CN110832719B - 一种无人操作和维护的室内开关设备装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有在内壳体中的开关装置的布置的、用于低压、中压或高压的无人操作和维护的室内开关设备或控制设备装置，该室内开关设备或控制设备装置还设置有外壳体。为了将大多数与人身安全相关的部件排除在开关设备或控制设备设计之外、同时保持开关设备或控制设备的服务连续性和人员安全方面处于最高水平，本发明在于开关设备或控制设备设置有主要在内壳体中起作用的机器人系统，在于至少开关装置和其他维护关键部件是可抽出的，在于开关设备或控制设备设置有联锁、以便防止错误的操作顺序并防止进入潜在危险的隔室，并且在于在内壳体隔离中内部地设置有金属、以便达到所需的服务连续性水平。

Description

一种无人操作和维护的室内开关设备装置
技术领域
本发明涉及一种无人操作和维护的室内开关设备或控制设备及其操作方法。
背景技术
中高压室内开关设备或控制设备领域中的发展重点之一在过去的几十年是由操作员和维护人员的安全所驱动。在当前的设计中，根据服务连续性要求，室内开关设备或控制设备被分隔成多个隔室，以保护在系统一部分(隔室)工作的人员不接触系统其他部分(隔室)的带电部件。
开关设备或控制设备的外壳制作坚固，以在内部开关设备或控制设备故障的情况下，保护人员不受内部电弧闪络和内部电弧爆炸的危害。
发明内容
本发明的目的在于将大多数与人身安全相关的部件排除在开关设备或控制设备设计之外，同时保持开关设备或控制设备的服务连续性和人员安全方面处于最高水平。
本发明描述了如何将大多数与人身安全相关的部件排除在开关设备或控制设备设计之外、同时保持开关设备或控制设备的服务连续性和人员安全方面处于最高水平的想法。
因此，开关设备或控制设备设置有主要在内壳体中起作用的机器人系统，并且至少开关装置和维护关键部件是可抽出的，开关设备或控制设备设置有联锁，以便防止错误的操作顺序并防止进入潜在危险的隔室，并且在内壳体隔离中内部地设置有金属，以便达到所需的服务连续性水平。
参考一种用于操作开关设备或控制设备的方法，开关设备或控制设备设置有主要在内壳体中起作用的机器人系统，使得至少开关设备和维护关键部件是可抽出的，并且使得开关设备或控制设备设置有联锁，以便相继地生成“允许”的动作顺序，以便防止错误的操作顺序并防止进入潜在危险的隔室，并且使得在内壳体隔离中内部地设置有金属，以便达到所需的服务连续性水平。
用于操作的方法以及开关设备或控制设备两者可以用于低压以及中压以及高压。最显著和最明显的是在中压和高压中的优点。
在另一有利实施例中，内操作室的隔离区域遵循所需的分隔等级。
在最终的有利实施例中，用于外部壳体的适当的外壳确保了所需的内部电弧分类。
这样的开关设备或控制设备或者甚至由若干开关设备或控制设备的排列组成的开关设备室的示例如图2所示。
当前开关设备或控制设备设计包括以下规定，以达到操作人员所需的安全：
〃开关设备和其他维护关键部件可抽出，
〃用以防止错误的操作顺序并防止进入潜在危险的隔室的互锁，
〃用以达到所需的服务连续性水平的金属内部隔离，
〃所需的分隔等级
〃用以确保所需的内部电弧分类的适当外壳。
附图说明
附图中示出了本发明的一个实施例，并与本领域的现有技术相对照。
图1：现有技术
图2：本发明的实施例
具体实施方式
第一个假设在于，将与人身安全相关的部件排除在开关设备或控制设备设计之外，以创建这样的设计，使得人员不参与开关设备或控制设备的操作和维护过程。这意味着所有人工(紧急)操作和维护任务以其他的方式提供——优选由嵌入开关设备或控制设备内部的专用机器人系统21来提供。将与人身安全相关的部件从开关设备或控制设备中移除有助于保持对专用机器人系统灵活性的要求较低，这意味着当前可用的机器人系统、诸如轨道车辆上的工业机器人臂或具有操纵器的无人地面车辆，应该能够在与当今人工确保的相似的范围内提供人工操作和维护。
考虑到当电路通电时，没有操作人员进入包含主电路的开关设备或控制设备的内部空间，外防电弧外壳23是保证人员安全所需的唯一元件。
内部开关设备或控制设备空间22不需要隔离成隔室，并且金属隔离板1、2和3以及所有套管4和5和密封件6可以从系统中被排除。
开关装置可以是固定的而不是可抽出的，因为甚至当开关装置被固定到主电路时，嵌入式机器人系统也可以确保开关装置的维护。因此，断路器隔离的玫瑰花形喷口(rossette-spout)触头8以及包括互锁的可抽出机构7可以从系统中被排除。
百叶窗(shutter)系统9也可以被排除。每个开关设备或控制设备单元电路中应当包括三位置隔离开关24，以提供与主汇流排的绝缘以及开关设备或控制设备单元电路的接地。
主电路的电缆连接部件应当包括电流和电压仪表互感器或传感器25和26，以及用以适当地密封电缆入口的、从气体绝缘开关设备的电流生成中已知的锥形电缆连接点27。
作为在上两节中描述的馈线电路设计的备选设计，断路器可以利用隔离触头而可抽出。可抽出机构被调节，以容易地由机器人操作并且其复杂性被减少到最低。断路器隔离触头用作断开连接点，并且专用接地开关在电缆侧上可用。在考虑将整个断路器的更换作为所需开关设备或控制设备操作动作之一的情况下，该备选设计是有用的。
机器人系统21应当包括可移动基座28，该可移动基座28将沿着开关设备或控制设备单元的排列来移动机器人系统，用于执行不同操作和维护任务的机器人操纵器29以机器人手腕30结束。机器人系统工具应当包括用于检查、测量、操作、监控、维护等的各种装置。
机器人安全系统应当包括用于检测主电路通电状态、以防止操纵者接近通电的电路的传感器。机器人操纵器安全操作区域取决于开关设备或控制设备的通电状态。如果系统通电，则机器人臂操纵区被限制到根据通电电路的安全间隙和爬电距离所给定的区域。
开关设备或控制设备内部空间22可以填充有在适当的压力和浓度下的空气或者具有绝缘特性的备选气体。内部空间通过防电弧外壳23而有效地与外环境隔离，防电弧外壳23有助于保持开关设备或控制设备内部空间不受周围环境影响。如果需要与周围环境进行热量交换，则可以添加被动或主动热量交换装置，从而防止与外环境的直接空气交换。
为了处理在开关设备或控制设备的内部电弧故障期间产生的加压的热气体，可以应用从气体绝缘开关设备已知的压力释放翼片系统或者从气体绝缘开关设备已知的压力释放膜系统。可以包括主动电弧故障持续时间的限制装置，以在内部电弧故障事件的情况下限制对设备的损坏程度。

Claims (1)

1.一种无人操作和维护的室内开关设备装置，所述室内开关设备装置用于低压、中压或高压，具有在内壳体中的开关装置的布置，所述室内开关设备装置还设置有外壳体，
所述开关设备设置有机器人系统，所述机器人系统包括用于执行不同操作和维护任务的机器人操纵器，所述机器人操纵器以机器人手腕结束；
所述机器人系统包括可移动基座，所述可移动基座将沿着开关设备或控制设备单元的排列来移动所述机器人系统，
所述开关装置被固定到主电路；所述开关设备设置有联锁，以便防止错误的操作顺序并防止进入潜在危险的隔室；以及在所述内壳体的隔离中由防电弧外壳内部地设置有金属。
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