上延伸。

2.如权利要求1所述的结构，其中所述外壳的所述中间部分具有圆形或椭圆形横截面，并且从所述外壳的圆柱形本体向外弯曲成凸状。