CN104737401B - 包括安装在两个壳体部件之间的导体的电气设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于容纳在壳体的对准部件(34，35)中的电导体的绝缘安装件(20)，所述安装件被保持在由壳体部件(34，35)的连接凸缘(36，37)限定的凹部(39)中，所述凸缘具有围绕安装件(20)的外周部(24)形成接触的表面(38)。单个密封件(41)足够防止壳体的气氛泄漏，由此简化设备的结构同时相对于外界保护安装件(20)。本发明适于使用在高压和中压电气设备中。

Description

包括安装在两个壳体部件之间的导体的电气设备

技术领域

本发明涉及电气设备，该电气设备包括用于对壳体的两个部件之间的导体进行支承的支承件。

背景技术

这种电气设备可以属于高压或中压电网，其中，导体由壳体包围，壳体具有使得特定介电气氛能够得到保持的重要功能，介电气氛常规地为六氟化硫(SF₆)介电气氛，尽管目前针对该目的也使用其它气体。

导体由圆盘形或圆锥形的支承件保持在壳体的中心处，所述支承件的外边缘压靠壳体的壁。实际中，壳体由组装到一起并且经常呈圆筒形形状的部件构成，导体的线性部分沿着壳体的轴线延伸。然后，可以将绝缘支承件置于壳体的两个组装到一起的部件之间的接合部处。

在具体地由文献EP-A-2 086 081示出的大量的设计中，绝缘支承件在壳体部件的组装凸缘之间延伸，以便使两个壳体部件完全彼此分离。金属衬套围绕凸缘的组装螺栓设置，以便用作间隔物并且避免因螺栓被拧紧以及支承件一般具有低的机械强度而导致支承件毁坏。添加衬套的需要使组件复杂化并且增加了费用；必须在支承件的两侧上由相对于相应的凸缘被夹紧的垫圈来提供相对于外部的无泄漏性，这具有同样的复杂化的缺点；使支承件的边缘暴露于电气设备的外部一般是不利的，因为支承件的边缘容易受到各种形式的损害；并且壳体部件之间的不连续性防止了返回电流有效地流经所述壳体部件。上述后两个缺点可以通过围绕凸缘添加套筒来消除，所述套筒因此有助于将凸缘连接到一起并同时覆盖支承件的边缘，但电气设备由此被进一步复杂化。

在另一种型式的设计中(该设计的实施例在图1中示出)，对准布置的壳体部件1和2被在组装凸缘4和5之间延伸的称为“环状法兰”的部件3分隔开。电气设备的组装螺栓6穿过环状法兰3并且将环状法兰3夹紧在凸缘4和5之间。绝缘支承件7由环状法兰3的主要部分围绕并且沿电气设备的轴向方向被保持在所述凸缘中的一个凸缘5与环状法兰3的径向内唇缘8之间。两个密封垫圈9和10在环状法兰3与相应的凸缘4和5之间被压缩，以相对于外部建立密封并且由此防止介电气体泄露。销钉11、12和13被分别置于环状法兰3与凸缘1、2之间以及环状法兰3与支承件7的边缘之间，以便将所有的这些部件保持在不变的角位置中。在该特定实施例中，总的导体由两个分别由部件1和2容纳的线性并且独立的导体14和15以及附接到支承件7的联接器16构成，联接器16在支承件7的中心穿过支承件7，并且联接器16在每一侧上包括端部件17、电晕屏蔽件18和接触弹簧19，导体14和15的端部围绕端部件17受压，电晕屏蔽件18围绕端部件17并且在所述导体14和15就位时围绕导体14和15，接触弹簧19从圆筒形电晕屏蔽件18的内部凸出，以便保持导体14和15的端部并由此增强导电性。

环状法兰3为组件提供了更好的内聚力并且具体地在支承件7受到机械应力、热应力和电磁应力的情况下也能够较好地保持支承件7，同时保护支承件7不受外界影响；然而，这种设计的缺点在于，再一次地，由于环状法兰3的添加以及两个密封垫圈9和10在环状法兰的相反平形面(plane faces)上的出现所导致的组件的一定程度的复杂性。图1的实施例的其它缺点在于，导体部件的联接器也是复杂的，从而具有因使用了大量部件导致的电气设备高成本的相同后果，并且还具有由于导体的两个联接器处的不良接触导致的电损耗的后果。

其它设备为文献US-2002/158 721-A、US-2002/153 352-A和US-3 372 226-A的主题，其中，绝缘支承件被直接保持在由两个组装凸缘形成的凹部中，而不使用环状法兰。

发明内容

本设计使得能够通过消除环状法兰或间隔衬套来极大地简化组件。绝缘支承件良好地保持不受外界影响并且由凸缘良好地保持。单个密封垫圈是足够的，这进一步有利于简化组件，同时减小气体在壳体的内部和外部之间流通的风险，因为单个界面沿着壳体的长度存在。由于当垫圈与绝缘支承件的外周部分完全分离时，执行密封的部件和将绝缘支承件保持在凸缘上的部件是分离的，因此对于电气设备而言具有很大的设计自由度。

这里提出了一种电气设备，所述电气设备如上所述包括用于至少一个电导体的壳体的两个部件和绝缘支承件，所述导体穿过所述绝缘支承件并且所述绝缘支承件压靠所述壳体，所述壳体的所述部件通过凸缘连结并且所述绝缘支承件具有容纳在所述凸缘之间的外周部分；所述凸缘具有相接触的面；密封垫圈在所述面之间被压缩并且围绕所述外周部分。所述凸缘包括平形且平行的面和圆形面，所述外周部分被容纳在所述平形且平行的面之间，所述圆形面延伸彼此并且围绕所述外周部分。并且所述设备的创新之处在于，所述支承件包括外边缘上的环圈和大致平形面上的环圈，所述外周部分除了在所述环圈处之外以一定间隙容纳在所述凸缘的凹部中，所述环圈分别抵靠所述凸缘中的一个的圆形面和所述凸缘中的一个的平形面。

抵靠凸缘的平形且平行的面中的至少一个以及圆形面中的至少一个的凸起的环圈使靠置在上述面上的支承件具有减小的厚度。如果安装或热膨胀导致支承件的压缩，则压缩被环圈的变形吸收，不会导致支承件的主要部分中的大的应力。所述环圈因此可以在支承件的侧面范围内或支承件的外侧面的范围内延伸，以便有助于沿电气设备的轴向方向或沿电气设备的径向方向进行抵接。

支承件受到的不同热膨胀因此不会在支承件上产生大的机械应力。

凸起环圈可以具有切入其中的气体流通槽道，使得相同组分的介电气氛充满整个电气设备，并且特别地充满支承件的外周部与凸缘之间的所有空隙。

本发明实际上适合于简化形状的支承件，其具有从所述外周部朝向所述支承件的中心区域延伸的主要部分中的大致均匀的厚度，并且所述外周部的厚度不小于所述主要部分的厚度。在本特定实施例中，支承件可以具体地为厚度在其整个延伸范围内大致一致的圆盘；然而，可以，设想厚度在外周部处较大，以便在该外周部处加强支承件，其中外周部被嵌置并且因此会受到更大的负载。

本发明的电气设备可以有利地与三相电网一起使用，所述三相电网包括三个容纳在共用壳体中并且穿过绝缘支承件相互平行地延伸的导体；所述支承件由此通常呈圆盘的形状。

凸缘和壳体部件通常如常规情况中那样通过一圈螺栓连结到一起，但不必使用间隔衬套或其它部件，因为凸缘被直接夹紧到一起。然而，可以添加用于将绝缘支承件紧固到壳体部件中的一个上以便在组装之前和组装之后增大电气设备的内聚力的器件。所述紧固器件可以包括穿过所述外周部分接合并且接合到超出所述凸缘中的一个的平形面形成的螺纹孔中的螺钉。代替用于将凸缘组装到一起的强力拧紧，适度拧紧可以应用于所述螺钉。支承件由此可以包括金属衬套，螺钉接合在金属衬套中，从而使螺钉头部压靠衬套，以便使夹紧力施加到衬套上，但不施加到绝缘支承件本身上。

上面描述了本发明的一个优点是提供了相对于现有设计的一个密封垫圈的节省。尽管如此，可以添加在绝缘支承件的外周部分与凸缘的平形面中的一个之间被压缩的第二密封垫圈，以便将壳体的由支承件分隔的两个隔室的气氛分隔开。

在另一种改进中，所述导体包括：联接器，所述联接器固定到所述支承件；第一长度的导体，所述第一长度的导体在所述壳体部件中的一个壳体部件中延伸并且通过接合在电晕屏蔽件的凹侧中而以可拆分的方式连结到所述联接器，所述电晕屏蔽件属于所述联接器并且包括位于所述电晕屏蔽件的凹侧中的弹簧；以及第二长度的导体，所述第二长度的导体在另一壳体部件中延伸并且通过紧固到所述联接器而连结到所述联接器。由此也能够简化电气设备的导体，与此同时通过将紧固件插入到图1的实施例中来代替联接器中的一个而增大电气设备的内聚力，并且通过紧固件联接进一步减小较小的电损耗。

附图说明

下面通过几个完全示例性的实施例以及附图给出了本发明的更详细的描述：

上文中描述的图1示出了包括凸缘和导体的常规联接装置的电气设备；

图2至图5示出了本发明的第一实施例，其中，图2示出了绝缘支承件；图3示出了所述支承件的细节；并且图4和图5示出了支承件的容纳在凸缘之间的外周部的两个视图；

图6至图9示出了设备的另一实施例，其中，图6为电气设备的截面全视图；图7为横截面视图；图8为图6的细节视图；并且图9为在与图8不同的另一角位置中的绝缘支承件的外周部的细节视图和外周部周围的细节视图；以及

图10、图11和图12示出了该设备的另一实施例。

具体实施方式

下面描述图2至图5。现在附图标记为20的绝缘支承件的本实施例呈圆盘的形式并且包括三个孔21a、21b和21c，所述三个孔在直径上排成一行，以便允许三相电网的三个导体穿过所述三个孔。绝缘支承件20可以根据在上述文件EP-A-2 086 081中给出的规则构造而成，并且具体地可以具有两个大致平形的面和在其整个延伸范围内基本上均匀的厚度，但是浅凹腔22a、22b和22c围绕孔21a、21b和21c形成。

全部都赋予附图标记23的其它孔在支承件20的外周部24中延伸；设置有八个这样的孔并且所述八个孔在角度上均匀分布；每个孔包含有衬套25。相应的凹部26在所述孔前面形成在支承件的平形面中的一个中。

支承件20的外部边缘包括具有小高度和小厚度的环圈27以及至少一个切入到外周部24的外表面中并且穿透所述环圈27的槽道28。支承件20的大致平形的面还包括外周部24处以及靠近于外周部的形状上的不规则性，即沿径向向外方向的环状凹腔32、然后环圈29、第一台阶部30和第二台阶部31。环圈29还具有沿径向方向延伸的切入到其中的槽道33。环状凹腔32出于在上述文件EP-A-2 086 051中给出的原因设置。在下文中，给出了电气设备自身的描述，更精确地给出了其如何组装到壳体的描述。

对准的壳体部件34和35具有凸缘36和37，凸缘36和37具有在围绕绝缘支承件20的界面38处会合的接触面。凸缘36和37限定由界面38围绕并且一般以少量的间隙容纳外周部24的壳体39；然而，环圈27和29分别压靠限定壳体39的凸缘36和37的圆形对准面中的一个以及所述凸缘的平形且平行的面中的一个。密封垫圈40出现在支承面20中的一个的第一台阶部30处，以便在密封必要时在壳体的由支承件20分隔开的两个隔室之间建立密封。然而，槽道28和33使得两个隔室的介电气氛能够到达垫圈40的相反两侧，并由此充满壳体中的所有的空隙。

主要密封垫圈41被设置在与凸缘36和37相接触的面中挖出的槽中以避免气体在电气设备的内部和外部之间流通。在图1的设计中，存在有单个潜在的泄漏到外部的通道，该通道经过界面28，并且单个垫圈40足够阻塞该通道。

用于将凸缘36和37夹紧到一起的螺栓43围绕垫圈41分布。图5示出了螺钉44被布置在孔23和衬套25中；它们的头部45压靠所述衬套25的端部，所述衬套25靠置在限定外壳39的凸缘中的一个凸缘36的平形面47上；并且螺钉44刺入到超出所述平形面47形成的螺纹孔46中。通过适度地拧紧螺钉44，支承件20被挡在凸缘36上，从而有助于电气设备的组装并且在随后增大了内聚力。此外，密封垫圈40从开始被保持，因为密封垫圈40处于与螺纹孔46相同的一侧。

下面参照图6至图9描述该设备的第二实施例。在该实施例中，绝缘支承件50呈圆锥的形状。绝缘支承件50的外周部51同样接合在形成于两个同轴的(in-line)壳体部件55和56的两个凸缘53和54之间的外壳52中。凸缘53和54进一步包括在界面57处产生接触的面，并且凸缘53和54由围成一圈分布的螺栓58夹紧到一起。密封垫圈59被容纳在设置在接触面中的槽60中；密封垫圈59由所述一圈螺栓58围绕，并且密封垫圈59围绕支承件50的外周部51。垫圈59可以为具有凸瓣(蝶形截面)的垫圈或垫圈59可以由两个O形圈构成。本实施例同样具有单个潜在泄漏的通道，从而即使在使用了多个垫圈的情况下(这是不重要的)也能够使组件简化。

图7示出了外周部51可以在螺栓58处凹入并且在其它位置处凸出，以便部分地围绕螺栓58。

凸缘53和54设置有延伸超出限定外壳52的相对的平形面的螺纹孔62和63。外周部51设置有孔，衬套64被安装在所述孔中。螺钉65通过接合在相应的螺纹孔中(在本示例中为螺纹孔63)确保了支承件50保持在凸缘中的一个(在本示例中为凸缘54)上就位。螺钉头部66通过防止松动的锁定垫片67压靠衬套64。在外周部51的抵靠凸缘54的面中挖出槽，以便接纳第二螺旋管形密封垫圈68，密封垫圈68进一步提供了壳体的由支承件50分隔开的隔室之间的密封。在本实施例中，在支承件50转向面向另一侧的情况下，支承件50可以被保持在凸缘53和54中的任何一个上。

下面参照图10至图12描述另一设备。附图示出了呈圆锥形状的绝缘支承件70，该绝缘支承件70具有较厚的外周部61并且被保持在由两个壳体部件75和76的凸缘73和74限定的环状外壳72中，凸缘73和74同样具有接触界面77，垫圈78同样在界面77处建立密封并且围绕外周部71。

下面的描述涉及到电气联接。由壳体部件75和76限定的每个隔室容纳有相应的线性导体79或81，所述导体由联接器81连结，联接器81也是传导性的并且联接器81被附接到支承件70。在本实施例中，导体中的一个导体79由螺钉82紧固到联接器81，而另一导体80以可自由拆分的方式围绕联接器81的端部件83接合，连接通过电晕屏蔽件84结束，电晕屏蔽件84围绕导体80并且设置有设置在电晕屏蔽件84的凹侧中的接触弹簧85，所述弹簧在导体80接合到所述凹侧中时建立夹紧并且促进经过联接件81的传导。

本实施例与在图1中示出的实施例相比的创新之处在于，联接器81和支承件70两者都附接到导体79并因此更牢固地被保持。还需要强调的是，即使在凸缘73和74分离时支承件70也被保持就位，电联接部件的数量较少，并且与通过相互接合以及通过接触弹簧85进行保持形成连接相比，通过紧固形成连接伴随有更小的电损耗：因此该装置不仅成体较低而且在导电性方面更好。

可以设置工具来有助于该装置的运输和组装。图11示出了所述工具由在导体79的凸缘73没有组装到另一凸缘74时用于螺栓连接到凸缘73的环圈86组成。环圈86包括用于对支承件70的外周部71进行支承的相应的边缘87，并且如图12所示，边缘87可以设置有凸耳88，凸耳88接合在外周部71的相应的凹口中，并由此防止外周部转动。

明显的是，本发明的其它实施例也是可以的，例如，上述实施例可以相互组合。

Claims (10)

1.一种电气设备，包括用于至少一个电导体的壳体的两个部件和用于所述导体的绝缘支承件，所述导体穿过所述绝缘支承件并且所述绝缘支承件抵靠所述壳体，所述壳体的所述部件通过凸缘连结并且所述绝缘支承件具有容纳在所述凸缘之间的外周部分；所述凸缘具有相接触的面以及在所述面之间被压缩并且围绕所述外周部分的密封垫圈；所述凸缘具有平行的平形面并具有圆柱形的圆形面，所述外周部分被容纳在所述平行的平形面之间，所述圆柱形的圆形面从彼此延伸并且围绕所述外周部分，

其中，所述支承件包括外边缘上的环圈和大致平形面上的环圈，所述外边缘上的环圈沿径向向外方向凸出，除了在所述环圈处之外，所述外周部分以一定间隙容纳在所述凸缘的外壳中，而所述环圈分别抵靠所述凸缘中的一个凸缘的圆形面和所述凸缘中的一个凸缘的平形面。

2.根据权利要求1所述的电气设备，其中，所述外边缘上的环圈和所述大致平形面上的环圈中的至少一个具有至少一个切入到其中的气体流通槽道。

3.根据权利要求1所述的电气设备，其中，所述支承件在从所述外周部分朝向所述支承件的中心区域延伸的主要部分中的厚度大致均匀，所述外周部分具有的厚度不小于所述主要部分的厚度。

4.根据权利要求3所述的电气设备，其中，所述支承件为厚度大致一致的圆盘。

5.根据权利要求4所述的电气设备，其中，所述电气设备为三相电气设备并且包括三个平行地延伸的电导体。

6.根据权利要求3所述的电气设备，进一步包括用于将所述支承件紧固到所述壳体的所述部件中的一个部件上的器件。

7.根据权利要求6所述的电气设备，其中，所述器件包括螺钉，所述螺钉穿过所述外周部分接合并且接合到超出所述壳体的所述部件中的所述一个部件的凸缘的平形面形成的螺纹孔中。

8.根据权利要求7所述的电气设备，其中，所述支承件包括金属衬套，所述螺钉接合到所述金属衬套中，螺钉头部压靠所述衬套。

9.根据权利要求1所述的电气设备，进一步包括在所述外周部分与所述凸缘的所述平形面中的一个之间被压缩的另一密封垫圈。

10.根据权利要求1所述的电气设备，其中，所述导体包括：联接器，所述联接器固定到所述支承件；第一线性导体，所述第一线性导体在所述壳体的所述部件中的一个部件中延伸并且通过接合在电晕屏蔽件的凹侧中而以可拆分的方式连结到所述联接器，所述电晕屏蔽件属于所述联接器并且包括位于所述电晕屏蔽件的凹侧中的弹簧；以及第二线性导体，所述第二线性导体在所述壳体的所述部件中的另一部件中延伸并且通过紧固到所述联接器而连结到所述联接器。