CN107370063A - Gis中电缆扩建不停电功能模块 - Google Patents

Gis中电缆扩建不停电功能模块 Download PDF

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Abstract

GIS中电缆扩建不停电功能模块，包括外壳、双断口开关装置、驱动装置；所述的双断口开关装置包括中心导体、动触头、静侧触头、传动杆、多关节推送臂、直线往复运动机构；所述的驱动装置带动直线往复运动机构使传动杆上下往复运动，从而使两个多关节推送臂同步推动两侧的动触头在所述的滑动通道上来回滑动，所述的动触头伸出所述的中心导体后与所述的静侧触头配合插入所述的静触头孔使两侧的静侧触头实现导通。优点是，可在GIS电缆扩建安装使，不需要将原运行电缆停电即可进行对接安装，结构简单，操作方便，大大降低扩建端预设成本，适合大范围推广应用。

Description

GIS中电缆扩建不停电功能模块
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中电缆扩建不停电功能模块。
背景技术
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，以超高压公司为例，到2016年中，现有运行的GIS设备的变电站/换流站数量为8座，其中有后期扩建需求的数量为6座。
从目前GIS设备厂家对于二期扩建结构设计来看，二期扩建间隔与运行母线只有一个隔离断口，因此二期扩建安装以及耐压试验时均需原运行母线停电，避免断口由于过电压导致击穿的风险。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。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。因此在项目招标初期，较多业主已经明确提出在后续GIS扩建过程中不允许对前期设备停电的要求。
有运维单位尝试使用新型的GIS方案以及试验方法来解决以上设备扩建不停电的要求，目前主流为两种方式，分别是：采用波纹管对接GIS母线以及同频同相耐压试验技术。这两种方式均需要GIS运行母线停电进行波纹管对接或者扩建设备的安装，仅仅达到进行扩建设备工频耐压交接试验时不停运行母线的目的。因此，这两种方式均未能完美解决GIS扩建设备时不停母线的问题，同时，也存在一定的安全隐患，例如：波纹管对接段是不参与耐压考核的，仅通过对其带电运行24小时进行考核，假设波纹管对接段内部存在粉尘颗粒物或者尖端毛刺，在运行相电压的考核下是有盲区的。另外，也有运维单位提出了GIS同频同相交流耐压试验技术并研制出试验设备，该技术采用相邻设备运行电压(如取母线电压互感器二次侧电压)作为参考电压，通过调感串联谐振方式产生试验电压。该技术对于相位角控制的精度要求极高，而且试验过程中断口间一旦发现击穿，将会影响母线的正常运行，因此，同频同相耐压技术的推广受到较大的限制，要求在耐压过程中母线隔离断口不能出现任何的放电故障，否则，会导致电网停电事故，存在极高的风险。
GIS生产厂家也对设计结构进行部分改进，但从改进后的结构看，仅在原结构上进行功能模块的组装堆砌，存在改变原有调度接线图、占地空间大，结构冗余等不足，不具备实施的可行性。为了满足GIS扩建间隔不停母线的需求，亟需设计一种结构小巧，操作安全可靠的GIS功能模块，在满足南网技术规范相关要求的基础上，确保GIS扩建安装以及开展交接耐压试验时原一期设备仍可安全可靠运行。
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电缆进行扩建的GIS中电缆扩建不停电功能模块。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
GIS中电缆扩建不停电功能模块，包括外壳、双断口开关装置、驱动装置；所述的双断口开关装置包括中心导体、动触头、静侧触头、传动杆、多关节推送臂、直线往复运动机构；所述的中心导体的轴心位置设有与动触头配合并贯穿左右两侧的滑动通道，在中心导体的中部位置设有与所述的滑动通道连通的避空孔，所述的外壳的内腔为密封空间，在内腔的同一水平轴线的两侧均设有所述的静侧触头，所述的静侧触头的静触头孔相对设置；所述的中心导体与所述的静触头孔同轴设置在两个静侧触头的中心位置；所述的中心导体的滑动通道两端均设有一个所述的动触头；所述的传动杆的一端连接两个结构相同的多关节推送臂，所述的两个多关节推送臂的另一端通过所述的避空孔分别与两端的动触头连接，所述的传动杆背离多关节推送臂的一端与直线往复运动机构连接，所述的直线往复运动机构与所述的驱动装置连接；所述的驱动装置带动直线往复运动机构使传动杆上下往复运动，从而使两个多关节推送臂同步推动两侧的动触头在所述的滑动通道上来回滑动，所述的动触头伸出所述的中心导体后与所述的静侧触头配合插入所述的静触头孔使两侧的静侧触头实现导通。
作为上述方案的改进，还包括接地触头座；所述的接地触头座上设有与传动杆外周配合的接地通孔，在所述的接地通孔内周设有接地弹簧触指；所述的中心导体为电导体，所述的传动杆从与多关节推送臂连接的一侧依次为电导部、绝缘部；所述的传动杆穿过接地通孔安装在接地触头座上，在所述的传动杆向上运动使两动触头相对向外运动并伸出中心导体时，所述的绝缘部与所述的接地弹簧触指连接；在所述的传动杆向下运动使两动触头相对向内运动并收入中心导体时，所述的电导部与所述的接地弹簧触指连接；所述的接地触头座安装在所述的外壳的内腔并与外壳导通。
作为上述方案的改进，所述的直线往复运动机构包括齿条、传动齿轮；所述齿条设置在所述的绝缘部上且齿条的长度方向与传动轴的轴线平行；所述的驱动装置设有输出轴，所述的传动齿轮同轴安装在所述的输出轴上，所述的传动齿轮与齿条啮合。
作为上述方案的改进，所述的直线往复运动机构采用丝杆传动机构，所述的绝缘部上设有丝杆螺纹部。
作为上述方案的改进，所述的直线往复运动机构采用蜗轮蜗杆机构，所述的绝缘部上设有蜗杆部。
作为上述方案的改进，所述的多关节推送臂包括第一连杆、第二连杆、第三连杆；所述的第一连杆、第三连杆为条形杆、所述的第二连杆为L形杆，所述的第一连杆、第二连杆、第三连杆依次铰接且铰接轴相互平行；所述的传动杆的一端分别与两个多关节推送臂连接的第一连杆的自由端铰接且铰接轴相互平行，所述的两个多关节推送臂的第二连杆的L形内角均向内侧，所述的第三连杆的自由端与所述的动触头一端铰接且铰接轴相互平行。
作为上述方案的改进，所述的滑动通道的两端内周均设有用于与动触头配合的第一弹簧触指；在所述的静触头孔上设有用于与动触头配合的第二弹簧触指。
作为上述方案的改进，所述的中心导体与外壳之间设有支撑绝缘子用于中心导体在内腔的位置固定并使中心导体与外壳之间绝缘。
作为上述方案的改进，所述的外壳为电导体，其内腔为T形通道，所述的T形通道的水平方向设有所述的中心导体、动触头、静侧触头。所述的T形通道的竖直方向设有所述的多关节推送臂、直线往复运动机构；所述的驱动装置设置在外壳的外侧。
本发明具有以下有益效果：
可在GIS电缆扩建安装使，不需要将原运行电缆停电即可进行对接安装，结构简单，操作方便，大大降低扩建端预设成本，适合大范围推广应用。
附图说明
图1为本发明的GIS中电缆扩建不停电功能模块的结构示意图。
图2为本发明的GIS中电缆扩建不停电功能模块的导通状态剖面图。
图3为本发明的GIS中电缆扩建不停电功能模块的断开状态剖面图。
附图标记说明：外壳1、驱动装置2、导体3、动触头4、静侧触头5、传动杆6、多关节推送臂7、直线往复运动机构8、接地触头座9、滑动通道10、避空孔11、内腔12、静触头孔13、输出轴14、第一弹簧触指15、第二弹簧触指16、支撑绝缘子17、接地通孔18、接地弹簧触指19、电导部20、绝缘部21、齿条22、传动齿轮23、第一连杆24、第二连杆25、第三连杆26。
具体实施方式
实施例3
如图1至图3所示，GIS中电缆扩建不停电功能模块，包括外壳1、双断口开关装置、驱动装置2；所述的双断口开关装置包括中心导体3、动触头4、静侧触头5、传动杆6、多关节推送臂7、直线往复运动机构8、接地触头座9；所述的中心导体3的轴心位置设有与动触头4配合并贯穿左右两侧的滑动通道10，在中心导体3的中部位置设有与所述的滑动通道10连通的避空孔11，所述的外壳1的内腔12为密封空间，在内腔12的同一水平轴线的两侧均设有所述的静侧触头5，所述的静侧触头5的静触头孔13相对设置；所述的中心导体3与所述的静触头孔13同轴设置在两个静侧触头5的中心位置；所述的中心导体3的滑动通道10两端均设有一个所述的动触头4；所述的传动杆6的一端连接两个结构相同的多关节推送臂7，所述的两个多关节推送臂7的另一端通过所述的避空孔11分别与两端的动触头4连接，所述的传动杆6背离多关节推送臂7的一端与直线往复运动机构8连接，所述的直线往复运动机构8与所述的驱动装置2连接；所述的驱动装置2带动直线往复运动机构8使传动杆6上下往复运动，从而使两个多关节推送臂7同步推动两侧的动触头4在所述的滑动通道10上来回滑动，所述的动触头4伸出所述的中心导体3后与所述的静侧触头5配合插入所述的静触头孔13使两侧的静侧触头5实现导通。所述的滑动通道10的两端内周均设有用于与动触头4配合的第一弹簧触指15；在所述的静触头孔13上设有用于与动触头4配合的第二弹簧触指16。所述的中心导体3与外壳1之间设有支撑绝缘子17用于中心导体3在内腔12的位置固定并使中心导体3与外壳1之间绝缘。
所述的接地触头座9上设有与传动杆6外周配合的接地通孔18，在所述的接地通孔18内周设有接地弹簧触指19；所述的中心导体3为电导体，所述的传动杆6从与多关节推送臂7连接的一侧依次为电导部20、绝缘部21；所述的传动杆6穿过接地通孔18安装在接地触头座9上，在所述的传动杆6向上运动使两动触头4相对向外运动并伸出中心导体3时，所述的绝缘部21与所述的接地弹簧触指19连接；在所述的传动杆6向下运动使两动触头4相对向内运动并收入中心导体3时，所述的电导部20与所述的接地弹簧触指19连接；所述的接地触头座9安装在所述的外壳1的内腔12并与外壳1导通。所述的直线往复运动机构8包括齿条22、传动齿轮23；所述齿条22设置在所述的绝缘部21上且齿条22的长度方向与传动杆6的轴线平行；所述的驱动装置2设有输出轴14，所述的传动齿轮23同轴安装在所述的输出轴14上，所述的传动齿轮23与齿条22啮合。
所述的多关节推送臂7包括第一连杆24、第二连杆25、第三连杆26；所述的第一连杆24、第三连杆26为条形杆、所述的第二连杆25为L形杆，所述的第一连杆24、第二连杆25、第三连杆26依次铰接且铰接轴相互平行；所述的传动杆6的一端分别与两个多关节推送臂7连接的第一连杆24的自由端铰接且铰接轴相互平行，所述的两个多关节推送臂7的第二连杆25的L形内角均向内侧，所述的第三连杆26的自由端与所述的动触头4一端铰接且铰接轴相互平行。所述的外壳1为电导体，其内腔12为T形通道，所述的T形通道的水平方向设有所述的中心导体3、动触头4、静侧触头5。所述的T形通道的竖直方向设有所述的多关节推送臂7、直线往复运动机构8；所述的驱动装置2设置在外壳1的外侧。
实施例2
与实施例1不同的是，所述的直线往复运动机构8采用丝杆传动机构，所述的绝缘部21上设有丝杆螺纹部。
实施例3
与实施例1不同的是，所述的直线往复运动机构8采用蜗轮蜗杆机构，所述的绝缘部21上设有蜗杆部。
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 (9)

1.GIS中电缆扩建不停电功能模块，其特征在于，包括外壳、双断口开关装置、驱动装置；所述的双断口开关装置包括中心导体、动触头、静侧触头、传动杆、多关节推送臂、直线往复运动机构；所述的中心导体的轴心位置设有与动触头配合并贯穿左右两侧的滑动通道，在中心导体的中部位置设有与所述的滑动通道连通的避空孔，所述的外壳的内腔为密封空间，在内腔的同一水平轴线的两侧均设有所述的静侧触头，所述的静侧触头的静触头孔相对设置；所述的中心导体与所述的静触头孔同轴设置在两个静侧触头的中心位置；所述的中心导体的滑动通道两端均设有一个所述的动触头；所述的传动杆的一端连接两个结构相同的多关节推送臂，所述的两个多关节推送臂的另一端通过所述的避空孔分别与两端的动触头连接，所述的传动杆背离多关节推送臂的一端与直线往复运动机构连接，所述的直线往复运动机构与所述的驱动装置连接；所述的驱动装置带动直线往复运动机构使传动杆上下往复运动，从而使两个多关节推送臂同步推动两侧的动触头在所述的滑动通道上来回滑动，所述的动触头伸出所述的中心导体后与所述的静侧触头配合插入所述的静触头孔使两侧的静侧触头实现导通。
2.根据权利要求1所述的GIS中电缆扩建不停电功能模块，其特征在于，还包括接地触头座；所述的接地触头座上设有与传动杆外周配合的接地通孔，在所述的接地通孔内周设有接地弹簧触指；所述的中心导体为电导体，所述的传动杆从与多关节推送臂连接的一侧依次为电导部、绝缘部；所述的传动杆穿过接地通孔安装在接地触头座上，在所述的传动杆向上运动使两动触头相对向外运动并伸出中心导体时，所述的绝缘部与所述的接地弹簧触指连接；在所述的传动杆向下运动使两动触头相对向内运动并收入中心导体时，所述的电导部与所述的接地弹簧触指连接；所述的接地触头座安装在所述的外壳的内腔并与外壳导通。
3.根据权利要求2所述的GIS中电缆扩建不停电功能模块，其特征在于，所述的直线往复运动机构包括齿条、传动齿轮；所述齿条设置在所述的绝缘部上且齿条的长度方向与传动轴的轴线平行；所述的驱动装置设有输出轴，所述的传动齿轮同轴安装在所述的输出轴上，所述的传动齿轮与齿条啮合。
4.根据权利要求2所述的GIS中电缆扩建不停电功能模块，其特征在于，所述的直线往复运动机构采用丝杆传动机构，所述的绝缘部上设有丝杆螺纹部。
5.根据权利要求2所述的GIS中电缆扩建不停电功能模块，其特征在于，所述的直线往复运动机构采用蜗轮蜗杆机构，所述的绝缘部上设有蜗杆部。
6.根据权利要求1所述的GIS中电缆扩建不停电功能模块，其特征在于，所述的多关节推送臂包括第一连杆、第二连杆、第三连杆；所述的第一连杆、第三连杆为条形杆、所述的第二连杆为L形杆，所述的第一连杆、第二连杆、第三连杆依次铰接且铰接轴相互平行；所述的传动杆的一端分别与两个多关节推送臂连接的第一连杆的自由端铰接且铰接轴相互平行，所述的两个多关节推送臂的第二连杆的L形内角均向内侧，所述的第三连杆的自由端与所述的动触头一端铰接且铰接轴相互平行。
7.根据权利要求1所述的GIS中电缆扩建不停电功能模块，其特征在于，所述的滑动通道的两端内周均设有用于与动触头配合的第一弹簧触指；在所述的静触头孔上设有用于与动触头配合的第二弹簧触指。
8.根据权利要求1所述的GIS中电缆扩建不停电功能模块，其特征在于，所述的中心导体与外壳之间设有支撑绝缘子用于中心导体在内腔的位置固定并使中心导体与外壳之间绝缘。
9.根据权利要求1至8任一项所述的GIS中电缆扩建不停电功能模块，其特征在于，所述的外壳为电导体，其内腔为T形通道，所述的T形通道的水平方向设有所述的中心导体、动触头、静侧触头。所述的T形通道的竖直方向设有所述的多关节推送臂、直线往复运动机构；所述的驱动装置设置在外壳的外侧。
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