CN109313996B - 有载分接开关头以及具有有载分接开关头的有载分接开关 - Google Patents

有载分接开关头以及具有有载分接开关头的有载分接开关 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于有载分接开关(10)的有载分接开关头(20)，包括第一区域(21)，其构造在有载分接开关头(20)中并且有载分接开关(10)的绝缘流体(17)能流过该第一区域(21)；第二区域(23)，其通过壁(22)与第一区域(21)分离；用于检测绝缘流体(17)的增加的流速的检测器装置(39)，其包括：流动活门(24)，其设置在第一区域(21)中并且从绝缘流体(17)的确定流速起从第一位置(24A)翻转到第二位置(24B)中；第一耦合磁体(25)，其固定在流动活门(24)上并且在流动活门(24)的第二位置(24B)中紧邻壁(22)；第二耦合磁体(26)，其在第二区域(23)中紧邻壁(22)设置；开关(27)，其设置在第二区域(23)中并且这样连接到第二耦合磁体(26)上，使得流动活门(24)的从第一位置(24A)到第二位置(24B)的翻转操作开关(27)。

Description

有载分接开关头以及具有有载分接开关头的有载分接开关
技术领域
本发明涉及一种有载分接开关头以及具有有载分接开关头的有载分接开关。
背景技术
出于供电安全的原因，当有载分接开关和变压器用于电能系统中时对有载分接开关和变压器要求最高。同时，变压器和有载分接开关属于该系统中成本最高的装配件。因此，对这些装配件的保护具有最高优先级并被规定在标准中。有载切换开关的油箱填充有专门的绝缘油，用于冷却和绝缘电线。在故障情况下，例如在因由于绝缘介质老化或湿气降低的绝缘作用而发生击穿时，可导致剧烈的温度升高并伴随油部分分解为气体和与此有关的压力骤升。
流速继电器用于检测从有载分接开关内部向油膨胀箱的绝缘油流，其由基于故障的压力增加引起。这种流速继电器(也被称为保护继电器)例如由DE 1952048 A已知。保护继电器包括设置在变压器外部的壳体，该壳体在一侧与来自有载分接开关头的管路连接并且在另一侧与通向油膨胀箱的管路连接。在壳体内部设有具有永磁体的活门以及可磁操作的簧片开关。簧片开关的导线通常穿过陶瓷套管从壳体内部向外延伸至壳体上方。这些导线在外部与报警设备连接。当有载分接开关中的压力突然增加时，绝缘油从有载分接开关经过流速继电器的壳体流入油膨胀箱中。此时活门被翻转，永磁体接近簧片开关并操作安装在其中的触点，簧片开关触发在报警装置中的信号。
发明内容
在此背景下，本发明提出一种用于有载分接开关的有载分接开关头的技术方案。
根据第一方面，本发明提出一种用于有载分接开关的有载分接开关头，该有载分接开关头包括：
-第一区域，其构造在有载分接开关头中并且有载分接开关的绝缘流体能流过该第一区域；
-第二区域，其通过壁与第一区域分离；
-用于检测绝缘流体的增加的流速的检测器装置，其包括：
流动活门，其设置在第一区域中并且从绝缘流体的确定流速起从第一位置翻转到第二位置中；
第一耦合磁体，其固定在流动活门上并且在流动活门的第二位置中紧邻壁；
第二耦合磁体，其在第二区域中紧邻壁设置；
开关，其设置在第二区域中并且这样连接到第二耦合磁体上，使得流动活门的从第一位置到第二位置的翻转操作开关。
本发明能够巧妙地组合两个部件、即有载分接开关头和例如流速继电器形式的检测器装置。由此简化了分接变压器的结构，因为油膨胀箱可直接安装在有载分接开关头上。通过将流动活门安置到单独的区域中并且将开关室与之相关联地分离到第二区域中，检测器装置的成本极大降低。由于第二区域中的开关不再位于油中，因此可使用商用标准微型开关或类似物。无需昂贵的管道和能克服绝缘油影响(腐蚀、压力、温度)的开关元件。通过磁力耦合器传递运动是特别耐用并且可靠的。
有载分接开关头可以任意方式构造，优选构造为由金属铸造的法兰。
第一区域可以任意方式构造，优选通过铸造或在有载分接开关头中进行铣削形成。
流动活门可任意方式构造并且优选直接或通过第一轴机械连接到第一耦合磁体上。第二区域中的第二耦合磁体可直接或间接操作一个或多个开关。此外，流动活门在第一区域中的任何位置可通过耦合磁体的相应布置借助第二区域中的开关来检测。
第二区域可以任意方式构造并且可构造在有载分接开关头中或单独构造。第二区域在有载分接开关外部可构造在第一区域上方、在有载分接开关内可构造在第一区域旁和/或第一区域下方和/或在分接变压器内可构造在有载分接开关外部并具有单独的壳体。
开关的操作可以任意方式设计，例如通过可旋转的、具有用于相应开关的凸块的第二轴。此外，开关还可通过优选可线性或径向移动的第二耦合磁体直接或通过轴来操作。根据构造方式，开关可在任何位置中被闭合或被开动或者被打开或未被开动。因此，例如在流动活门翻转时，第一耦合磁体可从第二耦合磁体附近离开并且因此开关被打开或不再被开动。
开关可以任意方式构造、如微型开关、保护气体磁开关、簧片开关、翻转开关、水银侧倾开关管、接近传感器或霍尔传感器。
可规定，流动活门具有凹口或孔板(Blende)。流动活门和凹口的尺寸决定绝缘流体在何流速下翻转流动活门。
可规定，回位器通过第二轴与第二耦合磁体机械连接并且通过操作回位器第一耦合磁体和因此流动活门可通过第二耦合磁体从第二位置翻转到第一位置中。
可规定，回位器构造在流动活门上并且通过操作回位器流动活门可从第二位置翻转到第一位置中。
根据实施方式，回位器设置在第一区域或第二区域中并且用于使流动活门从第一位置直接或间接返回到第二位置中。
根据第二方面，本发明提出一种有载分接开关，包括：
-根据第一方面构造的有载分接开关头；
-在第一侧上与有载分接开关头连接的柱体；
-与有载分接开关头连接的盖；
-在与第一侧相对置的第二侧上与柱体连接的底部；
-柱体内的有载切换开关，和
-柱体内的绝缘流体。
柱体优选由玻璃纤维复合材料制成。在柱体内部设有有载切换开关，其优选包括真空开关管、切换电阻和机械触点。绝缘流体优选是矿物油或合成油。
对本发明一个方面的解释、特别是对该方面的各个特征的解释也类似地适用于本发明的其它方面。
下面参考附图示例性详细阐述本发明的实施方式。但由此产生的各个特征不限于各个实施方式，而是可与上述各个特征和/或其它实施方式的各个特征连接和/或组合。附图中的细节应理解为说明性的，而非限制性的。申请文件中包含的附图标记不旨在以任何方式限制本发明的范围，而仅参考附图中所示的实施方式。
附图说明
附图如下：
图1示出具有有载分接开关的分接变压器，其包括第一实施方式中的有载分接开关头；
图2是图1的有载分接开关头的局部放大剖视图；
图3a是图1的有载分接开关头的沿图2的剖线A的剖视图，其包括检测器装置的第一种实施方式；
图3b是有载分接开关头的第二种实施方式的类似于图3a的剖视图，其包括检测器装置的第一种实施方式；
图4a是安装在图3a的有载分接开关头中的检测器装置的第一种实施方式的局部透视图；
图4b是安装在图3b的有载分接开关头中的图4a的检测器装置的类似于图4a的局部透视图；
图5a是图1的有载分接开关头的沿图2的剖线A的剖视图，其包括检测器装置的第二种实施方式；
图5b是有载分接开关头的第三种实施方式的类似于图5a的剖视图；
图6a是安装在图5a的有载分接开关头中的检测器装置的第二种实施方式的局部透视图；
图6b是安装在图5b中的有载分接开关头中的图6a的检测器装置的类似于图6a的局部透视图。
具体实施方式
在图1中示意性示出具有调节绕组和主绕组41的分接变压器40。有载分接开关10从上方伸入分接变压器40的内部，该有载分接开关在第一种实施方式中包括有载分接开关头20、柱体11、盖13和底部14。柱体11优选由玻璃纤维塑料混合物或其它绝缘材料制成。有载分接开关10通过有载分接开关头20固定在分接变压器40的变压器盖42上。有载分接开关10在其第一上侧12上借助盖13封闭并且在其第二下侧15上借助底部14封闭。在有载分接开关10的内部19中设有有载切换单元16。有载切换单元例如可包括机械开关触点、真空开关管、切换电阻等。在分接变压器40外部安装有油膨胀箱43。位于有载分接开关10中的绝缘流体17通过有载分接开关头20中的第一区域21与油膨胀箱43液压连接。绝缘流体17优选为矿物油或合成油。分接变压器40内部也填充有绝缘流体17。驱动轴44贯穿盖13以操作负载切换单元16，驱动轴例如由马达45驱动。有载分接开关10可构造为具有选择器的有载切换开关或负载选择器。根据有载分接开关10的类型，可在底部14下方设置具有或不具有预选器47的精选器。有载分接开关10通过导线46与调节绕组/主绕组41连接。绕组结构在此仅示意性示出。根据分接变压器的结构类型，一个或多个绕组设置在一个或多个芯上。绕组被绝缘流体17包围。
在图2中以剖视图示出第一种实施方式中的有载分接开关头20的第一区域21，该第一区域具有检测器装置39的一部分。在第一区域21中设有流动活门24，其可旋转地支承在轴28上。流动活门24位于第一位置24A中。由于支承在轴28上，流动活门24可从第一位置24A翻转到第二位置24B中。由于有载分接开关10内部19中的绝缘流体17快速的压力增加而发生翻转。此时绝缘流体17从有载分接开关10内部19(流动方向18)经过第一区域21和管路凸缘48流向油膨胀箱43。
在图3a示出第一种实施方式中的有载分接开关头20的图2中剖线A的示意性细节图，该有载分接开关头包括检测器装置39的第一种实施方式。第一区域21(油室)通过壁22与第二区域23(开关室)分离。在有载分接开关头20的该实施方式中，两个区域都构造在有载分接开关头20中。流动活门24通过第一轴28与第一耦合磁体25机械连接，第一耦合磁体25紧邻壁22设置。在第二区域23中第二耦合磁体26紧邻壁22设置。第二耦合磁体26通过第二轴29经由图4a中示出的凸块33与两个开关27连接。在该实施方式中，当流动活门24从第一位置24A翻转到第二位置24B中时，第一轴28和第一耦合磁体25旋转。该旋转运动磁性地通过壁22传递到第二耦合磁体26和第二轴29，从而操作开关27。在该实施方式中，当流动活门24已到达第二位置24B时，开关27被操作。在第一位置和第二位置之间的位置区域可通过任意数量的开关监视或体现。开关27可构造为微型开关、惰性气体磁开关、簧片开关、翻转开关、水银侧倾开关管、接近传感器或霍尔传感器。
在图3b中示出有载分接开关头20的示意性细节图，该有载分接开关头根据第二种实施方式构造并且包括检测器装置39的第一种实施方式。第一区域21通过壁22与第二区域23分离。在有载分接开关头20的该实施方式中，第一区域21虽然构造在有载分接开关头20中，但第二区域23设置在有载分接开关头20外部。另外，与有载分接开关头20的第一种实施方式相比，检测器装置39向上旋转90度。第二区域23在外部可设置在盖13附近或者也可设置在分接变压器40内部并且具有自己的壳体。流动活门24通过轴28与第一耦合磁体25机械连接，第一耦合磁体25紧邻壁22设置。在第二区域23中第二耦合磁体26紧邻壁22设置。第二耦合磁体26通过第二轴29与一个或多个开关27连接。在此当将流动活门24从第一位置24A翻转到第二位置24B中时，第一轴28和第一耦合磁体25旋转。该旋转运动磁性地通过壁22传递到第二耦合磁体26和第二轴29，从而通过图4a中示出的可能的凸块33操作开关27。在该实施方式中，当流动活门24已到达第二位置24B时，开关27被操作。
在图4a和图4b中以两个视图示出检测器装置39的第一种实施方式的局部。第二轴29与两个开关27配合作用。在此在第二轴20上构造有多个凸块33，这些凸块操作开关27。回位器32构造在第二轴29的一端上。通过操作、即旋转该回位器，流动活门借助所述两个耦合磁体25、26从第二位置24B返回到第一位置25A。流动活门24此时通过绝缘流体17在固定的流动方向18中被翻转。通过凹口30(也被称为孔板)的尺寸和流动活门的尺寸可确定待检测的流速，流动活门24在该流速下被翻转或被触发。
在图5a中示出有载分接开关头20的示意性细节图，其根据第三种实施方式构造并且包括检测器装置39的第二种实施方式。第一区域21通过壁22与第二区域23分离。与第一种实施方式相同，在有载分接开关头20的该实施方式中两个区域都构造在有载分接开关头20中。流动活门24支承在轴28上。在检测器装置39的该实施方式中，第一耦合磁体25直接与流动活门24机械连接。在第二区域23中第二耦合磁体26紧邻壁22设置。第二耦合磁体26在此例如通过第二轴29与开关27连接。在该实施方式中，当流动活门24翻转时，第一耦合磁体25从第一位置24A移动到紧邻壁22的第二位置24B中。在第二位置24B中，第一耦合磁体25通过壁22作用于第二耦合磁体26，第二耦合磁体进行优选线性的运动并且因此直接或通过第二轴29操作开关27。通过按压或拉动第二耦合磁体26来操作开关。原则上在第一位置中流动活门24也可操作第二区域23中的开关27并且在翻转到第二位置24B中时不再操作开关27。
在图5b中示出有载分接开关头20的示意性细节图，其根据第四种实施方式构造并且包括检测器装置39的第二种实施方式。第一区域21通过壁22与第二区域23分离。在有载分接开关头20的该实施方式中，第一区域21虽然与在第二种实施方式中一样构造在有载分接开关头20中，但第二区域23设置在有载分接开关头20外部。此外，与有载分接开关头20的第三种实施方式相比，检测器装置39向上旋转了90度。第二区域23在外部可设置在盖13附近或者也可设置在分接变压器40内部。流动活门24通过轴28与第一耦合磁体25机械连接，第一耦合磁体25紧邻壁22设置。在第二区域23中第二耦合磁体26类似地紧邻壁22设置。第二耦合磁体26在此例如也通过第二轴29与开关27连接。在此，当流动活门24翻转时，第一耦合磁体25从第一位置24A移动到紧邻壁22的第二位置24B中。在第二位置24B中，第一耦合磁体25通过壁22作用于第二耦合磁体，第二耦合磁体进行优选线性的运动并且因此直接或通过第二轴29操作开关27。通过按压或拉动第二耦合磁体26来操作开关。原则上在第一位置中流动活门24也可操作第二区域23中的开关27并且在翻转到第二位置24B中时不再操作开关27。
在图6a和图6b中以两个视图示出检测器装置39的第二种实施方式的局部。在可旋转地支承在第一轴28上的流动活门24上设置第一耦合磁体25。当流动活门24由于绝缘流体17沿流动方向18的流动而被翻转时，第一耦合磁体25从第一位置24A进入第二位置24B。在第二位置24B中第一耦合磁体25通过壁作用于第二区域23中的第二耦合磁体26并操作开关27。
附图标记列表
10 有载分接开关
11 柱体
12 10的第一侧
13 盖
14 底部
15 10的第二侧
16 有载切换开关
17 绝缘流体
18 流动方向
19 10的内部
20 有载分接开关头
21 第一区域(油室)
22 壁
23 第二区域(开关室)
24 流动活门
24A/24B 24的第一/第二位置
25 第一耦合磁体
26 第二耦合磁体
27 开关
28 第一轴
29 第二轴
30 凹口、孔板
31 销
32 回位器
33 凸块
39 检测器装置
40 分接变压器
41 主绕组/调节绕组
42 变压器盖
43 油膨胀箱
44 驱动轴
45 马达
46 导线
47 精选器/预选器
48 导管法兰

Claims (9)

1.用于有载分接开关(10)的有载分接开关头(20)，所述有载分接开关头包括：
-第一区域(21)，该第一区域构造在有载分接开关头(20)中并且有载分接开关(10)的绝缘流体(17)能流过该第一区域；
-第二区域(23)，该第二区域通过壁(22)与第一区域(21)分离；
-用于检测绝缘流体(17)的增加的流速的检测器装置(39)，该检测器装置包括：流动活门(24)，该流动活门设置在第一区域(21)中并且从绝缘流体(17)的确定流速起从第一位置(24A)翻转到第二位置(24B)中；第一耦合磁体(25)，其固定在流动活门(24)上并且在流动活门(24)的第二位置(24B)中紧邻壁(22)；第二耦合磁体(26)，其在第二区域(23)中紧邻壁(22)设置；开关(27)，其设置在第二区域(23)中并且这样耦合到第二耦合磁体(26)上，使得流动活门(24)的从第一位置(24A)到第二位置(24B)的翻转操作开关(27)。
2.根据权利要求1所述的有载分接开关头(20)，其中，所述第二区域(23)构造在有载分接开关头(20)中或有载分接开关头(20)外部。
3.根据权利要求1或2所述的有载分接开关头(20)，其中，所述第一耦合磁体(25)通过第一轴(28)与流动活门(24)连接；第二耦合磁体(26)通过第二轴(29)与开关(27)连接；通过流动活门(24)从第一位置(24A)到第二位置(24B)的翻转，开关(27)经由第一轴(28)和第二轴(29)的旋转以及第一耦合磁体(25)和第二耦合磁体(26)的旋转被操作。
4.根据权利要求3所述的有载分接开关头(20)，其中，回位器(32)通过第二轴(29)与第二耦合磁体(26)机械连接；通过操作回位器(32)，第一耦合磁体(25)并且因此流动活门(24)能通过第二耦合磁体(26)从第二位置(24B)翻转到第一位置(24A)中。
5.根据权利要求1或2所述的有载分接开关头(20)，其中，所述第一耦合磁体(25)直接与流动活门(24)连接；第二耦合磁体(26)与开关(27)连接；通过流动活门(24)从第一位置(24A)到第二位置(24B)的翻转使第一耦合磁体(25)紧邻第二耦合磁体(26)并且因此通过第二耦合磁体(26)操作开关(27)。
6.根据权利要求1或2所述的有载分接开关头(20)，其中，所述开关(27)构造为微型开关。
7.根据权利要求1或2所述的有载分接开关头(20)，其中，所述流动活门(24)具有凹口(30)。
8.根据权利要求4所述的有载分接开关头(20)，其中，回位器(32)构造在流动活门(24)上；通过操作回位器(32)，流动活门(24)能从第二位置(24B)翻转到第一位置(24A)中。
9.有载分接开关(10)，包括：
-根据权利要求1至8之一构造的有载分接开关头(20)；
-在第一侧(12)上与有载分接开关头(20)连接的柱体(11)；
-与有载分接开关头(20)连接的盖(13)；
-在与第一侧(12)相对置的第二侧(15)上与柱体(11)连接的底部(14)；
-柱体(11)内的有载切换开关(16)；和
-柱体(11)内的绝缘流体(17)。
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