CN107240883B - Gis不停电扩建母线用功能模块及扩建方法 - Google Patents

Abstract

GIS不停电扩建母线用功能模块，包括壳体、双断口开关装置、驱动装置、临时接地开关装置；所述的壳体为柱状体，在壳体的两端为导通方向；在所述的壳体内安装有三组双断口开关装置，每组双断口开关装置对应配套一组驱动装置、一组临时接地开关装置；所述的壳体内腔形为气密封并成第一气室；所述的三组双断口开关装置互不接触且沿导通方向相互平行地设置在第一气室内用于实现所述的壳体两端的同步合闸或分闸；所述的临时接地开关装置安装在壳体上用于使双断口开关装置实现接地操作。优点是，提供一种简单安全可靠的GIS不停电扩建母线用功能模块，可在GIS母线扩建安装时，不需将原运行母线停电即可进行对接安装。

Description

GIS不停电扩建母线用功能模块及扩建方法

技术领域

本发明涉及220kV及以上电压等级的换流站/变电站的设备领域，具体涉及GIS不停电扩建母线用功能模块及扩建方法。

背景技术

随着电力行业的发展，发电，输电、变电在国民经济中的重要性变得尤其重要，而在目前在各变电站GIS建设过程中，由于项目前期规划等一系列因素影响，部分GIS母线无法在工程施工中一次性安装完毕，因此需要通过二期扩建工程对母线进行扩建。

由于扩建母线需和原运行母线进行对接以及交接试验，按照现有主流厂家的GIS结构设计，在该过程均需要对原母线分别停电两次，将给变电站设备运行造成巨大的运行风险并带来较大的停电经济损失。

为了消除GIS母线扩建时需依赖整体母线停电的弊端，需设计一种新型GIS结构功能模块，既保证母线扩建过程中运行设备不需停电，又能够降低了对接过程中其他气体隔室内SF6气体的处理时间，有效缩短项目扩建时间和降低扩建过程中给原有设备带来的风险，可极大提高工程施工效率，同时避免由于母线停电带来的经济损失。

随着经济的发展GIS产品在市场上依靠自身结构占地面积小，运行故障率低、重量轻、免维护等一系列优势得到越来越多的应用。

从目前GIS设备厂家对于二期扩建结构设计来看，一期安装完成的GIS母线并无专门的扩建接口模块，仅仅为二期扩建母线安装预留相应的基础，但是，二期母线扩建工程中存在以下问题：

1、GIS母线扩建安装前，需将原运行母线停电，回收对接段母线气室的SF6气体，然后方可对接安装。

2、新对接的GIS母线在带电投运前，按照标准要求，应该进行工频耐压试验考核，由于新旧母线段没有专门的断口设计，导致旧GIS母线也需耐受工频试验电压，对其绝缘存在累积破坏效应。

对于运行单位说，协调变电站母线停电就意味工程进度的延误、人力物力的浪费以及停电带来的直接或间接的经济损失，同时，由于旧母线重复承受工频耐压试验的考核，绝缘累积破坏效应对其运行的潜在风险也是无法估量的。

据粗略估算，对于一个500kV变电站/换流站，停电一天的直接经济损失可达数百万元以上，更有一些变电站，由于上下游客户的特殊性，如大型冶炼工厂、重要政府机关部门等，导致协调母线停电的难度极高，严重影响工程的投运时间，间接造成巨大的经济损失。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的缺点，提供一种可在不停电的情况下对母线端部进行扩建的GIS不停电扩建母线用功能模块及扩建方法。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

GIS不停电扩建母线用功能模块，包括壳体、双断口开关装置、驱动装置、临时接地开关装置；所述的壳体为柱状体，在壳体的两端为导通方向；在所述的壳体内安装有三组双断口开关装置，每组双断口开关装置对应配套一组驱动装置、一组临时接地开关装置；所述的壳体内腔形为气密封并成第一气室；所述的三组双断口开关装置互不接触且沿导通方向相互平行地设置在第一气室内用于实现所述的壳体两端的同步合闸或分闸；所述的双断口开关装置的两端设有第一断口、第二断口，所述的双断口开关装置通过驱动装置带动可同时接通第一断口、第二断口使所述壳体的两端实现导通；所述的临时接地开关装置安装在壳体上用于使双断口开关装置实现接地操作。

作为上述方案的改进，所述的双断口开关装置包括中心导体、动触头、静触头、传动机构；所述的中心导体为柱状体，其轴心位置设有轴线方向的中心通道，在中心导体的外周位置设有连通所述的中心通道的侧面通道；在中心通道的两端的侧壁上设有用于夹持动触头且让中心导体与动触头导通的第一弹簧触指；所述的动触头的外周与所述的中心通道为间隙配合，在动触头的一端轴心位置设有内螺纹孔；所述的静触头的轴心位置设有与所述的动触头配合的触头孔，在所述的触头孔的内壁设有用于夹持动触头且让静触头与动触头导通的第二弹簧触指；所述的传动机构包括传动丝杆、第一锥形齿轮、第二锥形齿轮、绝缘杆；所述的传动丝杆的两端均设有与所述的动触头的内螺纹孔的外螺纹部，其中部为光杆部，所述的第一锥形齿轮同轴安装在光杆部上；所述的第二锥形齿轮同轴安装在所述的绝缘杆的一端；所述的三组中心导体在截面方向呈“品”字形布置在所述的第一气室内；所述的传动丝杆通过中心通道伸入中心导体内部，在传动丝杆上的第一锥形齿轮与所述的侧面通道位置关系对应，在中心导体的两端分别插入一个动触头且动触头的内螺纹孔旋入所述的传动丝杆的外螺纹部，所述的绝缘杆设有第二锥形齿轮的一端伸入侧面通道，第一锥形齿轮与第二锥形齿轮啮合，所述的绝缘杆另一端与所述的驱动装置连接；在壳体内部导通方向的两侧上对应每个动触头设置一个静触头，所述的静触头的触头孔正对动触头设置；所述的驱动装置带动传动丝杆转动使两端夹持在第一弹簧触指上动触头进行轴向的往复运动，动触头伸出中心导体后可插入静触头的触头孔中，实现两端静触头的导通或断绝。

该结构主要用于三相共箱母线端部扩建，为三相共箱结构，传动主要采用丝杆和锥齿轮的传动方式。

作为上述方案的改进，还包括支撑绝缘子，所述的支撑绝缘子用于支撑所述的中心导体安装在壳体的内部。

作为上述方案的改进，所述的壳体两端为盆式绝缘子，所述的静触头安装在盆式绝缘子。

作为上述方案的改进，所述的临时接地开关装置为一摆杆机构设置在壳体内部，通过手动设置摆杆的位置使所述的中心导体与壳体导通实现接地操作。

作为上述方案的改进，所述的绝缘杆材质为环氧树脂。

GIS不停电扩建母线方法，包括依次连接的GIS一期运行母线端口、权利要求1至6任一项所述的GIS不停电扩建母线用功能模块、第二气室及安装在第二气室上的接地刀闸、第三气室及设置在第三气室的GIS二期扩建端口，具体的方法步骤如下：

S1.母线正常运行时，第一气室、第二气室、第三气室内充入额定压力气体；双断口开关装置处于分闸状态，临时接地开关装置处于分闸状态；接地刀闸处于合闸状态。

S2.扩建对接时，第一气室充入额定压力气体；第二气室内气体降低为安全气压；第三气室内气体回收；对GIS二期扩建端口进行线路对接，对接完成后，通过接地刀闸来进行回路试验信号采集。

S3.对扩建后进行耐压试验，第二气室内充入额定压力气体；确保双断口开关装置处于分闸状态，临时接地开关装置处于合闸状态，接地刀闸处于分闸状态。

S4.耐压试验完成后，将双断口开关装置合闸，临时接地开关装置处于分闸状态，接地刀闸处于分闸状态；扩建完成并正常投入使用。

本发明具有以下有益效果：

1.提供一种简单安全可靠的GIS不停电扩建母线用功能模块，可在GIS母线扩建安装时，不需将原运行母线停电即可进行对接安装。

2.GIS不停电扩建母线用功能模块结构简单，大幅度降低扩建端预设成本，适合大范围推广应用。

3.简化扩建安装的工序，提高工作效率，大大减低扩建成本。

附图说明

图1为本发明的GIS不停电扩建母线用功能模块的壳体带切口结构示意图。

图2为本发明的GIS不停电扩建母线用功能模块的剖面示意图。

图3为图2区域A局部放大示意图。

图4为发明的GIS母线不停电扩建原理示意图。

附图标记说明：壳体1、双断口开关装置2、驱动装置3、临时接地开关装置4、支撑绝缘子5、第一气室6、一断口7、第二断口8、中心导体9、动触头10、静触头11、传动机构12、中心通道13、侧面通道14、第一弹簧触指15、内螺纹孔16、触头孔17、第二弹簧触指18、传动丝杆19、第一锥形齿轮20、第二锥形齿轮21、绝缘杆22、外螺纹部23、光杆部24、盆式绝缘子25、摆杆机构26。

具体实施方式

实施例

如图1至图3所示，GIS不停电扩建母线用功能模块，包括壳体1、双断口开关装置2、驱动装置3、临时接地开关装置4、支撑绝缘子5；所述的壳体1为柱状体，在壳体1的两端为导通方向；在所述的壳体1内安装有三组双断口开关装置2，每组双断口开关装置2对应配套一组驱动装置3、一组临时接地开关装置4；所述的壳体1内腔形为气密封并成第一气室6；所述的三组双断口开关装置2互不接触且沿导通方向相互平行地设置在第一气室6内用于实现所述的壳体1两端的同步合闸或分闸；所述的双断口开关装置2的两端设有第一断口7、第二断口8，所述的双断口开关装置2通过驱动装置3带动可同时接通第一断口7、第二断口8使所述壳体1的两端实现导通；所述的临时接地开关装置4安装在壳体1上用于使双断口开关装置2实现接地操作。所述的双断口开关装置2包括中心导体9、动触头10、静触头11、传动机构12；所述的中心导体9为柱状体，其轴心位置设有轴线方向的中心通道13，在中心导体9的外周位置设有连通所述的中心通道13的侧面通道14；在中心通道13的两端的侧壁上设有用于夹持动触头10且让中心导体9与动触头10导通的第一弹簧触指15；所述的动触头10的外周与所述的中心通道13为间隙配合，在动触头10的一端轴心位置设有内螺纹孔16；所述的静触头11的轴心位置设有与所述的动触头10配合的触头孔17，在所述的触头孔17的内壁设有用于夹持动触头10且让静触头11与动触头10导通的第二弹簧触指18；所述的传动机构12包括传动丝杆19、第一锥形齿轮20、第二锥形齿轮21、绝缘杆22；所述的传动丝杆19的两端均设有与所述的动触头10的内螺纹孔16的外螺纹部23，其中部为光杆部24，所述的第一锥形齿轮20同轴安装在光杆部24上；所述的第二锥形齿轮21同轴安装在所述的绝缘杆22的一端；所述的三组中心导体9在截面方向呈“品”字形布置在所述的第一气室6内；所述的传动丝杆19通过中心通道13伸入中心导体9内部，在传动丝杆19上的第一锥形齿轮20与所述的侧面通道14位置关系对应，在中心导体9的两端分别插入一个动触头10且动触头10的内螺纹孔16旋入所述的传动丝杆19的外螺纹部23，所述的绝缘杆22设有第二锥形齿轮21的一端伸入侧面通道14，第一锥形齿轮20与第二锥形齿轮21啮合，所述的绝缘杆22另一端与所述的驱动装置3连接；在壳体1内部导通方向的两侧上对应每个动触头10设置一个静触头11，所述的静触头11的触头孔17正对动触头10设置；所述的驱动装置3带动传动丝杆19转动使两端夹持在第一弹簧触指15上动触头10进行轴向的往复运动，动触头10伸出中心导体9后可插入静触头11的触头孔17中，实现两端静触头11的导通或断绝。所述的支撑绝缘子5用于支撑所述的中心导体9安装在壳体1的内部。所述的壳体1两端为盆式绝缘子25，所述的静触头11安装在盆式绝缘子25。所述的临时接地开关装置4为一摆杆机构26设置在壳体1内部，通过手动设置摆杆的位置使所述的中心导体9与壳体1导通实现接地操作。所述的绝缘杆22材质为环氧树脂。

如图4所示，GIS不停电扩建母线方法，包括依次连接的GIS一期运行母线端口、权利要求1至6任一项所述的GIS不停电扩建母线用功能模块、第二气室及安装在第二气室上的接地刀闸、第三气室及设置在第三气室的GIS二期扩建端口，具体的方法步骤如下：

S1.母线正常运行时，第一气室6、第二气室、第三气室内充入额定压力气体；双断口开关装置2处于分闸状态，临时接地开关装置4处于分闸状态；接地刀闸处于合闸状态。

S2.扩建对接时，第一气室6充入额定压力气体；第二气室内气体降低为安全气压；第三气室内气体回收；对GIS二期扩建端口进行线路对接，对接完成后，通过接地刀闸来进行回路试验信号采集。

S3.对扩建后进行耐压试验，第二气室内充入额定压力气体；确保双断口开关装置2处于分闸状态，临时接地开关装置4处于合闸状态，接地刀闸处于分闸状态。

S4.耐压试验完成后，将双断口开关装置2合闸，临时接地开关装置4处于分闸状态，接地刀闸处于分闸状态；扩建完成并正常投入使用。

上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。

Claims (4)

1.GIS不停电扩建母线用功能模块，其特征在于，包括壳体、双断口开关装置、驱动装置、临时接地开关装置；所述的壳体为柱状体，在壳体的两端为导通方向；在所述的壳体内安装有三组双断口开关装置，每组双断口开关装置对应配套一组驱动装置、一组临时接地开关装置；

所述的壳体内腔形为气密封并成第一气室；

所述的三组双断口开关装置互不接触且沿导通方向相互平行地设置在第一气室内用于实现所述的壳体两端的同步合闸或分闸；所述的双断口开关装置的两端设有第一断口、第二断口，所述的双断口开关装置通过驱动装置带动可同时接通第一断口、第二断口使所述壳体的两端实现导通；

所述的临时接地开关装置安装在壳体上用于使双断口开关装置实现接地操作；所述的双断口开关装置包括中心导体、动触头、静触头、传动机构；所述的中心导体为柱状体，其轴心位置设有轴线方向的中心通道，在中心导体的外周位置设有连通所述的中心通道的侧面通道；在中心通道的两端的侧壁上设有用于夹持动触头且让中心导体与动触头导通的第一弹簧触指；所述的动触头的外周与所述的中心通道为间隙配合，在动触头的一端轴心位置设有内螺纹孔；所述的静触头的轴心位置设有与所述的动触头配合的触头孔，在所述的触头孔的内壁设有用于夹持动触头且让静触头与动触头导通的第二弹簧触指；所述的传动机构包括传动丝杆、第一锥形齿轮、第二锥形齿轮、绝缘杆；所述的传动丝杆的两端均设有与所述的动触头的内螺纹孔的外螺纹部，其中部为光杆部，所述的第一锥形齿轮同轴安装在光杆部上；所述的第二锥形齿轮同轴安装在所述的绝缘杆的一端；三组所述的中心导体在截面方向呈“品”字形布置在所述的第一气室内；所述的传动丝杆通过中心通道伸入中心导体内部，在传动丝杆上的第一锥形齿轮与所述的侧面通道位置关系对应，在中心导体的两端分别插入一个动触头且动触头的内螺纹孔旋入所述的传动丝杆的外螺纹部，所述的绝缘杆设有第二锥形齿轮的一端伸入侧面通道，第一锥形齿轮与第二锥形齿轮啮合，所述的绝缘杆另一端与所述的驱动装置连接；在壳体内部导通方向的两侧上对应每个动触头设置一个静触头，所述的静触头的触头孔正对动触头设置；所述的驱动装置带动传动丝杆转动使两端夹持在第一弹簧触指上动触头进行轴向的往复运动，动触头伸出中心导体后可插入静触头的触头孔中，实现两端静触头的导通或断绝；

还包括支撑绝缘子，所述的支撑绝缘子用于支撑所述的中心导体安装在壳体的内部;所述的壳体两端为盆式绝缘子，所述的静触头安装在盆式绝缘子。

2.根据权利要求1所述的GIS不停电扩建母线用功能模块，其特征在于，所述的临时接地开关装置为一摆杆机构设置在壳体内部，通过手动设置摆杆的位置使所述的中心导体与壳体导通实现接地操作。

3.根据权利要求1至2任一项所述的GIS不停电扩建母线用功能模块，其特征在于，所述的绝缘杆材质为环氧树脂。

4.GIS不停电扩建母线方法，其特征在于，包括依次连接的GIS一期运行母线端口、权利要求1至3任一项所述的GIS不停电扩建母线用功能模块、第二气室及安装在第二气室上的接地刀闸、第三气室及设置在第三气室的GIS二期扩建端口，具体的方法步骤如下：

S1. 母线正常运行时，第一气室、第二气室、第三气室内充入额定压力气体；双断口开关装置处于分闸状态，临时接地开关装置处于分闸状态；接地刀闸处于合闸状态；

S2.扩建对接时，第一气室充入额定压力气体；第二气室内气体降低为安全气压；第三气室内气体回收；对GIS二期扩建端口进行线路对接，对接完成后，通过接地刀闸来进行回路试验信号采集；

S3.对扩建后进行耐压试验，第二气室内充入额定压力气体；确保双断口开关装置处于分闸状态，临时接地开关装置处于合闸状态，接地刀闸处于分闸状态；

S4.耐压试验完成后，将双断口开关装置合闸，临时接地开关装置处于分闸状态，接地刀闸处于分闸状态；扩建完成并正常投入使用。

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