CN105321741B - 用于干式变压器的带载分接开关及干式变压器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于干式变压器的带载分接开关(10,40,60,80)，其包括围绕虚拟轴线(14,70)的电绝缘中空外壳(12,62)，其中若干电接触区段(16,18,20,22)预见为沿中空外壳(12,62)的内表面上的路径，通过中空外壳(62)的壁电连结，以及圆筒的内部中的选择器触头，其能够沿路径移动，并且其外端能够由相应移动与接触区段中的一个选择性地连接。相应的线缆(32,42,68)预见为从中空外壳(12,62)的径向外侧电连接接触区段(16,18,20,22)，其中线缆(32,42,68)中的至少一些包括至少在它们的相应连接端处的相应的包绕的外绝缘物(34,44)。

Description

用于干式变压器的带载分接开关及干式变压器
技术领域
本发明涉及一种用于干式变压器的带载分接开关，其包括围绕虚拟轴线延伸的电绝缘中空外壳，其中若干电接触区段预见为沿中空外壳的内表面上的路径，通过中空圆筒的壁电连结，以及外壳的内部中的选择器触头，其能够沿路径移动，并且其外端能够由相应的移动与触头区段中的一个选择性地连接。本发明还涉及一种具有带载分接开关的变压器。
背景技术
分接开关为选择器切换器，其实现一个输出与若干接触区段中的一个的选择性电连接。带载分接开关具有在负载电流下切换的能力。典型地，接触区段沿圆形路径布置，其中选择器触头能够围绕圆形路径的中心的虚拟轴线旋转。但是能够在轴线方向上沿轴向地布置的接触区段移动的选择器触头也是带载分接开关的适合实施例。带载分接开关用于在某些极限内改变配电网络中的电力变压器的变换比(transmission ratio)。
在该情况下，变压器绕组的分接头与分接开关的相应接触区段电连接，其中相应的连接器区段之间的一定电压差存在，其可关于所有分接头为变压器的额定电压的大约﹢/-10%。在圆形布置的情况下，连接器区段典型地预见为在电绝缘中空外壳的内表面上。相邻连接器区段之间的电绝缘必须预见为耐受相应的电压差。最高电压差将在由于圆形布置而相邻的第一分接头与最后分接头之间上升。
例如，油浸变压器已知用于380kV和更高的电压和一些100MVA的额定功率。如油浸变压器自身那样，用于油浸变压器的分接开关也充满绝缘介质油，这由于相邻连接器区段之间的减小的所需绝缘距离而实现紧凑的设计。
干式变压器由于改进的安全性或更容易处理的原因而避免了绝缘介质油。在例如一些MVA的额定功率的情况下，干式变压器典型地已知用于高达36kV或72.5kV的电压。由于这一切(至少相关)，分接开关内的不同选择器触头之间的所需绝缘距离不像高电压那样高，以使相应的无油带载分接开关的尺寸仍在可接受的极限内。无论如何，用于干式变压器的额定电压预计将来会增大，例如，至110kV。
在该现有技术内不利的是，用于干式变压器的无油分接开关的尺寸随着额定电压的增大超过可接受的极限。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有减小尺寸的用于干式变压器的带载分接开关，尤其是相对于增大的额定电压。
问题通过上述类型的用于干式变压器的带载分接开关解决。其特征在于相应线缆预见为从中空外壳的径向外侧点连接接触区段，其中线缆中的至少一些包括至少在它们的相应连接端处的相应包绕外绝缘物。
考虑分接开关的电绝缘能力，必须在电绝缘中空外壳内的绝缘物和外绝缘物之间辨别。为了成功地减小分接开关的尺寸，电绝缘中空外壳的外侧上的绝缘物也必须预见为耐受关于绝缘物的提高的要求。
根据本发明，线缆预见为例如从变压器的分接头引导至分接开关的连接器区段的电导体。相邻线缆之间的蠕变距离显著地影响它们之间的绝缘能力。在线缆的分接开关侧上的相应连接端处的相应的包绕的外绝缘物以有利的方式提高了在分接开关的外侧上的相邻线缆之间的绝缘能力。进一步提高可通过绝缘肋等获得。
根据本发明的又一个实施例，包绕绝缘物的前端与中空外壳的外表面气密性地连接。这可例如通过使用适合的胶或环氧树脂完成。因此，以有利的方式排除了中空外壳的外表面与包绕绝缘物之间的气隙存在，这可为电击穿的原因。作为优选，预见另外的手段，该另外的手段提高其内侧上的分接开关的绝缘能力。
根据本发明的又一个实施例，至少一条线缆至少分段地包括围绕其包绕的绝缘物的屏蔽层。因此，线缆绝缘物的外表面上的电势可通过将其与限定的电压势连接来设置为限定值。因此，利用这一切，绝缘性能为更可再现且可靠的。
在带载分接开关的又一个变型中，线缆的屏蔽层与未与相应线缆连接的那些接触区段中的一个电连接。因此，在分接开关处于操作状态的情况下，线缆的屏蔽层的电势不同于相应线缆自身的电势。这对相比于内部线缆的电势减小屏蔽层的电势有用处，因此中空外壳的外表面上的绝缘要求由于相应线缆的相应屏蔽层之间的减小的电压差而降低。在此类情况下，电压的一部分由线缆的包绕绝缘物绝缘。
根据本发明的又一个实施例，中空外壳的内部空间以加压绝缘气体气密性地密封和填充。本发明的该实施例的基本构思在于通过将其气密性地密封并且对其填充其电绝缘能力好于空气的绝缘能力的加压绝缘气体来减小电绝缘中空外壳内的尺寸和绝缘距离。因此，干式变压器的优点仍存在，其中分接开关的尺寸以有利的方式减小，或分接开关能够耐受较高的额定电压。
根据本发明的又一个实施例，绝缘气体为SF6。特别地，该类型的绝缘气体已知用于使配电系统内的开关装置分站绝缘，并且是被证实的技术。
遵循本发明的另一个实施例，阻隔遮蔽物预见为在选择器触头的径向内端与径向外端之间的径向空间中，其能够与选择器触头一起旋转。阻隔物已知意味着改进电气高压装置内或周围的绝缘能力。在另一方面，固定标准阻隔物经受与可旋转的选择器触头的碰撞。因此，该实施例的构思在于制造能够与选择器开关一起旋转的阻隔物来排除任何碰撞。当然，可旋转的阻隔遮蔽物也适合于分接开关，其不是气密性密封的，并且其并未填充有加压的绝缘气体。
根据本发明的又一个实施例，至少一个肋状阻隔物预见为在电绝缘中空外壳的外表面上，其布置在相应的接触区段之间，该相应的接触区段通过中空外壳的壁电连结。外侧上的相邻接触区段之间的蠕变距离利用这一切以有利方式增大。
本发明的问题还通过一种干式变压器解决，包括：
具有第一、最后和至少一个中间分接头的绕组，
如之前所述的带载分接开关，
其中绕组的相应分接头与分接开关的相应接触区段电连接，并且
其中用于第一分接头和/或最后分接头的线缆的屏蔽层电连接于至少一个中间分接头中的一个。
第一分接头假定具有最低输出电压，并且最后分接头假定具有最高输出电压。进一步假定中空外壳内的接触区段的连续且圆形的布置，第一和最后分接头的接触区段将彼此相邻，并且相应的线缆之间的绝缘物将通过第一分接头与最后分接头之间的最大电压差而有应力。由于至少一个中间分接头将具有第一分接头和最后分接头的电压之间的电压水平，故用于第一或最后分接头的线缆的屏蔽层中的至少一个与至少一个中间分接头中的一个的连接将以有利的方式减小中空外壳的外侧上的电压应力。在若干中间分接开关的情况下，作为优选，电方面刚好在第一分接头与最后分接头中间的该分接头应当被连接。
本发明的另外的有利实施例在从属权利要求中提到。
附图说明
现在将借助于示例性实施例并且参照附图来进一步阐释本发明，在该附图中：
图1示出了第一示例性带载分接开关，
图2示出了第二示例性带载分接开关，
图3示出了第三示例性带载分接开关，
图4示出了第四示例性带载分接开关，以及
图5示出了第五示例性带载分接开关。
部件列表
10 第一示例性带载分接开关
12 电绝缘中空外壳
14 虚拟轴线
16 第一电接触区段
18 第二电接触区段
20 第三电接触区段
22 第四电绝缘区段
24 选择器触头
26 选择器触头的径向内端
27 内极
28 选择器触头的径向外端
30 电绝缘中空外壳的内部空间
32 线缆
34 线缆的包绕外绝缘物
40 第二示例性带载分接开关
42 线缆
44 线缆的包绕外绝缘物
46 屏蔽层
48 又一个绝缘层
50 电绝缘中空外壳
52 气密性连接
54 电连接
56 又一线缆
60 第三示例性带载分接开关
62 电绝缘中空外壳
64 虚拟轴线
66 外壳的前端盖
68 线缆
70 旋转轴
80 第四示例性带载分接开关
82 阻隔遮蔽物
84 阻隔遮蔽物上的肋
86 选择器触头
90 第五示例性带载分接开关
92 电绝缘中空外壳
94 电绝缘中空外壳的外侧上的肋状阻隔物
96 通过中空外壳的壁电连结的接触区段。
具体实施方式
图1以截面视图示出了第一示例性带载分接开关10。例如由玻璃纤维环氧树脂制成的电绝缘中空外壳12围绕且沿虚拟轴线14延伸。若干示例性接触区段16,18,20,22沿电绝缘中空外壳12的内表面上的圆形路径布置。具有带径向内端26和径向外端28的径向定向的选择器触头24的内极27能够围绕虚拟轴线14旋转。通过内极27的旋转，选择器触头26的径向外端28能够与接触区段16,18,20,22中的一个选择性地连接。
接触区段22与由外绝缘物34包绕的线缆32电连接。绝缘物34提高电绝缘中空外壳12的外侧上的相邻线缆32之间的绝缘能力。线缆32通向未示出的变压器绕组的分接头，并且其它接触区段16,18,20也认作是与未示出的变压器绕组的另外的分接头连接。
通过气密性地密封电绝缘中空外壳12的内部空间30并且以加压气体如SF6填充其，电绝缘中空外壳12的内部空间中的接触区段16,18,20,22之间的绝缘能力有利地提高。
图2以截面视图示出了第二示例性带载分接开关40。线缆42通向电绝缘中空外壳50的外表面。线缆42由外绝缘物44包绕，其自身由电屏蔽层46包绕，其中又一个绝缘层48预见为在屏蔽层46的外表面上。屏蔽层46与通向另一个接触区段的又一线缆电连接54。因此，遮蔽物的电势对应于又一线缆56的电势。为了避免包绕绝缘物44的轴向前端与电绝缘中空外壳50之前的任何气隙，两个构件44,50如以虚线椭圆52指示地气密性地连接。例如，这可通过使用适合的胶或环氧树脂等来完成。
图3以3D视图示出了第三示例性带载分接开关60。电绝缘中空外壳62围绕虚拟轴线64布置，并且以三维视图示出。前端盖66预见为在两个轴向端处，以确保电绝缘中空外壳62的内部空间气密性地密封，以使填充于其中的加压绝缘气体不可从其泄漏。加压绝缘气体实现带载分接开关60的较小设计。线缆68指示了与变压器的未示出分接头的电连接，其中该类型的若干线缆认作是预见的。围绕虚拟轴线64的旋转轴70预见为使选择器触头在电绝缘中空外壳内部中旋转。
图4以截面视图示出了第四示例性带载分接开关80。这里，选择器触头86能够与阻隔遮蔽物82一起围绕虚拟轴线旋转，以使选择器触头能够与若干接触区段中的一个选择性地连接。肋84增大了沿阻隔遮蔽物82的表面的蠕变距离。阻隔物改进了中空外壳内部中的绝缘性能，以使任一分接开关80都可以以较高电压操作，或其尺寸可以以有利方式减小。
图5以三维视图示出了第五示例性带载分接开关90。电绝缘中空外壳92(在该情况下为中空圆筒)包括通过中空外壳92的壁电连结的若干接触区段96。接触区段96以一类矩阵布置分布，以使如旋转那样，内部选择器触头的线性移动适于在相应接触区段之间选择。因此，带载分接开关90的尺寸可以以有利方式减小。在电绝缘中空外壳92的外表面上，预见肋状阻隔物94，以便增大接触区段96之间的蠕变距离。

Claims (9)

1.用于干式变压器的带载分接开关(10,40,60,80)，包括：
围绕虚拟轴线(14,70)延伸的电绝缘中空外壳(12,62)，其中若干电接触区段(16,18,20,22)预见为沿所述中空外壳(12,62)的内表面上的路径，通过所述中空外壳(12,62)的壁电连接，
所述中空外壳(12,62)的内部中的选择器触头(24)，其能够沿所述路径移动，并且其外端能够由相应移动与所述电接触区段(16,18,20,22)中的一个选择性地连接，
其特征在于，
相应的线缆(32,42,68)预见为从所述中空外壳(12,62)的径向外侧电连接所述电接触区段(16,18,20,22)，其中所述线缆(32,42,68)中的至少一些包括至少在它们的相应连接端处的相应的包绕的外绝缘物(34,44)。
2.根据权利要求1所述的带载分接开关，其特征在于，所述包绕的外绝缘物(34,44)的前端与所述中空外壳(12,62)的外表面气密性地连接(52)。
3.根据权利要求2所述的带载分接开关，其特征在于，至少一个线缆(32,42,68)包括围绕其包绕的外绝缘物(34,44)的屏蔽层(46)。
4.根据权利要求3所述的带载分接开关，其特征在于，所述线缆(32,42,68)的所述屏蔽层(46)与未与所述相应线缆(32,42,68)连接的那些电接触区段(16,18,20,22)中的一个电连接。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的带载分接开关，其特征在于，所述中空外壳(12,62)的内部空间(30)气密性地密封，并且填充有加压绝缘气体。
6.根据权利要求5所述的带载分接开关，其特征在于，所述加压绝缘气体为SF6。
7.根据权利要求1-4中的任一项所述的带载分接开关，其特征在于，阻隔遮蔽物(82)预见为在所述选择器触头(24)的径向内端(26)与径向外端(28)之间的径向空间中，能够与所述选择器触头(24)一起旋转。
8.根据权利要求1-4中的任一项所述的带载分接开关，其特征在于，至少一个肋状阻隔物预见为在布置于相应电接触区段(16,18,20,22)之间的所述电绝缘中空外壳(12,62)的外表面上。
9.干式变压器，包括：
具有第一、最后和至少一个中间分接头的绕组，
根据权利要求3或权利要求4所述的带载分接开关(10,40,60,80)，
其中所述绕组的相应分接头与所述分接开关(10,40,60,80)的相应电接触区段(16,18,20,22)电连接，
其中用于所述第一分接头和/或所述最后分接头的所述线缆(32,42,68)的屏蔽层(46)电连接(54)于所述至少一个中间分接头中的一个。
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