CN110752536B - 气体绝缘金属封闭中性点成套装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及气体绝缘金属封闭中性点成套装置。气体绝缘金属封闭中性点成套装置，其避雷器和隔离开关均为封闭式结构，两者均竖直布置；避雷器和隔离开关的其中一个的顶部设有进线筒体，另一个的顶部设有转接筒体；进线筒体与转接筒体之间设有中间筒体，中间筒体内设有中间导体，转接筒体内设有转接导体，中间导体通过转接导体与转接筒体下方的避雷器或隔离开关上的顶部导电端子连接；放电间隙的中性点连接侧固定在进线筒体的顶部，放电间隙的接地侧与转接筒体导电连接或设有接地连接端，进线筒体内设有分支导电结构。上述方案解决了现有的封闭式中性点成套设备需要设置较多的气室，结构较为复杂，成本高的问题。
Description
技术领域
本发明涉及气体绝缘金属封闭中性点成套装置。
背景技术
中性点成套装置也被称为变压器中性点成套保护装置、中性点间隙保护成套装置、变压器中性点间隙接地保护装置、间隙保护等等，主要用于电网系统的中性点过电压保护。中性点成套装置可实现电力系统中变压器中性点接地运行或不接地运行两种不同的运行方式，从而避免由于雷电或系统故障引起变压器中性点电压升高而对变压器造成侵害。
现有的一种典型中性点成套装置如授权公告号为CN205389099U、授权公告日为2016.07.20的中国专利公开的一种变压器中性点间隙接地保护装置，包括底座、隔离开关、避雷器和放电间隙等，变压器中性点引线端子与变压器中性点连接后分为三路，分别为隔离开关、避雷器和放电间隙。该类中性点成套装置为敞开式结构，以瓷套作为设备外壳及外绝缘，因设备外露部件多，易受气候环境条件的影响，不利于系统的安全及可靠运行。
现有技术中也有采用封闭式结构的中性点成套装置，例如申请公布号为CN108512107A、申请公布日为2018.09.07的中国专利申请公开的一种利用SF6进行绝缘的交流中性点成套GIS装置，将放电间隙、隔离开关、避雷器设置在相应的气室罐内，能够避免污染，减小空间占用、增加使用寿命。授权公告号为CN205029338U、授权公告日为2016.02.10的中国专利也公开了类似结构。
但是，现有的封闭式中性点成套设备需要设置较多的气室，结构较为复杂，成本高，并且密封点较多，影响设备的可靠性。同时，现有的封闭式中性点成套设备均采用电缆进线端接地，接线方式较为单一，不能适用于架空线连接。
发明内容
本发明的目的是提供一种气体绝缘金属封闭中性点成套装置，解决现有的封闭式中性点成套设备需要设置较多的气室，结构较为复杂，成本高的问题。
本发明中采用的技术方案如下。
气体绝缘金属封闭中性点成套装置，包括避雷器、隔离开关和放电间隙；所述放电间隙包括中性点连接侧和接地侧，中性点连接侧用于与变压器的中性点导通，接地侧用于接地；
所述避雷器和隔离开关均为封闭式结构，两者均竖直布置，两者的顶部设有顶部导电端子，底部设有接地端子；
避雷器和隔离开关的其中一个的顶部设有进线筒体，另一个的顶部设有转接筒体，进线筒体与转接筒体之间设有中间筒体；
所述中间筒体内设有中间导体，转接筒体内设有转接导体，所述中间导体通过转接导体与转接筒体下方的避雷器或隔离开关上的顶部导电端子连接；
所述放电间隙的中性点连接侧固定在进线筒体的顶部，所述放电间隙的接地侧与转接筒体导电连接或设有接地连接端，所述放电间隙的中性点连接侧和接地侧均暴露在空气中；
进线筒体内设有分支导电结构，分支导电结构同时与进线筒体下方的避雷器或隔离开关上的顶部导电端子、中间导体的对应端和放电间隙的中性点连接侧导通；
进线筒体还设有用于与分支导电结构导通的进线端子，并且/或者所述放电间隙的中性点连接侧上设有用于与变压器的中性点导通的进线端子。
有益效果：采用上述方案，通过设置进线筒体、转接筒体和中间筒体，气体绝缘金属封闭中性点成套装置除了放电间隙外的结构均能够形成封闭式结构，中间导体和转接导体能够保证避雷器和隔离开关与变压器的中性点的连接，进而能够在满足功能要求的情况下保证安全性能、减小空间占用，同时，避雷器和隔离开关能够作为放电间隙的中性点连接侧和接地侧的支撑底座，与现有技术相比，不需要设置单独的放电间隙支撑底座，也不需要设置较多的筒体，结构简单，有利于降低成本。
作为一种优选的技术方案，所述中间筒体靠近进线筒体的一端设有进线侧绝缘盆子，进线侧绝缘盆子用于隔离中间筒体与进线筒体。
有益效果：设置进线侧绝缘盆子能够实现相应隔室的隔离，提高可靠性，便于进线的连接及维护。
作为一种优选的技术方案，所述分支导电结构由十字接头形成，十字接头的一端固定在所述进线侧绝缘盆子上，另外三个端头设有插接导电结构。
有益效果：采用十字接头结构简单，固定方便。
作为一种优选的技术方案，所述十字接头上设有沿进线侧绝缘盆子的轴向延伸的盲孔，盲孔的底壁通过螺钉固定在进线侧绝缘盆子上。
有益效果：采用上述固定结构能够保证十字接头的可靠固定，同时便于实现十字接头与中间导体的导通。
作为一种优选的技术方案，中间筒体靠近转接筒体的一端设有转接侧绝缘盆子，转接侧绝缘盆子用于隔离中间筒体与转接筒体。
有益效果：设置转接侧绝缘盆子能够实现相应隔室的隔离，提高可靠性。
作为一种优选的技术方案，所述转接筒体与隔离开关之间设有开关侧绝缘盆子，开关侧绝缘盆子用于隔离转接筒体与隔离开关。
有益效果：设置开关侧绝缘盆子能够实现相应隔室的隔离，提高可靠性。
作为一种优选的技术方案，所述气体绝缘金属封闭中性点成套装置包括零序电流互感器，所述零序电流互感器套设在所述放电间隙的接地侧上。
有益效果：采用该方案能够方便地实现零序电流互感器的固定，便于维护。
作为一种优选的技术方案，所述放电间隙的中性点连接侧的顶端设有中性点引线端子，中性点引线端子供中性点引线导电连接。
有益效果：设置中性点引线端子能够满足架空线的接线需求，提高适用性。
作为一种优选的技术方案，进线筒体上设置的进线端子为插拔式电缆终端。
有益效果：插拔式电缆终端使设备的安装与电缆系统完全分开，在电缆试验、检修时，可直接将电缆终端头拔出，便捷高效。
附图说明
图1是本发明中气体绝缘金属封闭中性点成套装置的一个实施例的结构示意图；
图2是图1的内部结构示意图；
图3是图2的电路原理图；
图4是图2中分支导电结构处的局部放大图；
图5是图2中转接导体处的局部放大图；
图6是图1中的气体绝缘金属封闭中性点成套装置采用电缆连接的使用状态示意图；
图7是图1中的气体绝缘金属封闭中性点成套装置采用架空线连接的使用状态示意图。
图中相应附图标记所对应的组成部分的名称为：1-底座，2-避雷器，3-隔离开关，4-进线筒体，51-中间筒体，52-中间导体，61-转接筒体，62-转接导体，70-放电间隙，71-中性点连接侧，72-接地侧，8-中性点引线端子，91-进线侧绝缘盆子，92-转接侧绝缘盆子，93-开关侧绝缘盆子，10-十字接头，11-盲孔，12-插拔式电缆终端，13-终端插接座，14-变压器，15-电缆，16-架空线，17-零序电流互感器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
本发明中气体绝缘金属封闭中性点成套装置的一个实施例如图1和图2所示，包括底座1、避雷器2、隔离开关3、进线筒体4、中间筒体51、转接筒体61和放电间隙70。所述避雷器2和隔离开关3均为封闭式结构，两者均竖直布置，两者的顶部设有顶部导电端子，底部设有接地端子。进线筒体4为十字形结构，固定在避雷器2的上端，转接筒体61为三通结构，固定在隔离开关3的上端，中间筒体51连接在进线筒体4与转接筒体61之间。如图2和图3所示，避雷器2、放电间隙70和隔离开关3为并联设置，隔离开关3用于实现中性点的直接接地和隔离，可以手动或自动分合闸，分闸时避雷器2和放电间隙70能够正常工作。
如图1和图2所示，放电间隙70为棒形间隙，包括中性点连接侧71和接地侧72，中性点连接侧71和接地侧72均暴露在空气中。中性点连接侧71包括绝缘支柱和放电棒，放电棒固定在绝缘支柱的顶端。绝缘支柱的顶端还设有中性点引线端子8，中性点引线端子8供中性点引线导电连接。放电间隙70和中性点引线端子8的结构均为现有技术，此处不再详细说明。当然，在其他实施例中放电间隙70也可以是球形间隙。所述气体绝缘金属封闭中性点成套装置还包括零序电流互感器17，所述零序电流互感器17套设在所述放电间隙70的接地侧72上，用于记录中性点零序电流和放电间隙的放电电流的波形，以便于对故障进行分析。
如图2和图4所示，所述中间筒体51靠近进线筒体4的一端设有进线侧绝缘盆子91，进线侧绝缘盆子91用于隔离中间筒体51与进线筒体4。所述转接筒体61与隔离开关之间设有开关侧绝缘盆子93，开关侧绝缘盆子93用于隔离转接筒体61与隔离开关。
中间筒体51内设有中间导体52，转接筒体61内设有转接导体62，所述中间导体52通过转接导体62与转接筒体61下方的避雷器2或隔离开关3上的顶部导电端子连接。中间导体52为一字形结构，转接导体62为L形结构。以图2所示方向，中间导体52左端插接在进线侧绝缘盆子91上设置的中间导体52插接座上，右端插入转接导体62上，转接导体62的下端固定在开关侧绝缘盆子93上。
如图2、图4和图5所示，进线筒体4内设有分支导电结构，分支导电结构由十字接头10形成，所述十字接头10上设有沿进线侧绝缘盆子91的轴向延伸的盲孔11，盲孔11的底壁通过螺钉固定在进线侧绝缘盆子91上并通过进线侧绝缘盆子91上的导电嵌件与中间导体插接座导通。十字接头10的另外三个端头设有插接导电结构，该插接导电结构为插接孔，分别与进线筒体4上设置的进线端子、进线筒体4下方的避雷器2上的顶部导电端子和放电间隙70的中性点连接侧71导通。进线筒体4远离中间筒体51的一端设有插拔式电缆终端12，供带有接头的中性点电缆导通，中性点电缆的另一端用于与变压器的中性点连接。插拔式电缆终端12的内端设有终端插接座13，终端插接座13与十字接头10左端的插接座通过终端连接导体导通，进而实现变压器中性点与避雷器2、放电间隙70和隔离开关3的导通。当然，作为本领域的惯用技术手段，插接导电结构通过导电触指与相应的插接头实现导通。
气体绝缘金属封闭中性点成套装置装配完成后，各上述筒体内充入六氟化硫气体以实现绝缘，避雷器2和隔离开关3底部的接地端子通过底座1引至主接地网接地或通过接地排引至主接地网接地，放电间隙70的接地侧72通过转接筒体61、隔离开关3的筒体或从接地连接端上引出的接地排引至主接地网接地。与变压器14连接时，如图6所示，气体绝缘金属封闭中性点成套装置可以采用电缆15与变压器14的中性点连接，或者，如图7所示，气体绝缘金属封闭中性点成套装置可以采用架空线16与变压器14的中性点连接。
运行过程中，正常情况下，隔离开关3处于断开位置。当雷电过电压和一般操作过电压入侵时，避雷器2动作，吸收并释放过电压量，保护变压器中性点绝缘免受其害，此种情况下放电间隙70不会被击穿。当系统发生了铁磁谐振、高频谐振等暂态过电压时，放电间隙70击穿放电，过电压全部降在间隙上，过电压能量释入地中，变压器中性点瞬时接地运行，防止事故持续发展，并保护避雷器2免除热崩溃事故的发生。根据需要，隔离开关3可以手动或自动合闸，满足直接接地需求。
在上述实施例中，进线筒体4设置在避雷器2顶部，转接筒体61设置在隔离开关3顶部，在其他实施例中，也可以将进线筒体4设置在隔离开关3顶部，而将转接筒体61设置在避雷器2顶部。
在上述实施例中，分支导电结构为三端设有插接座的十字形结构，在其他实施例中，分支导电结构的各连接端可以均采用螺钉固定结构，此时可以在进线筒体4上设置手孔来进行拆装作业，这是本领域的惯用技术手段，此处不再详细说明。
在上述实施例中，各筒体之间设有相应的绝缘盆子相互隔离，在其他实施例中，也可以将各筒体设置为相互连通的气室，例如采用连通型绝缘盆子，再如，采用装有通阀的绝缘盆子，根据需要选择连通两相邻隔室，或者隔离两相邻隔室。上述各种绝缘盆子的结构均为现有技术，此处不再详细说明。另外，在其他实施例中，也可以在中间筒体51靠近转接筒体61的一端设有转接侧绝缘盆子，转接侧绝缘盆子用于隔离中间筒体51与转接筒体61，此时，中间导体52的右端以及转接导体62的左端可以均连接到转接侧绝缘盆子中心的导电嵌件上。
在上述实施例中，进线筒体4上设有插拔式电缆终端12作为进线端子，放电间隙70的中性点连接侧71的顶端设有中性点引线端子8。在本发明的其他实施例中，进线筒体4上的进线端子也可以采用中性点引线端子8，而且可以仅在进线筒体4处设置进线端子，或者仅在放电间隙70的中性点连接侧71设置进线端子。在放电间隙70的中性点连接侧71设置进线端子时，进线筒体4可以是三通结构，而分支导电结构可以为三通接头。
在上述实施例中，零序电流互感器套设在所述放电间隙的接地侧上，在其他实施中，零序电流互感器也可以采用其他形式，例如设置到中性点连接侧上。
最后需要说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行不需付出创造性劳动的修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.气体绝缘金属封闭中性点成套装置，包括底座、避雷器、隔离开关和放电间隙；所述放电间隙包括中性点连接侧和接地侧，中性点连接侧用于与变压器的中性点导通，接地侧用于接地；
其特征在于：
所述避雷器和隔离开关均为封闭式结构，两者均竖直布置，两者的顶部设有顶部导电端子，底部设有接地端子；
避雷器和隔离开关的其中一个的顶部设有进线筒体，另一个的顶部设有转接筒体；进线筒体与转接筒体之间设有中间筒体；
所述中间筒体内设有中间导体，转接筒体内设有转接导体，所述中间导体通过转接导体与转接筒体下方的避雷器或隔离开关上的顶部导电端子连接；
所述放电间隙的中性点连接侧固定在进线筒体的顶部，所述放电间隙的接地侧与转接筒体导电连接或设有接地连接端，所述放电间隙的中性点连接侧和接地侧均暴露在空气中；
进线筒体内设有分支导电结构，分支导电结构同时与进线筒体下方的避雷器或隔离开关上的顶部导电端子、中间导体的对应端和放电间隙的中性点连接侧导通；
进线筒体还设有用于与分支导电结构导通的进线端子，并且/或者所述放电间隙的中性点连接侧上设有用于与变压器的中性点导通的进线端子。
2.根据权利要求1所述的气体绝缘金属封闭中性点成套装置，其特征在于：所述中间筒体靠近进线筒体的一端设有进线侧绝缘盆子，进线侧绝缘盆子用于隔离中间筒体与进线筒体。
3.根据权利要求2所述的气体绝缘金属封闭中性点成套装置，其特征在于：所述分支导电结构由十字接头形成，十字接头的一端固定在所述进线侧绝缘盆子上，另外三个端头设有插接导电结构。
4.根据权利要求3所述的气体绝缘金属封闭中性点成套装置，其特征在于：所述十字接头上设有沿进线侧绝缘盆子的轴向延伸的盲孔，盲孔的底壁通过螺钉固定在进线侧绝缘盆子上。
5.根据权利要求2至4中任一权利要求所述的气体绝缘金属封闭中性点成套装置，其特征在于：中间筒体靠近转接筒体的一端设有转接侧绝缘盆子，转接侧绝缘盆子用于隔离中间筒体与转接筒体。
6.根据权利要求2至4中任一权利要求所述的气体绝缘金属封闭中性点成套装置，其特征在于：所述转接筒体与隔离开关之间设有开关侧绝缘盆子，开关侧绝缘盆子用于隔离转接筒体与隔离开关。
7.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的气体绝缘金属封闭中性点成套装置，其特征在于：所述气体绝缘金属封闭中性点成套装置包括零序电流互感器，所述零序电流互感器套设在所述放电间隙的接地侧上。
8.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的气体绝缘金属封闭中性点成套装置，其特征在于：所述放电间隙的中性点连接侧的顶端设有中性点引线端子，中性点引线端子供中性点引线导电连接。
9.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的气体绝缘金属封闭中性点成套装置，其特征在于：进线筒体上设置的进线端子为插拔式电缆终端。
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