CN105830185B - 具有分离装置的气体绝缘的测量用变压器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于测量高压的气体绝缘的测量用变压器(1)，其具有多个布置在流体密封的壳体(2)中的用于将高压转换成测量电压的变压器装置，所述变压器装置分别包括有源件(9)、导引通过所述壳体(2)的高压触头(6)、与所述有源件(9)导电连接的固定触头(10)和与所述固定触头(10)导电连接的可移动触头(11)，该测量用变压器(1)还具有能从所述壳体(2)外部操作的用于建立或断开所述可移动触头(11)与所述高压触头(6)的连接的分离装置，所述分离装置包括使可移动触头(11)相互连接的连接元件(15)和用于在调节方向(41)上移动连接元件(15)的调节器件，其中，固定触头(10)设计成用于在调节方向(41)上导引可移动触头(11)的导引装置。

Description

具有分离装置的气体绝缘的测量用变压器

技术领域

本发明涉及一种用于使用在气体绝缘的高压开关装置中的测量用变压器，其具有布置在流体密封的壳体中的有源件，该有源件一方面与开关装置连接，另一方面与分析单元连接。在测试开关装置时必须断开有源件和开关装置之间的连接，因为否则会损坏有源件。迄今已知具有在壳体中的有源件的单相测量用变压器和多相的、大多为三相的测量用变压器，它们具有多个在壳体中旋转对称布置的有源件。对于这些有源件已知不同的分离装置。

背景技术

因此，DE 10 2011 007 900 A1描述一种具有翻转臂的单相变压器，该翻转臂建立或断开有源件与开关装置的连接。

在EP 1 610 352 A1中示出多相的测量用变压器，其中，在有源件和开关装置之间的连接可以通过侧向运动，也就是垂直于有源件和开关装置之间的直接连接线地建立或断开。在另一个实施形式中，通过支架相互连接的(通过柔性电缆与有源件连接的)触头借助连杆在平行于有源件与开关装置之间的连接线的方向上移动，并且由此建立或断开连接。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种具有多个带有改进的分离装置的有源件的测量用变压器。

为此，按本发明设置用于测量高压的气体绝缘的测量用变压器。所述测量用变压器具有多个布置在流体密封的壳体中的用于将高电压转换成测量电压的变压器装置。每个变压器装置包括有源件、导引通过壳体的高压触头、与有源件电连接的固定触头和与固定触头电连接的可移动触头。测量用变压器还包括从壳体外部可操作的分离装置，借助该分离装置可建立或断开可移动触头与高压触头的连接。为此，分离装置具有将可移动触头相互连接的连接元件和用于在调节方向上移动连接元件的调节器件。因此，借助该调节器件传递到连接元件上的运动导致可移动触头在调节方向上同步运动。固定触头在此设计成用于在调节方向上导引可移动触头的导引装置。运动优选是线性的运动，导引装置设计成线性导引装置。该导引装置的形式可以为例如槽和榫，设计成燕尾槽导引装置、导轨、滚动导引装置、滑动轴承导引装置或者伸缩导引装置。在可移动触头运动时，通过导引装置在可移动触头和固定触头之间建立良好的电接触。此外，导引装置用于实现可移动触头在调节方向上的运动并且限制沿垂直于调节方向的方向的运动。由于建立了可移动触头通过固定触头的导引，一方面降低了机械耗费，另一方面确保了在可移动触头和固定触头之间良好的电接触。

有利地，固定触头具有管状端部，可移动触头具有杆状端部，该杆状端部在此可插入管状端部中。这能够实现分离装置特别简单的安装并且对可移动触头提供特别好的导引。电接触可以例如通过弹簧或膜片触头形成。

在一个优选的实施形式中，调节器件具有与连接元件连接的连杆，该连杆借助布置在壳体外部的驱动装置可在调节方向上移动。连杆在此将驱动装置的运动传递到连接元件上，该连接元件又将其运动传递到可移动触头上，由此以特别简单的方式实现可移动触头的同步运动。

此外，优选的是，驱动装置通过传动装置与连杆耦连，该传动装置将驱动装置的旋转运动转换成连杆的线性调节运动。为此，传动装置优选布置在壳体的内部并且可以是例如偏心传动装置、蜗轮蜗杆传动装置或梯形螺纹传动装置。因此，由驱动装置传递旋转运动到壳体的内部，该旋转运动在此转换成线性运动。这一方面减少了对于驱动装置所需的空间需求，另一方面旋转运动比线性运动更容易气体密封地导引通过壳体壁。

特别有利地，传动装置设计成偏心传动装置，因为它能够特别简单地构造并且安装。

此外，本发明的有利的设计方案规定，至少两个相互平行布置的且借助所述驱动装置同时可移动的连杆与连接元件连接，由此能够更好地保护连接元件以防歪斜。这可以例如由此实现，即连杆之一与传动装置耦连并且两个连杆相互连接，但也被视为有利的是，至少两个连杆的每个都通过传动装置与驱动装置耦连。

此外优选的是，有源件这样相互串联地布置，使得它们具有共同的绕组轴线。有源件呈盘状地旋转对称地围绕绕组轴线构造，所述绕组轴线延伸通过芯柱。所有芯柱由此位于绕组轴线也在其中延伸的平面内。绕组平面垂直于该平面。这一方面能够实现有源件的特别节省空间的布置，另一方面能够实现构造特别简单的用于芯或者说铁芯的支承框架结构。

也优选的是，驱动装置与传动装置通过垂直于调节方向布置的驱动轴耦连。这允许特别节省空间地布置驱动装置。

此外，优选的是，驱动装置具有用于限制旋转角度的装置。由此，驱动轴的可能旋转角度通过两个止挡限制为，使得分离装置在一个端部位置处闭合并且在另一个端部位置处最大程度地打开。

此外，驱动装置可以具有用于分离装置的位置的显示器。

附图说明

以下根据附图进一步阐述本发明。在附图中：

图1示出按本发明的测量用变压器，在此该变压器的壳体部分透明地示出；

图2和图3示出图1的测量用变压器处于不同状态下的背视图；

图4示出图2所示测量用变压器的局部区域；

图5示出图4所示测量用变压器的相似局部区域，但相对于图4为正视图。

彼此对应的部件在所有附图中用相同的附图标记标示。

附图为形象地说明示出具体的实施形式。但本发明并不限于此。

具体实施方式

图1示出具有气体绝缘的壳体2的按本发明的测量用变压器1，该壳体在此部分透明地示出。壳体2具有椭圆形横截面并且在一个端部处用盖子3封闭。在与盖子3对置的端部上存在三个用套管4封闭的开口。套管具有绝缘体5和气密地导引通过该绝缘体5的高压触头6。壳体可以具有其它装置，如阀31、过压卸减装置32或次级连接箱33。在壳体壁的外侧，设有驱动装置7。以下将从测量用变压器1具有驱动装置7的一侧观察的视图称作正视图，从与之对置的一侧观察的视图称作背视图。

图2和图3示出图1的测量用变压器1的背视图，其中，此处仅示出壳体2的盖子3。在壳体的内部存在三个由层压铁板构成的芯8。所述芯8分别通过固定在盖子3上的框架28固定。每个芯8分别由两个水平的和两个垂直的布置为矩形的边组成。分别在每个芯8的一个水平边，即在附图中下方的水平边上设有有源件9。所述有源件9在此是分别具有初级绕组和一个或多个次级绕组的感应变压器，该初级绕组和一个或多个次级绕组围绕绕组轴线40卷绕。绕组平面垂直于绕组轴线40延伸。初级绕组与通过高压套管4引入壳体2的导体连接，该导体又与高压导线连接。次级绕组通过(导引通过布置在盖子3中的此处不可见的套管的)连接电缆与次级连接箱33连接。围绕每个有源件9布置的环形高压电极将位于接地电位的芯8和框架28与高压电位屏蔽或隔离开。有源件9相互串联地布置，使得绕组平面相互平行地布置。绕组所在的边顺着前后相续地沿绕组轴线40布置。三个有源件9设计用于将高压导线的三相的电压转换成可简单测量的测量电压。高压在此为几十千伏到几百千伏。有源件9在施加额定电压时将该高压以较高的精度转换为明显低于千伏的数值，大多情况下例如一百伏。为此，有源件9的初级绕组分别与高压导线的一相连接。为了检验的目的，该连接必须是可断开的。图2示出在闭合状态下的连接，图3示出在打开状态下的连接。

高压通过高压触头6引入壳体2中。高压触头6是气密地导引通过套管4的绝缘体5的导体件。

有源件9的初级绕组分别与固定触头10电连接。该连接可以例如通过与固定触头10连接的弹簧触头形成。固定触头10具有管状端部12，可移动触头11的杆状端部13插入该管状端部12中。杆状端部13可以伸缩式地在调节方向41上移入管状端部12并且从管状端部12移出。杆状端部13优选在管状端部12中导引。备选的实施方式是可行的。固定触头例如可以具有杆状端部13，可移动触头可以具有管状端部12，或者触头之一具有槽，另一个触头具有在槽中导引的对应的榫。

有源件9和芯8分别与高压触头6、固定触头10和可移动触头11共同形成本发明意义上的变压器装置。

在闭合的状态下，可移动触头11的近似球形的接触件14与高压触头6接触并且建立从高压触头6通过可移动触头11和固定触头10到有源件9的初级绕组的电连接。高压触头6可以具有用于容纳接触件14的球扇形凹处，以便扩大与之的接触面。可移动触头11的杆状端部13在此从固定触头10的管状端部12中拉出。仅杆状端部13的一小部分(在图2中通过点划线表示)保留在管状端部12中。

在打开的状态下，如图3中所示，杆状端部13几乎完全插入管状端部12中，如通过虚线所示。接触件14现在与高压触头6具有一段距离，因此，从高压触头6到有源件9的初级绕组的电连接被断开。距离的大小在此与设备特定的参数，如施加的高压、所使用的绝缘气体的类型和压力有关。

在接触件14的上方，可移动触头11通过平行于绕组轴线40的作为连接元件15的可移动的梁连接。垂直于连接元件15地，一个或多个连杆16与连接元件15连接。连杆16与另外进行阐述的分离机构耦连，借助该分离机构，连杆16可垂直于绕组轴线40移动。连杆16的运动在此传递到连接元件15上，该连接元件将运动传递到可移动触头11上。

在芯8的垂直边上或者在框架28上固定有多对固定板26，所述固定板26固定水平的连接条27。连接条27平行于绕组轴线40延伸。固定触头10穿透该连接条27并且固定在其中。连杆16分别在两个固定触头10之间地要么在两个连接条27之间的空隙中从其间穿过要么通过孔穿透连接条27进入其中。在固定板26或连接条27上可以设有用于连杆16的导引套筒30。

图4示出图2的局部区域的背视图，图5示出相同测量用变压器1的相似局部区域，但相对于图4为正视图。分离机构由传动装置17(此处为偏心传动装置)和至少一个与传动装置17耦连的驱动轴22组成。其它类型的传动装置，例如梯形螺纹传动装置同样是可行的。驱动轴22气密地向外导引通过壳体壁并且在壳体2的外部与驱动装置7连接。在壳体壁中设有轴承衬套，该轴承衬套容纳包围驱动轴22布置的轴承25，例如球轴承。在轴承25之间的O形圈形成气密性。驱动轴22优选由不导电的材料，如浇注树脂制成。驱动装置7可以是例如手动驱动装置或电动驱动装置。驱动装置7也可以包含传动装置。通过驱动装置7可以将驱动轴22置入旋转运动状态。驱动轴将该运动传递到偏心传动装置17上，使得旋转运动转换为线性运动。偏心传动装置17具有偏心盘18和偏心臂19。驱动轴22的一端与偏心盘18的中心轴24连接。驱动轴22的第二端部与驱动装置7连接。相对于中心轴24偏心地在偏心盘18上设有偏心轴21。偏心臂19以第一端部可旋转地支承在该偏心轴21上。偏心臂19的第二端部通过耦连销20与连杆16可旋转地耦连。连杆16通过导引套筒30限制为垂直运动。因此，借助所述驱动装置7传递到驱动轴22上的旋转传递到偏心盘18上。偏心轴21到中心轴24的距离在此确定连杆16可能的行程并且因此确定可移动触头11到高压触头6的最大距离。从图4所示的位置出发，通过偏心盘18的旋转，偏心臂19从图4中所示的下部位置移动到上部位置。偏心盘18在此围绕中心轴24旋转180°。偏心轴在此同样围绕中心轴24旋转180°并且带动偏心臂19。因为偏心臂19通过第二端部与又限定为垂直运动的连杆16耦连，所以在耦连销20旋转时总是保持在偏心轴21的下方。因此，连杆16向上朝偏心盘18的方向运动。连杆16将该垂直运动通过可移动的梁传递到可移动触头11上，该可移动触头11由此远离高压触头6移动。由此断开在高压触头6和可移动触头11之间的电连接，因此初级绕组也与高压断开。驱动轴22的进一步旋转(与在哪个方向上无关地)导致连杆16反向运动并且又在旋转180°时建立连接。

驱动轴22导引通过固定板26并且通过误差角补偿耦连装置23与偏心盘18连接。在图2和图4中，为了更好地示出分离机构，有一个固定板26未示出。偏心传动装置17布置在相邻芯8的两个相互邻接的垂直边下方的区域内。有源件9和对应芯8的垂直边之间的屏蔽板29将所述边与施加在有源件9上的高压隔离开。屏蔽板29进一步导引出垂直边并且因此也将偏心传动装置17和固定板26与高压屏蔽或隔离开。可移动触头11的杆状端部13引入固定触头10的管状端部12中以实现防歪斜保护。为了低摩擦地导引并且同时为了在固定触头10和可移动触头11之间建立电连接，在管状端部12中可以设有例如片状触头。因此，固定触头10用作用于可移动触头11的线性导引装置。

在图5中示出，测量用变压器1具有两个偏心传动装置17，这两个偏心传动装置17分别由驱动轴22驱动。驱动轴22通过驱动装置7同步运动。这可以在相同或相反的旋转方向上进行。同步可以在驱动装置7中通过皮带、链条或传动装置实现。

连杆16、传动装置17和驱动轴22形成调节器件，借助所述调节器件在调节方向41上移动连接元件15。

优选地，偏心传动装置17和固定板26通过高强度的材料，如钢制成。连杆16、连接元件15、连接条27和导引套筒30优选由不导电的材料，如塑料，例如具有高刚性、低摩擦系数和优异的尺寸稳定性和热稳定性的聚甲醛制成。

Claims (7)

1.一种用于测量高压的气体绝缘的测量用变压器(1)，所述测量用变压器(1)具有多个布置在流体密封的壳体(2)中的用于将高压转换成测量电压的变压器装置，所述变压器装置分别包括有源件(9)、导引通过所述壳体(2)的高压触头(6)、与所述有源件(9)导电连接的固定触头(10)和与所述固定触头(10)导电连接的可移动触头(11)，所述测量用变压器(1)还具有能从所述壳体(2)外部操作的用于建立或断开所述可移动触头(11)与所述高压触头(6)的连接的分离装置，所述分离装置包括将可移动触头(11)相互连接的连接元件(15)和用于在调节方向(41)上移动连接元件(15)的调节器件，

其特征在于，所述固定触头(10)设计成用于在调节方向(41)上导引所述可移动触头(11)的导引装置，其中，所述调节器件是与所述连接元件(15)相连的连杆(16)，所述连杆(16)能够借助布置在所述壳体(2)外部的驱动装置(7)在调节方向(41)上移动，

其中，

所述固定触头(10)具有管状端部(12)，所述可移动触头(11)具有杆状端部(13)，其中，所述杆状端部(13)能够插入所述管状端部(12)。

2.按权利要求1所述的气体绝缘的测量用变压器(1)，

其特征在于，

所述驱动装置(7)通过传动装置(17)与所述连杆(16)耦连，所述传动装置(17)将所述驱动装置(7)的旋转运动转换为所述连杆(16)的线性调节运动。

3.按权利要求2所述的气体绝缘的测量用变压器(1)，

其特征在于，

所述传动装置(17)是偏心传动装置。

4.按权利要求1所述的气体绝缘的测量用变压器(1)，

其特征在于，

至少两个相互平行布置的且能够借助所述驱动装置(7)同时移动的连杆(16)与所述连接元件(15)相连。

5.按权利要求4所述的气体绝缘的测量用变压器(1)，

其特征在于，

所述至少两个连杆(16)中的每一个都通过传动装置(17)与驱动装置耦连。

6.按权利要求1至5之一所述的气体绝缘的测量用变压器(1)，

其特征在于，

所述有源件(9)相互串联地布置成，使得所述有源件(9)具有共同的绕组轴线(40)。

7.按权利要求3所述的气体绝缘的测量用变压器(1)，

其特征在于，

所述驱动装置(7)通过垂直于调节方向(41)布置的驱动轴(22)与所述传动装置(17)耦连。