CN1059801A - 气体断路器 - Google Patents

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Abstract

三相共箱式气体断路器，包括一个充有绝缘气体 的接地箱和组合装配的三相断路单元组件。每个组 件包括一对固定、活动触头和与之并联连接的一个电 容器及一个合闸电阻。三相断路单元在箱内以圆周 间隔关系相配置并沿箱轴向延伸。每相的合闸电阻 位于相连接的断路单元的一端，紧邻不同相的相邻断 路单元，每相的电容器位于所连接断路单元的内侧或 外侧，从而缩小所述接地箱的径向和轴向尺寸。

Description

本发明涉及一种三相共箱式气体断路器，特别是指用于诸如550KV的大电力系统中且其有单断口合闸电阻和电容装置的三相共箱式气体断路器。
由于现代对电力需求的不断增长，高压和大容量电力系统正成为关系重大的事情。相应地对变电所中的断路器的容量也提出更高的要求，要求切断更高的电压和更大的功率。在解决提高切断电路能力的同时，要求断路器的断口数量减少，以改进断路性能。较具体地说，例如在550KV线路上，能够切断50KA电流的双断口式断路器已投入了运行。可是，现在仍然存在对上述等级的单断口断路器的需求。这也适合于气体绝缘断路器的情况，例如，日本待审查的专利说明书2-46616中图15和图16描述了这样一个单断口断路器，该断路器属于所谓三相共箱式，其中三相各断路单元配合安装在一个共用气密箱中，因此减少了整个气体绝缘断路器的尺寸。
在该断路器中，为了处理550KV级别的大容量电力线路，与每相的断路单元并联连接一个限定合闸开关过电压的合闸电阻和一个限制瞬态恢复电压的电容器。
正如现有技术所描述的，这种断路器包括一个接地箱，在该箱内组装着用于三相电力的三相组件，每个组件包括一个断路单元，一个合闸电阻和一个电容器均与所述断路单元并联连接。具体地说，该合闸电阻是径向地安装在各断路单元的内侧，该电容器则安装在所述接地箱的中心区内，合闸电阻和电容器  均处于一个筒状屏蔽件的屏蔽下。单断口功能要求一个断路单元配有一个电容器，其电容量与传统的用于双断口式断路器的电容量相吻合。此外，对用于550KV等级的大功率线路的断路器，所配合闸电阻长度为1米，而且要求由各电阻串联而成。因此，在现有技术的断路器中合闸电阻的布置，无法提供一个紧凑的断路器结构，造成断路器尺寸增大趋势的原因是由于所述合闸电阻的轴向尺寸大。
所以，本发明的目的是提供一种既容量大，结构紧凑，又具有缩小的轴向和径向尺寸的高压三相共箱断路器。
本发明的另一个目的是提供一种紧凑的三相共箱断路器，其箱体具有缩小的轴向和径向尺寸。
本发明的这些目的是通过一个三相共箱式断路器实现的，这个断路器包括装在所述接地箱的以一个预定的圆周间隔相配置的用于三相的三个断路单元，它们的轴与接地箱的轴大体上并行地延伸，每相所配的一个合闸电阻装在所连接的断路单元一端，靠近一个不同相的相邻断路单元，每相所配的一个电容器在接地箱内所连接断路单元的内侧或外侧上，以及用于屏蔽各相断路单元的固定和运动端屏蔽件。
三相合闸电阻均装在一个圆周区域内，位于接地箱里所连接的断路单元附近，而电容器均装在所连接的断路单元的径向内侧或外侧，它们之间尽可能地靠近。因此，所述接地箱的轴向和径向尺寸可以减小，从而提供一个紧凑的气体断路器。
本发明的上述和其他目的、特点和优越性将在下面结合附图更多地得到说明。
图1是根据本发明气体断路器的一个实施例的纵向剖面图;
图2是沿图1的Ⅱ-Ⅱ剖视图;
图3是沿图2的Ⅲ-Ⅲ剖面图;
图4是根据本发明气体断路器的另一个实施例的横向剖面图;
图5是沿图4的Ⅴ-Ⅴ剖视图。
下面根据附图介绍本发明的一个实施例。
图1-3图示了本发明的一个实施例，接地箱1具有引线区1A和1B，分别由箱壁径向地向外突出，一个在箱1的上半部，另一个位于下半部。这些引线区由绝缘隔离层2A和2B作气密性封闭。一个用于操作断路单元的操作机构3装在所述接地箱1的下部。接地箱1内充有一种灭弧气体，三相电力的三个断路单元4，5和6如图2所示，大体成120°间隔组装在箱内，这些断路单元如图示的实施例布置，它们的轴沿纵向延伸，断路单元4，5和6属于所谓压气式。因此每个断路单元包括一个固定触头7和一个与定触头7对置的运动触头8。固定触头7与上引线9相连接，如触头8则与下引线10相连接。依靠所述操作机构3可使三相动触头8嵌入和脱离相对应的固定触头7。由动触头8与固定触头7相脱离而产生的电弧是靠气体压缩机构所产生的高压气流吹灭，气体压缩机构在这里由喷气气缸11代表。
每个断路单元4-6上均装有限制瞬态恢复电压的电容器装置12和限制合闸开关过电压的合闸电阻13。所述电容装置12包括固定构件12A，12B，它们同时也是起连接作用的导体，这两个构件分别装在固定触头7和动触头8上，一个绝缘隔框12C位于两个固定构件12A和12B之间，并具有轴向排成行的诸空腔，一组电容器元件12D装入该绝缘隔框的这些空腔中。该绝缘隔框12C排除了断路时所产生的热气流的影响，并且改善了不同相间的绝缘。为了能有效地利用接地箱内的有限空间，该电容器装置12具有弓形的横截面，并且径向地装在断路器4，5和6的内侧。每个合闸电阻具有与活动触头8相连的一个活动电阻触点13A，还具有一个连接到固定触头7上的静止电阻触点13B，以及电阻器13C被提供在静止电阻接触器13B和固定触头7之间。为了使轴向的尺寸缩至最小，该电阻器13由电阻元件叠层分为两组构成，这两组元件布置在每个断路单元4，5和6的两侧，由固定构件13D直到13F将其支撑和连接。构件13D-13F也起导体的连接作用，这可从图2及图3看出。从图2可以清楚地得知，各相电阻器13C的电阻元件是布置在接地箱1的圆周方向上，而不是在轴向上。采用这种布置方式可有效地减少接地箱1的径向和轴向尺寸。参看图2，每个断路单元4-6均装有一个可遮蔽住断路单元固定端、即固定触头7的电场削弱屏蔽部件14，该屏蔽件还可遮蔽住合闸电阻的固定电阻触点13B、合闸电阻的电阻器13C和一部分电容器12。另一个屏蔽件15位于断路单元4，5和6的可运动侧，从而部分地屏蔽住动触头8和另一部分电容器12。每个屏蔽部件在朝向其它相的部分和朝向接地箱壁的部分，具有比其它部分更大的曲率半径，因此展示出一个椭圆形截面。
接地箱1上在各断路单元4-6的附近区域具有人工维修口16。
在这个图示的实施例中，合闸电阻13的电阻元件13C被分成两组布置在有关的各断路单元4，5和6之一的两侧，而且沿断路单元轴向平行延伸，由于电阻元件13C这样的装配方式，抑制了接地箱径向和轴向尺雨的增加。具体地说，所述接地箱的尺寸可以降至所讨论的现有技术三相共箱式气体断路器的70%。另外，电容器12的绝缘隔框有效地防止了断路操作时各不同相所产生的热气体的混合现象，从而保持了不同相间的绝缘水平不降低。更进一步说，借助于人工维修口16的存在，可以实现对断路单元的零部件方便灵活也进行检查和更换。
图4和图5展示了本发明的又一实施例。在这些图中，相同的标识符号用来代表图1-3所示实施例中相同的零件或组件。该实施例尤其适用于合闸电阻具有较大容量的情况。合闸电阻13C被分成三组并行地装在所相关连的断路单元4，5和6的一端，并且由固定构件13G-13J加以支撑固定，上述固定构件也起到连接导线的作用。
可以清楚地看出，这个实施例同样具有上述实施例的优点和积极效果。
本发明所描述的实施例均具有缩小的接地箱尺寸，因此可以便于用在一个气体绝缘开关设备中，母线的长度有可能缩短，从而能够减小所述开关设备的尺寸和降低成本。
根据本发明，各断路单元的合闸电阻是安置在有关的断路单元的侧面，依靠这一措施，接地箱的尺寸不仅在轴向上，而且在径向上均可缩小。因此本发明可提供一种具有最小箱体尺寸的三相共箱式气体断路器。

Claims (12)

1、三相共箱式气体断路器，包括：
一个内部充有绝缘气体的接地箱，箱内装有对应三相电力的断路单元组件，每个组件包括一个具有一个固定触头和一个活动触头的断路单元，电容器装置和合闸电阻装置的并联电气连接，所述合闸电阻包括电阻元件和固定的及活动的电阻触点，其中所述三相断路单元在接地箱内以预定的圆周间隔沿与接地箱轴大体上平行的轴向延伸配置，所述每相的合闸电阻装置位于所连接的断路单元一端，紧邻一个其它相的相邻断路单元，所述每相的电容器装置位于所连接的断路单元的一个内侧和外侧，以及屏蔽件用于每相断路单元的固定组件和活动组件。
2、根据权利要求1的气体断路器，其中所述屏蔽件在面向其它相的组件和面向所述气体断路器接地部分的表面部分上具有大曲率半径。
3、根据权利要求2的气体断路器，其中所述每个屏蔽件具有一个椭圆横截面形状。
4、根据权利要求1的气体断路器，其中所述合闸电阻装置的电阻元件以平行排列方式配置在所连接的断路单元的至少一侧。
5、根据权利要求1的气体断路器，其中所述合闸电阻装置的电阻元件以平行排列方式配置在所连接的断路单元的两侧。
6、根据权利要求1的气体断路器，其中所述的电容器装置包括多个电容元件，它们被装入一个绝缘隔框上所形成的各空腔里。
7、用于三相共箱式气体断路器的屏蔽装置，该断路器包括一个内部充有绝缘气体的接地箱，箱内装有对应三相电力的断路单元组件，每个组件包括一个具有一个固定触头和一个活动触头的断路单元，电容器装置和合闸电阻装置的并联电气连接，所述合闸电阻包括电阻元件和固定的及活动的电阻触点，所述屏蔽装置与每个断路单元的每个固定和活动侧有关，其特征是所述屏蔽装置在面向其它相的组件和面向的述气体断路器接地部分的区段上具有较大的曲率半径。
8、用于三相共箱式气体断路器的合闸电阻，该断路器包括一个内部充有绝缘的气体的接地箱，接地箱内装有对应三相电力的断路单元组件，每个组件包括一个具有一个固定触头和一个活动触头的断路单元，电容器装置和合闸电阻装置的并联电气连接，所述合闸电阻包括电阻元件和固定的及活动的电阻触点，其特征是所述合闸电阻包括一个附配在所述断路单元的固定端上的固定构件，所述电阻元件是与该固定构件电气连接的。
9、用于三相共箱式气体断路器的电容器，该断路器包括一个内部充有绝缘气体的接地箱，接地箱内装有对应三相电力的断路单元组件，每个组件包括一个具有一个固定触头和一个活动触头的断路单元，电容器装置和合闸电阻装置并联电气连接，所述合闸电阻装置包括电阻元件和固定的及活动的电阻触点，其特征是所述电容器包括一个含有空腔的绝缘隔框，电容器元件被装入所述空腔里。
10、用于气体绝缘开关设备中的三相共箱气体断路器，包括一个接地箱和对应三相电力的断路单元组件，这些组件均装在所述接地箱内，每个组件包括一个具有一个固定触头和一个活动触头的断路单元，电容器装置和合闸电阻装置的并联电气连接，所述合闸电阻包括电阻元件和固定的及活动的电阻触点，其中所述接地箱的轴垂直地延伸，所述三相各断路单元在接地箱内以预定的圆周间隔地配置成大体上沿着与接地箱的轴平行的轴向延伸，每相的合闸电阻装置装在所连接的断路单元一端，紧邻一个其它相的相邻断路单元，每相的电容器装置位于所连接的断路单元的内侧，以及屏蔽件用于每相断路单元的相关的固定组件和活动组件。
11、根据权利要求10的气体断路器，其中所述接地箱靠近所述中断路单元的区域提供有人工维护口。
12、三相共箱式气体断路器，包括一个接地箱和装在接地箱内对应三相电力的断路单元组件，每个组件包括一个具有一个固定触头和一个活动触头的断路单元，电容器装置和合闸电阻装置并联电气连接，所述合闸电阻包括电阻元件和固定的及活动有电阻触点，其中三相各断路单元位于形成在所述接地箱的一个平面上的第一虚拟三角形的三个顶点上，三相合闸电阻位于偏离所述三角形的一个第二虚拟三角形的三个顶点上，每相的电容器位于相连接的断路单元的内侧和外侧之一，屏蔽件提供在每相断路单元的固定端和活动端。
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