CN114287045A

CN114287045A - 带密封底部触点的拉杆套管

Info

Publication number: CN114287045A
Application number: CN202080061035.XA
Authority: CN
Inventors: F·格拉斯; J·卡尔普森; A·拉瓦纳尔; D·艾米森; P·斯约博格; Z·雷帕西
Original assignee: Hitachi Energy Switzerland AG
Current assignee: Hitachi Energy Co ltd
Priority date: 2019-11-20
Filing date: 2020-11-20
Publication date: 2022-04-05
Anticipated expiration: 2040-11-20
Also published as: WO2021099535A1; EP3826035A1; CN114287045B; US20220293302A1

Abstract

本公开涉及一种套管，其包括导体管(20)，布置在导体管内的支撑管(21)、配置为穿过支撑管的拉杆(22)和布置成由拉杆拉入导体管中的触点装置(26)。触点装置包括密封塞(28)，密封塞(28)被布置成密封地接合导体管的内壁，以防止液体通过密封塞进入导体管。

Description

带密封底部触点的拉杆套管

技术领域

本公开涉及一种包括拉杆系统的电气套管。

背景技术

具有拉杆系统的套管与充液电气设备(如充油变压器)相连，通常允许绝缘液体进入套管，因为拉杆通过套管中的管状电导体运行并进入电气设备。因此，套管通常与电气设备密封，以防止液体通过拉杆套管从电气设备中漏出。

即使套管被密封以防止绝缘液体泄漏，但与不允许绝缘液体进入套管导体管的套管相比，可能会存在增加的泄漏风险。例如，如果套管设置在变压器箱和电力电子转换器的阀厅之间，泄漏可能会增加阀厅中潜在的灾难性火灾的风险。

然而，为了防止绝缘液体进入导体管，目前不可能使用拉杆系统将电气设备中的触点连接到套管中的导体管。相反，可能需要在变压器箱中设置一个人孔，以便在变压器箱内连接套管的触点。

EP2117016A1公开了一种用于高压套管的拉杆安装装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种带有拉杆系统的套管，所述套管在连接到充液的电气设备中时，能够防止绝缘液体进入导体管。

根据本发明的一个方面，提供了一种套管，所述套管包括导体管，支撑管，所述支撑管同心地布置在所述导体管内，拉杆，所述拉杆被配置为行进穿过所述支撑管；以及触点装置，所述触点装置被布置为由所述拉杆拉入所述导体管。所述触点装置包括密封塞，所述密封塞用于密封地与所述导体管的内壁接合，以防止液体通过所述密封塞进入所述导体管内。

根据本发明的另一个方面，提供了一种电站，所述电站包括电气设备以及本公开的实施例所述的套管，所述套管穿过所述电气设备的壁布置。

根据本发明的另一方面，提供了一种将触点装置电连接到套管的导体管的方法。所述方法包括，由拉杆将所述触点装置拉入所述导体管中，直到所述触点装置的电触点与所述导体管电连接，所述拉杆穿过同心地布置在所述导体管内的支撑管，并且所述触点装置的密封塞密封地接合所述导体管的内壁，防止液体通过所述密封塞进入所述导体管。

通过拉杆系统，套管可以更快速且更容易地安装到变压器上。然而，传统使用的拉杆系统允许变压器箱的液体进入套管的导体管。通过包括密封塞的触点装置，触点装置可以防止绝缘液体，例如变压器油，进入套管的导体管，同时仍然可以使用拉杆系统，以避免在套管的底部触点连接到电气设备(例如充液的变压器)时，需要手动进入电气设备。为了使触点装置能够正确地被拉入导体管，从而使密封塞能够密封地与导体管的内壁接合，可以采用不同的手段，如本文所述。密封塞可以配备密封装置，例如周向的O型环，当密封塞密封地与内壁接合时，它被压在导体管的内壁上，从而进一步提高密封塞的密封能力。

要注意的是，可在适当的情况下将任何方面的任何特征应用于任何其他方面。同样，任何方面的任何优势都可应用于任何其他方面。从以下详细公开内容、所附从属权利要求以及附图，随附实施例的其他目的、特征和优点将变得显而易见。

一般而言，除非本文中另有明确定义，否则权利要求中使用的所有术语均将根据其在技术领域中的普通含义来解释。除非另有明确陈述，否则对“一/一个/元件、设备、部件、器件、步骤等”的所有引用都将被开放地解释为指代元件、设备、部件、器件、步骤等的至少一个实例。除非明确陈述，否则本文中所公开的任何方法的步骤均不必按所公开的确切顺序执行。针对本公开的不同特征/部件使用“第一”、“第二”等仅旨在将特征/部件与其他类似的特征/部件区分开来，而不是赋予特征/部件以任何顺序或层次。

附图说明

将通过示例的方式参考附图来描述实施例，在附图中：

图1是电气系统的示意性剖面图，根据本发明的一个实施例，该系统包括充液的电气设备，例如变压器，经由套管与例如阀厅连接。

图2-6分别是套管底端的详细示意图，包括其触点装置的纵向剖面图(图2和图3轻微透视)，每幅图显示了触点装置被拉入导体管时的各个阶段。

图7是导体管的纵向截面示意图，导体管的底端具有触点装置并且在导体管的顶端具有紧固装置。图中公开了底端和顶端，中间部分被移除。

具体实施方式

现在将在下文中参考附图更充分地描述实施例，附图中示出了某些实施例。然而，在本公开的范围内，许多不同形式的其他实施例是可能的。相反，通过示例的方式提供以下实施例，使得本公开将是彻底的和完整的，并且将向本领域技术人员充分传达本公开的范围。在说明书通篇中，相似的数字指代相似的元件。

图1示出了电气系统10的实施例，该电气系统10包括充液电气设备2，例如，变压器，液电气设备2经由套管1(即变压器套管)连接到例如阀厅3。例如，套管1可以用于阀厅转换器或整流器，其中变压器放置在室外，并且套管穿过壁进入阀厅3。套管1可以经由电气设备2的箱的转塔连接。在此，电气设备2作为示例假设为变压器，填充有绝缘液体(例如变压器油和/或酯类液体)，通常为高压(HV)变压器。因此，该套管1可以是壁式套管，用于允许电导体通过变压器箱的壁。然后，同一套管1可用于通过阀厅3的壁连接变压器，或者使用一个单独的套管使电导体穿过阀厅的壁。

图2-6示出了触点装置26通过拉杆22被拉入套管1的导体管20中时的不同阶段。例如，当套管1的下端(即图2-6中所示的端部)被引入变压器箱时(通常经由变压器箱的转塔)，与电气设备2(在下文中被举例为变压器2)的操作部件电性连接的触点装置26可以停在变压器2的变压器箱内。套管的导体管20呈管状，因此是中空的，并在该导体管内限定纵向通孔，该通孔通常也在套管的顶部密封。套管1设置有拉杆机构，包括行进穿过支撑管21的拉杆22，支撑管21被布置在导体管20中形成的纵向孔内并沿着该纵向孔布置。支撑管21通常同心地布置在导体管20内。拉杆22与触点装置26相连接，使触点装置被拉向导体管20，以使触点装置26的电触点29与导体管20电连接，从而使变压器与套管1电连接。

图7是导体管20的纵向的示意性截面图。图中公开了底端和顶端，去掉了中间部分。套管的下端是套管的底端，可以布置在变压器箱的底部。套管的另一端可被视为套管的上端。以同样的方式，布置在套管下端的导体管20的下端可被视为导体管20的底端70。导体管的另一端可被视为导体管20的顶端71。

图7公开了导体管20的横截面视图，在导体管20的底端70有触点装置26，在导体管20的相对侧是导体管20的顶端71。在导体管20的顶端71布置有密封单元72。图7的下部也在在图6中公开。附图标记是相同的，但在图7中没有全部插入。在图7的上部插入了一些附图标记，因为这些部件是从下部延伸到上部的，所以这些附图标记与图7的下部相同。

支撑管21可以由底部法兰25相对于导体管20固定，该底部法兰固定在支撑管的底端31以及导体管的内部，例如沿着导体管的整个圆周可能密封地防止变压器液体进入导体管支撑管的外部和/或内部。底部法兰25可以限定对接管23，该对接管开口到支撑管的内部，并被布置成接收触点装置26的前部26a，所述前部通常至少部分地为圆柱体的形式，前部包括导向锥27。对接管23通常在其向支撑管21敞开的最内部部分处可以由锥形内表面24界定，该锥形内表面24可以布置成接收或配合导向锥27。

根据本发明，触点装置包括密封塞28，该密封塞28布置成密封地接合导体管20的内壁，以防止液体从变压器2通过密封塞进入导体管，例如进入支撑管21。密封塞可以由包含聚合材料或由聚合材料组成的弹性材料制成。聚合材料可以是橡胶或塑料材料。密封塞可以包括聚合材料或由聚合材料组成，例如橡胶或塑料材料。

套管1通常还包括其他部件，这些部件未在图2-6中具体示出，但它们是常规的，例如布置在导体管20外面的冷凝器芯，以改变流经导体管的电流所形成的电场，和/或外部绝缘套，以使套管与周围环境绝缘并保护套管。

在图2中示意性示出的阶段，拉杆22已将触点装置26拉得很近，以至于导向锥27开始进入导体管2，但尚未到达底部法兰25。

在图3中示意性示出的阶段，拉杆22已将触点装置26拉得很近，以致导向锥27开始进入对接管23。为了便于触点装置26的前部26a进入对接管23，特别是如果对接管的直径与圆柱形前部26a的直径大致相同(或仅稍大)的情况下，对接管23在其远离支撑管21的一端可由底部法兰25中的端部倒角(优选圆周的)界定，用于与导向锥27相互作用，以将触点装置26的前端26a导向进对接管中，如图3所示。

图4示出了当触点装置26的前端26a继续进入对接管23时，密封塞28开始进入导体管20。为了便于密封塞28进入导体管，密封塞可以包括导向锥形表面42，该表面布置成与导体管20的端部倒角41(通常是圆周的)相互作用，以将密封塞28引导到导体管中。图4中还示出了在密封塞28中的一个可选的圆周密封元件43，例如包括一个布置在周向凹槽中的O型环。在一些实施例中，密封元件43可以包括多个O型环和/或包括任何其他密封手段。图4中还示出了电接触元件40，例如接触螺旋弹簧，在触点装置26的电接触29中，被布置用于提供与导体管20的良好电连接。

图5示出了当密封塞28(例如，通过密封元件43)密封地接合导体管20的内壁(优选地沿着密封塞的整个圆周)，从而防止液体通过密封塞进入导体管20(例如进入支撑管21)的阶段。

在图6所示的情况下，触点装置已被拉到其最终位置。密封塞28密封地接合导体管20的内表面以防止液体通过密封塞28进入导体管，并且电触点29与导体管20电连接，例如，通过电接触元件40在套管1的底端与导体管20的外部接合，如图所示。触点装置26已被拉杆22从导体管20的顶端71拉入导体管20的底端70中。当触点装置26被拉到密封位置时，拉杆22在支撑管21的顶端73被紧固。拉杆22的顶端76是布置在导体管20顶端的拉杆的端部。

通过密封塞28，可以防止诸如变压器液体之类的液体进入导体管，从而使套管干燥并防止液体泄漏到例如阀厅3。为了便于通过拉杆将密封塞插入转换器管中，可以使用各种导向元件，如上所述，例如：对接管23布置成接收触点装置26的前部26a，包含在前端26a中的导向锥27，以引导前端26a进入对接管23，对接管28的端部倒角30，用于与导向锥27相互作用，以进一步促进引导前端26a进入对接管23。对接管的锥形内表面24用于接收导向锥27，密封塞28的导向锥形表面42用于引导密封塞进入导体管20，和/或导体管的端部倒角41被设置以进一步促进密封塞28引导进入导体管20。这些引导元件，每一个本身或相互结合，都有助于将密封塞28密封地装入导体管。当然，也可以不借助这些引导元件或通过其他引导元件密封地配合密封塞，但这可能会更加困难。

包括电触点29的触点装置26被拉入或拽入导体管20中。触点装置的电触点29可以被认为是底部触点。电触点29是可以连接到变压器引线的触点，其可以布置在变压器的下部。在将套管安装到变压器时，这是需要的。底部触点29可以连接到变压器的引线。这可以由操作员完成。操作员通过变压器壁上的变压器箱开口伸入变压器箱。变压器箱开口用于以后在该开口处布置套管。在底部触点连接到变压器引线后，将拉杆安装到底部触点上，然后将套管安装到变压器上。拉杆系统使得在某些变压器设计上安装套管成为可能，否则，在安装套管之前，如果底部触点已经安装在变压器上，就不可能接触到套管和底部触点的连接点。

触点装置26被布置成通过拉杆22被拉入导体管20中。触点装置26在导体管20的底端70被拉入导体管20中，该底端70被布置在与套管底端相同的一侧。拉杆22从导体管20的顶端71拉出。为了能够拉出或拽出拉杆22，需要移除密封单元72。然后拉杆22被拉紧或固定在支撑管21的顶端73中。拉杆22通过紧固装置74紧固，该紧固装置例如可以是螺母74。因此，拉杆22可以通过安装在拉杆22的顶端76的螺纹上的螺母74来紧固。在将拉杆22紧固在支撑管21的顶端73中之后，密封单元72被放回导体管20中。

此外，触点装置26可以与导体管20的底端70和套管的底端分离。这可能是在更换套管时需要的。通过松开前面提到的螺母74，可以从导体管20的顶端71处实现分离。

需要移除密封单元72以能够松开螺母或紧固装置74。触点连接到变压器的引线。这简化了触点和引线与套管的分离。使用这种解决方案，始终可以在变压器上移除或安装套管，而无需工作人员进入箱内以将与套管接触的底部触点29紧固或松开，并且套管内仍然没有油。该方法还可包括通过将拉杆22拉紧或紧固在支撑管21的顶端73中来将触点装置26拉入导体管20中。该方法包括通过安装在支撑管21的上端73上的紧固装置74，如螺母，来固定拉杆22以拉紧或紧固拉杆22。拉杆的上部可以有螺纹，螺母74安装在该螺纹上，并且拉杆的上部通过将螺母74拧在拉杆22上来紧固。

触点装置26被布置成被拉入导体管20中。触点装置26被布置成从导体管20的顶端74被拉入导体管20中。触点装置26被布置在导体管20的底端70中并布置在拉杆22的底端75中。拉杆22的另一端，即顶端76，布置在导体管20的顶端71中，拉杆22的顶端76同时布置在支撑管21的顶端73中。通过拉杆22，触点装置26被拉入导体管20并且拉杆22被紧固并固定在拉杆22的顶端71中。

套管的顶端是套管可以连接到电力线的端部，例如在电网、开关站和DC(直流)整流器或DC转换器中。

变压器可以是用于DC应用的变压器。

上文已主要参考几个实施例描述了本公开。然而，如由本领域技术人员容易理解的，在如由所附权利要求定义的本公开的范围内，除了上文所公开的实施例之外的其他实施例同样是可能的。

Claims

1.一种套管(1)，所述套管(1)包括：

导体管(20)；

支撑管(21)，所述支撑管(21)被布置在所述导体管(20)内；

拉杆(22)，所述拉杆(22)被配置为行进穿过所述支撑管(21)；以及

触点装置(26)，所述触点装置(26)被布置为由所述拉杆(22)拉入所述导体管(20)中；

其中，所述触点装置(26)包括电触点(29)并且所述触点装置(26)包括密封塞(28)，所述密封塞(28)被布置用于密封地与所述导体管(20)的内壁接合，以防止液体通过所述密封塞(28)进入所述导体管，其中，所述触点装置(26)包括前端导向锥(27)，所述导向锥(27)用于将所述触点装置的前端引导到与所述支撑管(21)的端部(31)连接的对接管(23)中，并且其中，所述对接管(23)包括锥形内表面(24)，所述锥形内表面(24)向所述支撑管(21)的所述端部(31)逐渐变细，用于接收所述触点装置(26)的所述导向锥(27)。

2.根据权利要求1所述的套管，其中所述密封塞(28)设置有外部的、周向的密封元件(43)，例如包括O型环的密封元件(43)，所述密封元件(43)被布置成压靠所述导体管(20)的所述内壁。

3.根据前述权利要求中任一项所述的套管，其中所述密封塞(28)包括导向锥形表面(42)，所述导向锥形表面(42)被布置成与所述导体管(20)的端部倒角(41)相互作用，以用于将所述密封塞(28)引导到所述导体管中。

4.根据前述权利要求中任一项所述的套管，其中所述对接管(23)包括端部倒角(30)，所述端部倒角(30)位于所述支撑管(21)的远端，用于与所述导向锥(27)相互作用，以用于将所述触点装置(26)的所述前端引导到所述对接管中。

5.一种电站(10)，所述电站包括：

电气设备(2)；以及

前述权利要求中任一项所述的套管(1)，所述套管(1)穿过所述电气设备(2)的壁布置。

6.根据权利要求5所述的电站，其中，所述电气设备包括充液变压器或电抗器，尤其是充液变压器。

7.根据权利要求5-6中任一项所述的电站，还包括容纳电力转换器的阀厅(3)，其中，所述套管(1)还穿过所述阀厅的壁布置。

8.一种将触点装置(26)电连接到套管(1)的导体管(20)的方法，所述方法包括：

通过拉杆(22)将所述触点装置拉入所述导体管中，所述拉杆行进穿过布置在所述导体管(20)内的支撑管(21)，其中所述导体装置包括前端导向锥(27)，所述前端导向锥(27)用于将所述触点装置的前端引导到对接管(23)中，所述对接管(23)连接到所述支撑管(21)的端部(31)，并且其中所述对接管(23)包括锥形内表面(24)，所述锥形内表面(24)向所述支撑管(21)的所述端部(31)逐渐变细，以用于接收所述触点装置(26)的所述导向椎(27)，并将所述触点装置拉入所述导体管中，直到所述触点装置的电触点(29)与所述导体管电连接，并且所述触点装置的密封塞(28)密封地接合所述导体管(20)的内壁，防止液体通过所述密封塞进入所述导体管。