CN114121541A - 具有刀式触点支架的气体绝缘的中压或高压开关设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种气体绝缘的中压或高压开关设备(1)，其具有开关单元，该开关单元布置在气体绝缘室(2)中，该气体绝缘的中压或高压开关设备包括断路器和布置在断路器上方的隔离开关。断路器具有多个沿深度方向(3)布置的并竖直定向的真空切换管(4)。隔离开关具有沿深度方向(3)布置的力传递器(5)和数量与多个真空切换管(4)对应的可回转的刀式触点(7)，所述刀式触点布置在刀式触点支架(6)上。在此，力传递器(5)设计用于在操作位置与接地位置之间经由位于操作位置与接地位置之间的断开位置回转刀式触点(7)，在该操作位置中，刀式触点(7)中的每一个接触相应的操作触点(8)，在该接地位置中，刀式触点中的每一个接触相应的接地触点(9)，在该断开位置中，刀式触点(7)电气断开。根据本发明，刀式触点支架(6)由塑料制成。

Description

具有刀式触点支架的气体绝缘的中压或高压开关设备

技术领域

本发明涉及一种气体绝缘的中压或高压开关设备(以下也简称为“开关设备”)。

背景技术

气体绝缘的开关设备应用在中压(1千伏至52千伏)和高压(52千伏以上)范围内，以便在安装空间很小的情况下能够实现较高的功率密度。基本上，希望能够利用开关设备切换尽可能大的功率，这就是为什么要在技术可能性范围内增加待切换的电压和电流。例如，六氟化硫(SF6)或由于其巨大的温室气体效应而具有类似特性的替代气体被用作绝缘气体。

气体绝缘开关设备的标准化结构尺寸已经建立，因此用于更高电压和电流的新开关设备必须具有与传统开关设备相同的结构尺寸，因为通常现有的用于操作开关设备的场所是按照这种标准化的结构尺寸而设置的。这意味着开关设备的开发中面临越来越大的挑战，因为必要的绝缘间隙随着电压的增加而增加，并且由于电流的磁场，作用在开关设备中的力随着电流的增加而增加。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题是，引入一种改进的气体绝缘的中压或高压开关设备，其能够实现对高电压和高电流的切换。

本发明通过根据本发明的气体绝缘的中压或高压开关设备来解决该技术问题。本发明的优选的实施方式形成本发明的内容。

本发明涉及一种气体绝缘的中压或高压开关设备，其具有开关单元，该开关单元布置在气体绝缘室中，该气体绝缘的中压或高压开关设备包括断路器和布置在断路器上方的隔离开关。断路器具有多个沿深度方向布置的并竖直定向的真空切换管。隔离开关具有沿深度方向布置的力传递器和数量与多个真空切换管对应的可回转的刀式触点，所述刀式触点布置在刀式触点支架上。在此，力传递器设计用于在操作位置与接地位置之间经由位于操作位置与接地位置之间的断开位置回转刀式触点，在所述操作位置中，刀式触点中的每一个接触相应的操作触点，在所述接地位置中，刀式触点中的每一个接触相应的接地触点，在所述断开位置中，刀式触点电气断开。根据本发明，刀式触点支架由塑料制成。

塑料的优点是，一方面其轻便且稳定，另一方面其是良好的绝缘体，这就是为什么其对开关设备中出现的电场没有影响或仅有很小的影响，使得可以可靠地开关设备中的场分布并且在刀式触点支架随刀式触点改变位置的情况下与其位置无关地确定开关设备中的场分布，从而可以可靠地防止闪络。

就在此所使用的诸如“深度方向”、“上方”、“下方”等的方向说明而言，这些方向说明涉及从站在开关设备前的人的位置来看准备就绪的根据本发明的气体绝缘的中压或高压开关设备。

刀式触点支架优选地具有多个腹板，这些腹板至少近似于垂直于刀式触点支架的主延伸平面地布置。通过腹板在使用很少材料的情况下大大提高了刀式触点支架的稳定性。

特别优选地，腹板网格状地布置。腹板的这种网格状的布置以有利的方式增加了扭转刚度。

特别地，刀式触点支架可以具有沿第一方向延伸的第一边缘和沿与第一方向相交的第二方向延伸的第二边缘。在此，腹板的至少一个子集可以横向于第一和第二方向地定向。由此，刀式触点支架中出现的力特别好地分布在刀式触点支架中。

特别优选地，力传递器是可绕旋转轴线旋转的轴，其中，刀式触点可绕旋转轴线回转。

隔离开关还可以包括由塑料制成的位置固定的固定触点支架，在该固定触点支架上布置有操作触点。位置固定的固定触点支架可以以与以上对于刀式触点支架所描述的相同的方式来构造。固定触点支架可以固定操作触点，使得刀式触点可以接触这些操作触点。在隔离开关闭合时，固定触点支架可可以用作用于刀式触点支架的止动件。

气体绝缘的中压或高压开关设备可以具有多个场成形电极，这些场成形电极布置在真空切换管上并且设计用于使中压或高压开关设备操作中出现的电场成形。场成形电极防止可能导致形成闪络的场峰。

气体绝缘的中压或高压开关设备可以配备有布置在断路器下方的接地开关，该接地开关设计用于将真空切换管的下部触点与地电势电气连接。在此，中压或高压开关设备设计用于在接地操作状态下闭合断路器和接地开关，并且由此通过断路器和接地开关将隔离开关的接地触点与地电势连接。在该配置中，开关设备的必要的接地开关状态是通过在断路器断开后断开隔离开关以中断电流流动来建立的，由此产生了足够大的隔离间隙以避免自发闪络。按照行业惯例，在断开之后，在另外的步骤中出于安全原因，开关设备的在断路器断开之前导引电流的部分接地。为此，通常设置自己的接地开关，然而，在根据本发明的开关设备组件中，出于空间的原因，将该接地开关布置在断路器的从隔离开关的视角来看在空间和电学上对置的一侧上。为了实现期望的接地，断路器因此再次闭合，以便通过断路器将隔离开关的接地触点与通过接地开关接触的地电势连接。根据本发明的开关设备具有特别节省空间的结构。

气体绝缘的中压或高压开关设备可以具有多个布置在开关单元上方的通入中压或高压开关设备的母线室中的套管，其中，隔离开关的操作触点与套管直接用螺丝拧紧。这意味着没有设置一端与操作触点用螺丝拧紧而另一端与套管用螺丝拧紧的导体。这将导致附加的带电阻的螺纹连接，这将导致放热的增加。

气体绝缘的中压或高压开关设备可以具有多个到电缆连接室的套管，这些套管横向于深度方向地布置，其中每个套管通过相应的导体与开关单元的相关的接头连接。真空切换管沿深度方向的布置使得各个真空切换管之间的隔离距离能够更大，因为开关设备的深度通常大于宽度。然而，电缆连接室通常位于气体绝缘室的后面，这就是为什么这种常见的空间布置通过导体能够与以前位于同一位置的开关设备连接兼容。

附图说明

下面根据实施例的图示更详细地阐述本发明。附图中：

图1示出了本发明的实施例的第一立体侧视图；

图2示出了本发明的实施例的第二立体侧视图；以及

图3示出了本发明的实施例的隔离开关的立体侧视图。

具体实施方式

图1和图2示出了本发明的实施例的立体侧视图，其中图1和图2从相反方向示出了根据本发明的开关设备1。图3示出了本发明的实施例的隔离开关的立体侧视图，并且因此以放大方式示出了也在图1和图2中示出的功能单元。下面一起描述所有三个图示。

为简单起见，图示1和图示2仅示出了气体绝缘的中压或高压设备1的一个部段，其主要包括在操作期间填充有绝缘气体的气体绝缘室2和驱动单元。在图示中，示出了深度方向3，该深度方向3对应于站在开关设备1的操作面板16前的人对开关设备1的视线方向。开关设备的断路器的中心组件是真空切换管4，其中三个真空切换管(即针对三相电网的每一相都具有一个真空切换管)在深度方向3上前后依次地布置。通过在深度方向3上布置真空切换管4，可以保持对于更高电压所需的、开关设备1的宽度即所谓的场宽不够用的绝缘距离。真空切换管4的竖直定向的优点在于，热量可以通过绝缘气体的对流从真空切换管4中带走，以便通过气体绝缘室2的壁释放到环境中。

真空切换管4的动触点可以通过弹簧驱动装置运动，并且因此可以中断或实现通过真空切换管4的电流流动。为张紧弹簧设置有电气驱动装置18，该电气驱动装置布置在气体绝缘室2的外部，该电气驱动装置例如可以具有电动机和传动装置。

真空管4与布置在断路器上方的隔离开关连接，其中，为了在真空管的极处使电场形成，设置了场成形电极12。场成形电极12防止可能导致形成闪络的局部场峰的出现。隔离开关主要由驱动装置17组成，该驱动装置17通过力传递器5(在所示示例中为可绕旋转轴线旋转的轴)与刀式触点支架6连接，该刀式触点支架6支承刀式触点7。刀式触点支架6可以在操作位置与接地位置之间回转，其中在操作位置与接地位置之间设置有断开位置，在所述断开位置中，刀式触点7电气断开。

在操作位置中，刀式触点7接触固定布置的操作触点8，这些操作触点8直接与通入开关设备的母线室(未示出)中的套管13螺纹连接。通过直接的螺纹连接消除了另外的带电阻的螺纹连接，使得在操作中由于电阻损耗而产生的热量更少。

在接地位置中，刀式触点7与彼此电气连接的接地触点9接触。接地触点9可以直接与地电势连接。替换地，通过激活布置在真空切换管4下方的接地开关并闭合真空切换管4，接地触点9可以间接地通过真空切换管4与地电势连接。

根据本发明，刀式触点支架6由塑料制成。在所示的示例中，刀式触点支架6具有多个腹板10，这些腹板10垂直于刀式触点支架6的主延伸平面并给该刀式触点支架6增加了稳定性。腹板10至少在刀式触点支架6的一些区域中彼此倾斜地延伸，使得这些腹板10形成网格。操作中暴露于特别高的机械负载的、刀式触点支架6的位置处的腹板的密度和/或厚度可以比在其他位置处更大。当隔离开关导引到操作位置中时，刀式触点支架6向固定触点支架11回转，使得后者形成用于刀式触点支架6的止动件。固定触点支架11优选地同样由设有腹板的塑料构成。

在真空切换管4的下方还设置了进入开关设备的电缆连接室(未示出)的套管14。与套管13一样，这些套管设计成气密的，以便将气体绝缘室2与环境隔离开。真空切换管4的对应的极通过导体15与套管14连接，该导体15优选地实施为实心的或空心的铜棒。

已经根据一个实施例更详细地描述了本发明。在此，该实施例仅应当用于说明而不是限制本发明。本领域技术人员应当理解，本公开中所涉及的公开范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述公开构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。

附图标记列表

1 气体绝缘的中压或高压开关设备

2 气体绝缘室

3 深度方向

4 真空切换管

5 力传递器

6 刀式触点支架

7 刀式触点

8 操作触点

9 接地触点

10 腹板

11 固定触点支架

12 场成形电极

13 通入母线室中的套管

14 通入电缆连接室中的套管

15 导体

16 操作面板

17 接地开关的驱动装置

18 断路器的驱动装置

Claims (10)

1.一种气体绝缘的中压或高压开关设备(1)，其具有开关单元，所述开关单元布置在气体绝缘室(2)中，所述气体绝缘的中压或高压开关设备包括断路器和布置在所述断路器上方的隔离开关，所述断路器具有多个沿深度方向(3)布置的并竖直定向的真空切换管(4)，所述隔离开关具有沿深度方向(3)布置的力传递器(5)和数量与多个真空切换管(4)对应的可回转的刀式触点(7)，所述刀式触点布置在刀式触点支架(6)上，其中，所述力传递器(5)设计用于在操作位置与接地位置之间经由位于操作位置与接地位置之间的断开位置回转所述刀式触点(7)，在所述操作位置中，所述刀式触点(7)中的每一个接触相应的操作触点(8)，在所述接地位置中，所述刀式触点(7)中的每一个接触相应的接地触点(9)，在所述断开位置中，所述刀式触点(7)电气断开，其特征在于，所述刀式触点支架(6)由塑料制成。

2.根据权利要求1所述的气体绝缘的中压或高压开关设备(1)，其中，所述刀式触点支架(6)具有多个腹板(10)，所述腹板至少近似于垂直于所述刀式触点支架(6)的主延伸平面地布置。

3.根据权利要求1或2所述的气体绝缘的中压或高压开关设备(1)，其中，所述腹板(10)网格状地布置。

4.根据上两项权利要求中任一项所述的气体绝缘的中压或高压开关设备(1)，其中，所述刀式触点支架(6)具有沿第一方向延伸的第一边缘和沿与第一方向相交的第二方向延伸的第二边缘，其中，所述腹板(10)的至少一个子集横向于所述第一方向和第二方向地定向。

5.根据上述权利要求中任一项所述的气体绝缘的中压或高压开关设备(1)，其中，所述力传递器(5)是可绕旋转轴线旋转的轴，并且其中所述刀式触点(7)能绕所述旋转轴线回转。

6.根据上一项权利要求所述的气体绝缘的中压或高压开关设备(1)，其中，所述隔离开关还包括由塑料制成的位置固定的固定触点支架(11)，在所述固定触点支架上布置有所述操作触点(8)。

7.根据上述权利要求中任一项所述的气体绝缘的中压或高压开关设备(1)，其具有多个场成形电极(12)，所述场成形电极布置在所述真空切换管(4)上并且设计用于使中压或高压开关设备(1)操作中出现的电场成形。

8.根据上述权利要求中任一项所述的气体绝缘的中压或高压开关设备(1)，其具有布置在断路器下方的接地开关，所述接地开关设计用于将真空切换管(4)的下部触点与地电势电气连接，其中，所述中压或高压开关设备设计用于在接地操作状态下闭合所述断路器和所述接地开关，并且由此通过所述断路器和所述接地开关将所述隔离开关的所述接地触点(9)与所述地电势连接。

9.根据上述权利要求中任一项所述的气体绝缘的中压或高压开关设备(1)，其具有多个布置在所述开关单元上方的通入中压或高压开关设备(1)的母线室中的套管(13)，其中，所述隔离开关的所述操作触点(8)直接与所述套管(13)螺纹连接。

10.根据上述权利要求中任一项所述的气体绝缘的中压或高压开关设备(1)，其具有多个通入连接室中的套管(14)，所述套管横向于深度方向(3)地布置，其中，每个套管(14)通过相应的导体(15)与所述开关单元的相关的接头连接。

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