CN115810980A - 一种开变一体机 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种开变一体机。其通过气体绝缘管道，将变压器、GIS设备和中性点设备连接为一整体，并将变压器高压的三相出线汇总到一个管道内与GIS设备连接，能够有效减少GIS设备气体绝缘管道的数量，压缩设备间的绝缘距离。本申请通过将GIS设备布置为与变压器平行，并将GIS设备的长度压缩至不超过变压器长度尺寸，能够有效降低开变一体机对安装场地长度尺寸的要求。本申请中，变压器与GIS设备之间的电气连接完全在气体绝缘管道中完成，属于全绝缘连接方式，连接线路未裸露在空气中，因此对绝缘距离的要求更小，可应对恶劣自然气候环境，避免外界小动物对有效绝缘距离的影响，使得开变一体机安全系数更高，可以减轻日常带电巡视和维护的工作量。

Description

一种开变一体机

技术领域

本申请涉及变电站高压设备领域，具体而言涉及一种开变一体机。

背景技术

现有变电站通常通过敞开式连接结构将变压器和高压开关及中性点成套装置在空气中进行连接。这种敞开式空气绝缘技术，易受外部环境因素，如湿度、海拔高度等的影响，运行时需要按照相应电压等级的规程要求保持安全距离。这种用空气绝缘技术的变电站，为确保绝缘距离安全，一般需占用较大空间，不利于城市变电站及土地资源稀缺的变电站建设需求。

现有户外高压变电站的中性点接地装置需要单独在变压器旁边设置立柱，以将中性点成套装置安装在所述立柱上，然后通过架空软线将其连接到变压器中性点套管上。工程施工过程中，还需要进行立柱基础制作和相关地脚螺丝预埋。此外，中性点成套装置与变压器之间的架空连接软线完全裸露在空气中，对绝缘距离的要求较大，还容易受环境因素影响在某些恶劣的雨雪雷暴天气下产生放电现象。

现有户外高压变电站变压器的低压出线通常采用纯瓷套管。纯瓷套管与管母线或母线排连接，其同样裸露在空气中，同样存在安全隐患。

空气绝缘的连接方式下，现有户外高压变电站变压器与GIS设备之间需要设置为分相连接，其电路连接结构需预留足够绝缘距离无法紧凑布置，因而会浪费大量安装空间。

此外，现有户外高压变电站变压器还存在以下缺陷：

现有高压变电站变压器大多采用片式散热器自然冷却或者加风机冷却，散热器效率偏低。同时，为满足散热需求，现有变压器需安装大量片式散热器，片式散热器常将变压器两边挂满，对变压器高压侧出线和低压侧出线均会带来一定干扰，影响出现结构设计，并同时使得变压器外形尺寸偏大，布置不够灵活。

现有户外高压变电站变压器、GIS设备和中性点成套装置分别安装于不同基础表面。设备之间重量差异较大，会使得重量较大的变压器在运行中受设备自身的振动影响而产生较大尺度的沉降。而此时其他设备自身重量相对较轻，且运行过程中所受振动较小，因而仅会在较小范围发生沉降现象。由此使得变压器在运行过程中与GIS设备、与中性点成套装置之间产生较大尺度的相对位移，影响设备之间的电气连接结构进而影响系统稳定性。

发明内容

本申请针对现有技术的不足，提供一种开变一体机，本申请利用气体绝缘管道将变压器、GIS设备和中性点设备集成为一整体，以压缩设备之间绝缘间距，有避免外界环境对系统安全性的影响，减轻日常带电巡视和维护的工作量。本申请具体采用如下技术方案。

首先，为实现上述目的，提出一种开变一体机，其包括由气体绝缘管道固定连接为一整体的变压器、GIS设备和中性点设备，其中：所述变压器，其高压出线端设置在变压器箱体的顶部一侧，其低压出线端设置在变压器箱体的顶部另一侧并由低压油气隔离装置封闭；所述GIS设备，其平行于变压器设置在变压器箱体的一侧；所述中性点设备，其固定设置在变压器箱体的一端，与变压器的中性点密封连接；所述气体绝缘管道，其内部具有连通变压器高压出线端与GIS设备的电通路，其端部设置有插拔式套管接线端子，所述插拔式套管接线端子密封连接在变压器出线端的套管上。

可选的，如上任一所述的开变一体机，其中，所述变压器、GIS设备及中性点设备均焊接固定于同一公共基础平台上；GIS设备，变压器高压出线端、低压出线端、中性点所连的气体绝缘管道，以及中性点设备均分别由内部填充有六氟化硫气体的金属外壳密封。

可选的，如上任一所述的开变一体机，其中，所述气体绝缘管道与套管之间的插拔式套管接线端子包括：母头底座，其端部由设置在套管上的屏蔽罩封闭；套管导电杆，其设置在母头底座底部，套管导电杆的端部抵接套管端连接导体，为气体绝缘管道内部电通路与套管端连接导体之间提供电连接；弹簧触指，其环绕母头底座端部内壁设置一周，弹性抵接于套管端连接导体外周。

可选的，如上任一所述的开变一体机，其中，各触指片的顶端分别连接有触指弹簧，所述触指弹簧的顶端卡接于母头底座开放端头内周的环形间隙中，各触指片分别由触指弹簧的弹性形变而沿母头底座径向向内紧密抵接于连接导体外周。

可选的，如上任一所述的开变一体机，其中，各所述触指片的顶端分别设置有凹槽结构，各所述触指弹簧底部设置有弯折结构，所述弯折结构插接连接于触指片的凹槽结构中。

可选的，如上任一所述的开变一体机，其中，触指片顶端凹槽结构中接近连接导体的一侧向上延伸形成连接臂，所述连接臂贴合触指弹簧侧壁中部，引导触指弹簧底部的弯折结构带动触指片向连接导体内侧翻转，贴近连接导体侧壁。

可选的，如上任一所述的开变一体机，其中，变压器与GIS设备之间的气体绝缘管道包括：高压接口，其设置为三个，三个高压接口分别与三相高压出线端所设的三个高压油-SF6套管密封连接；横向密封管道，其分别由各高压接口水平引出，并密封连接至同一三相共箱管道；所述三相共箱管道的一端分别通过由其导电内芯引出的三相转接导体连接各横向密封管道，所述三相共箱管道的另一端通过其导电内芯与GIS设备中各相稳定电连接。

可选的，如上任一所述的开变一体机，其中，所述气体绝缘管道中还设置有由气体绝缘金属外壳密封的：直管导体，其一端连接外接套管均压球，另一端安装插接触头；所述外接套管均压球可拆卸地与外接套管电连接，通过所述外接套管连接相应的试验设备；所述插接触头可拆卸地连接有两路导体，两路导体分别连接气体绝缘管道两端的变压器与GIS设备，调整外接套管与变压器或GIS设备之间的电连接通路。

可选的，如上任一所述的开变一体机，其中，所述插接触头设置在气体绝缘管道的弯折部位，插接触头与各路导体之间、插接触头与直管导体之间均分别由拆装导体插接实现电连接；拆装导体上还插接设置有可拆卸的球头屏蔽，球头屏蔽外周设置为弧面且与插接触头表面平滑过渡。

可选的，如上任一所述的开变一体机，其中，所述高压接口及横向密封管道的端部还分别设置有波纹膨胀节，所述波纹膨胀节随变压器与GIS设备之间的相对位移而相应地收缩或拉伸，提供纵向或横向的偏移、转向裕度，各波纹膨胀节的外部两端还分别连接有角度调节器，所述角度调节器的两端分别与波纹膨胀节的两端固定连接，所述角度调节器的中间轴销连接，提供旋转自由度。

有益效果

本申请提供一种开变一体机，其通过气体绝缘管道，将变压器、GIS设备和中性点设备连接为一整体，并将变压器高压的三相出线汇总到一个管道内与GIS设备连接，能够有效减少GIS设备气体绝缘管道的数量，压缩设备间的绝缘距离。本申请通过将GIS设备布置为与变压器平行，并将GIS设备的长度压缩至不超过变压器长度尺寸，能够有效降低开变一体机对安装场地长度尺寸的要求。本申请中，变压器与GIS设备之间的电气连接完全在气体绝缘管道中完成，属于全绝缘连接方式，连接线路未裸露在空气中，因此对绝缘距离的要求更小，可应对恶劣自然气候环境，避免外界小动物对有效绝缘距离的影响，使得开变一体机安全系数更高，可以减轻日常带电巡视和维护的工作量。

进一步，本申请在变压器中性点出线处采用油-SF6套管替代常用的油-空气套管，并使用金属封闭气体绝缘的中性点接地装置与中性点油-SF6套管连接，实现了变压器与中性点接地装置的一体化设计，能够将变压器中性点和中性点接地装置的接线端子在封闭环境内实现连接安装，提高了产品的安全性。

此外，本申请还在变压器低压出线侧采用油气隔离装置实现与GIL输电设备的电连接，所述油气隔离装置与GIL输电管道之间通过法兰盘安装固定实现连接过渡，更加自然，能够提高产品的美观度，并同时提升设备之间连接管路的密封性。

最后，本申请将变压器，中性点的成套装置和GIS设备共同焊接在同一个公共基础平台上，可通过统一的支撑基础有效避免产品在运行过程中由于各部件之间重量差异和振动受力不均，而导致整体产品中各设备之间出现沉降程度不一致的现象，进而避免因设备沉降不一致导致的连接结构不稳定，气体绝缘被破坏，影响系统安全性的问题。

本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。

附图说明

附图用来提供对本申请的进一步理解，并且构成说明书的一部分，并与本申请的实施例一起，用于解释本申请，并不构成对本申请的限制。在附图中：

图1为本申请所提供的开变一体机的整体结构示意图

图2为另一实施例中开变一体机的整体示意图

图3为本申请的开变一体机中变压器主体结构的示意图；

图4是本申请的开变一体机中GIS设备主体结构的示意图；

图5是本申请的开变一体机中中性点设备的示意图；

图6为上述图4中高压接口的结构示意图；

图7为上述图4中三相共箱管道的结构示意图；

图8为上述图7所示的三相共箱管道中导电内芯的结构示意图；

图9为本申请所采用的波纹膨胀节安装方式的示意图；

图10为本申请中插拔式套管接线端子连接结构的示意图；

图11为本申请中插拔式套管接线端子中触指弹簧连接结构的剖视图；

图12为本申请中插拔式套管接线端子设置方式的示意图；

图13是又一实施例下开变一体机外部防火结构的示意图；

图14是图13中防火结构的安装状态示意图。

图中标记：1表示变压器；10表示顶盖；11表示立柱；12表示面板； 120表示连接孔；110表示螺栓；102表示限位槽；101表示限位柱；121表示限位孔；13表示螺柱；14表示螺母；15表示连接体；16表示限位环；17表示球体；18表示连接槽；19表示散热扇；190表示固定体；2表示高压油-SF6套管；3表示低压油气隔离装置；4表示气体绝缘管道，40表示触指弹簧，41表示屏蔽罩，42表示母头底座，43表示套管导电杆，44表示触指片，45表示沉头螺钉，46表示连接导体，47表示无耳挡圈，48表示触指外壳，49表示触指底座，441表示开断钢圈；5表示试验装置；6表示GIS设备；7表示中性点设备；8表示中性点油-SF6套管；9表示公共基础平台；301表示油箱；302表示变压器手孔；303表示低压升高座；304表示油风冷却器；401表示共箱母线；402表示GIS接地开关；403表示隔离开关；404表示断路器；405表示GIS电流互感器；406表示电缆终端；407表示GIS避雷器；408表示电压互感器；409表示GIS控制柜；501表示球形放电间隙；502表示中性点避雷器；503表示中性点电流互感器；504表示中性点接地开关；505表示中性点控制柜；506表示安装支架；507表示间隙调节装置；602表示金属屏蔽罩；601表示套管手孔；701表示横向密封管道连接端口；702表示绝缘管手孔；801表示直筒导体；802表示转接导体；803表示绝缘子触头；804表示盆式绝缘子。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本申请实施例的附图，对本申请实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本申请的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本申请中所述的“和/或”的含义指的是各自单独存在或两者同时存在的情况均包括在内。

本申请中所述的“内、外”的含义指的是相对于气体绝缘管道本身而言，指向其金属管壳内部的方向为内，反之为外；而非对本申请的装置机构的特定限定。

本申请中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。

本申请中所述的“上、下”的含义指的是使用者正对开变一体机时，由公共基础平台指向变压器顶部油箱的方向即为上，反之即为下，而非对本申请的装置机构的特定限定。

图1为根据本申请所提供的作为变电站高压设备一部分的开变一体机，其包括由气体绝缘管道4固定连接为一整体的：变压器1、GIS设备6和中性点设备。其中：

所述变压器1的高压出线端可设置在其变压器箱体的顶部一侧，靠近GIS设备安装区域；变压器的低压出线端可设置在变压器箱体的顶部另一侧，远离GIS设备以方便连接相应的GIL输电管道；其中，高压出线端可通过封闭的高压油-SF6套管2实现绝缘密封，低压出线端可通过低压油气隔离装置3的封闭实现绝缘密封；

所述GIS设备6，可以平行于变压器1长轴的方向设置在变压器箱体的一侧，两者并排设置可有效节约安装空间，并为变压器箱体前后两端预留出足够空间以安装相应的中性点设备和油路设备；本申请的GIS设备6一般采用气体绝缘金属封闭形式，绝缘介质为六氟化硫气体，一般可与高压油-SF6套管2分相连接；

所述中性点设备，其可固定设置在变压器箱体的一端，并通过一组单独的气体绝缘管道与变压器1的中性点密封连接；中性点设备可通过六氟化硫气体绝缘金属封闭形式形成中性点成套装置，中性点成套装置一般可通过中性点油-SF6套管8实现与变压器中性点出线端的电连接，以接收变压器中性点信号；

密封连接在变压器1的高压出线端与GIS设备6之间的所述气体绝缘管道4，其内部由绝缘气体填充并设置有连通变压器高压出线端与GIS设备的电通路。

由此，本申请通过对GIS设备、变压器及中性点成套装置的一体化设计，能够利用气体绝缘管道将变压器、GIS设备何中性点成套装置连接为一整体，从而压缩各个设备之间通过传统架空线连接所需的绝缘距离，进而压缩变电站所需占用的空间资源。本申请将变压器与GIS设备，中性点成套装置及低压出线之间的连接设计为全绝缘连接方式，连接线路均封闭设置在气体密闭管道中，因此，本申请的开变一体机新结构可通过密闭管道外壳抵御恶劣自然气候环境和外界小动物的影响，提高系统安全系数。此外，本申请的开变一体机新结构无带电体裸露在空气中，因而不需要考虑带电设备的外绝缘距离，由此，仅将各设备之间的距离设置为满足设备安装的机械距离即可。这样的设备布置方式更加紧凑，能够进一步提高本申请的场地面积利用率。

为进一步确保本申请的开变一体机中各电路器件之间连接结构稳定，不易在运输过程中产生装配误差，本申请优选将所述变压器1、GIS设备6及中性点设备均焊接固定于同一公共基础平台9上；变压器的高压出线端、中性点和低压出线端分别连接高压油-SF6套管2, 中性点油-SF6套管8和低压油气隔离装置3，套管装置可分相布置也可三相集成设置。高压油-SF6套管2可在变压器顶部一侧呈“一字型”布置，高压油-SF6套管2与变压器连接端可设置为沉入变压器油箱内，以降低高压油-SF6套管2高度。中性点油-SF6套管8可布置在变压器侧面水平出线，以便于布置中性点成套装置。低压油气隔离装置3可布置在变压器顶部，位于高压油-SF6套管2的对面；

变压器1的高压出线端、低压出线端、中性点，以及GIS设备6，气体绝缘管道4和中性点设备均可设置为分别由内部填充有六氟化硫气体的金属管壳密封。其中，所述气体绝缘管道4的一端可设置为与高压油-SF6套管2固定连接，气体绝缘管道4的另一端可设置为与GIS设备固定连接，从而实现高压出线从变压器侧的三相分相出线到GIS设备的三相共箱进线的过渡。

为灵活调整开变一体机系统中各主要电路设备的连接关系，确保开变一体机能够稳定运行，本申请还可在上述气体绝缘管道4中进一步连接一组可拆卸调整的导电芯。导电芯的一端可拆卸地与试验设备电连接，所述导电芯的另一端可拆卸地设置有两路导体，两路导体分别连接变压器1与GIS设备6。该导电芯可外接信号作为临时馈电结构使用，也可以根据产品需求拆除相应的馈电接口而保留连接于变压器1与GIS设备6之间电连接通路，从而通过内部导电芯的连接将变压器与GIS设备连接为一整体，从而通过由高压开关气体绝缘管道4外壳封闭的内部导体连通变压器1和高压开关GIS设备6，确保变压器运行时电气连接通路稳定。变压器1与GIS设备6之间由填充六氟化硫气体并保持密封的气体绝缘管道4稳定电连接。

为进一步压缩气体绝缘管道4的安装空间提高开变一体机设备整体的紧凑度，本申请优选将变压器1内所设的三相线圈沿变压器箱体的长轴排布，其中：

三相高压线圈上端所对应的三相高压出线端分别垂直向上由变压器箱体顶盖引出，在变压器顶盖下部通过变压器主体结构上的手孔与高压油-SF6套管连接，三相高压出线端分别由排列在变压器箱体顶部一侧的高压油-SF6套管密封，各高压油-SF6套管分别连接变压器高压出线的一相，从变压器主体结构的顶盖垂直方向安装，并分别通过高压接口602保持与气体绝缘管道4稳定电连接；

三相高压线圈下端所对应的中性点引出线由变压器箱体一侧端面以平行于变压器箱体长轴的方向由变压器短轴侧上部水平引出，并在变压器中性点升高座内由设置在变压器箱体一侧端面的中性点油-SF6套管密封，所述中性点引出线保持与连接中性点设备的气体绝缘管道稳定电连接，通过气体绝缘中性点接地装置接地。所述气体绝缘中性点接地装置包括并联连接在变压器中性点与接地装置之间的：避雷器、球形放电间隙、互感器和接地隔离开关。

三相低压线圈上端所对应的三相低压出线端汇集至低压升高座303下，以垂直向上的方向连接至同一法兰的底部进而由变压器箱体顶盖引出，所述连接法兰由设置在变压器箱体顶部另一侧的低压油气隔离装置3密封，所述低压油气隔离装置3保持三相低压出线端与相应的低压设备稳定电连接。所述油气隔离装置也可称作环氧树脂浇筑金属法兰盆式绝缘子。

为将变压器维持在适宜的运行温度下，本申请还可进一步在所述变压器1顶部的一侧端部设置一油箱301，所述油箱301具体可安装在低压油气隔离装置3与中性点油-SF6套管之间，设置在平行于高压油-SF6套管的一侧。油箱通过油路连接变压器箱体，可为变压器补充绝缘油，并通过变压器箱体另一侧端面所设置的至少一组油风冷却器304调整绝缘油温度。所述的油风冷却器可包括设置在与变压器中性点套管相对一侧的两组，其中一组油风冷却器作为备件，仅在其他油风冷却器出现故障后切换使用，另一组油风冷却器在正常情况下部参与运行工作。油风冷却器与变压器1内部油路连通，可通过连接变压器箱体的油路，将冷却后的绝缘油通过油风冷却器的油泵直接打入变压器线圈内以降低变压器内的温度。

变压器1与GIS设备6之间的气体绝缘管道4具体可设置为包括图4所示的：

高压接口602，其具体可采用图6所示的内部结构，气体绝缘管道4中可分别为三相高压出线端设置三个高压接口602，三个高压接口602分别与三相高压出线端所设的三个高压油-SF6套管密封连接；

横向密封管道，其分别由各高压接口602水平引出，并密封连接至同一三相共箱管道；

所述三相共箱管道的一端为三通管道，与高压油-SF6套管固定连接，其另一端与GIS设备固定连接。上述各管路之间固定连接并形成内部导通的绝缘气体通道。管道之间还可进一步通过图9所示的金属波纹膨胀节进行安装以调节制作上的误差，避免装配后设备沉降不均影响电连接稳定性。三相共箱管道的一端可分别通过由其导电内芯引出的三相转接导体802连接各横向密封管道，所述三相共箱管道的另一端可通过其导电内芯与GIS设备6中各相稳定电连接。

考虑到现有结构变压器与GIS设备或GIL输电线路大多采用端子板或接线柱通过螺栓紧固，属于硬连接，套管端子板或接线柱上应力较大。同时，由于在气体绝缘管道内进行螺栓连接，对于现场安装空间要求较大，有时甚至需要安装人员钻入管道内进行安装，安装较为麻烦。因此，本申请中还可将其中的高压接口602，在一些实现方式下，设置为采用图10至图12所示的插拔式套管接线端子实现与高压油-SF6套管的密封连接。该插拔式套管接线端子包括：

母头底座42，其设置在气体绝缘管道4的接口位置，一侧端部设置开放，另一侧连接至气体绝缘管道4管路，连接状态下，母头底座42的开放端部外周由设置在高压油-SF6套管上的屏蔽罩41封闭，用于高电场区域防止尖角和畸形电场放电；

所述的套管导电杆43，其固定设置在母头底座42底部，例如，通过焊接方式与母头底座42连接，套管导电杆43的端头可设置与母头底座42封闭底面相平齐，由此，在连接状态下，套管导电杆43的端部能够直接抵接高压油-SF6套管中插接伸入母头底座42内的套管端连接导体46，从而利用套管导电杆43为气体绝缘管道4内部的导体电通路提供与套管端连接导体46之间的电连接；

弹簧触指44，其环绕母头底座42端部内壁设置一周，其顶端通过弹性连接件安装于环绕母头底座42端部，其低端衔接弹性连接件，利用弹性连接件的弹性向内侧向抵接于套管端连接导体46外周，方便插拔；

母头底座42与屏蔽罩41之间可通过母头底座42端头的抵接结构以及屏蔽罩41内侧的沉头螺钉45实现限位固定。沉头螺钉45设置在屏蔽罩41端部插接开口位置的内周，母头底座42的开放端外周在相应位置设置有螺钉卡接槽，将母头底座42插接至屏蔽罩41内的过程中国，沉头螺钉45沿母头底座42开放端外臂由端口向底部滑动，当落入螺钉卡接槽时卡接，为母头底座42提供插接方向的限位，保证导体在两端底座内可以有适当的位移但不会超出弹簧触指接触范围，进而通过弹簧触指的弹性保证连接导体与所述接线端子的可靠接触连接，实现电通路活动连接。

为避免母头底座42插接位置过深，从而向套管端连接导体46施加过大抵接压力，影响高压油-SF6套管内部结构稳定，本申请还可进一步在套管端连接导体46外周设置一圈外凸挡圈以配合母头底座42开放端头的无耳挡圈47提供限位。无耳挡圈47的外周插接固定于母头底座42的开放端口内侧边缘，无耳挡圈47的内径配合套管端连接导体46外周的外凸挡圈外径，使得母头底座42开放端口能够卡接于外凸挡圈端面实现限位。

同时，该无耳挡圈47还可辅助用于固定触指片44。无耳挡圈47的顶端可设置具有较大径向宽度，其底部可贴合于连接导体46外周侧壁设置径向宽度较窄。由此，无耳挡圈47底部外周与母头底座42的内侧壁之间形成环形间隙。触指片44的上端可通过图10右侧所示的触指弹簧40插接于该环形间隙中，实现固定，而触指弹簧40的底端则可与触指片44固定连接，通过触指弹簧40自身的形变而为触指片44提供沿母头底座42径向向内的弹性支撑。触指弹簧40和触指片44均可设置为环绕母头底座42内壁一周顺次排列的若干组，每一组触指弹簧40和触指片44之间紧密连接。触指弹簧40的顶端可设置具有由母头底座42的内侧壁向无耳挡圈47底端翻转的内弯结构，该内弯结构卡接于无耳挡圈47与母头底座42之间的环形间隙内，由触指弹簧40内弯结构的顶端抵接在无耳挡圈47底部外周上向母头底座42内壁方向膨出的卡接圈上，由触指弹簧40内弯结构的外周抵接母头底座42侧内壁。由此，无耳挡圈47底部外周向母头底座42内壁方向膨出的卡接圈使得触指弹簧40底部具有向内倾斜的翻转角度，以带动连接于触指弹簧40底部的触指片44贴近于连接导体46外壁。触指弹簧40底部连接触指片44的位置同样可设置为通过弯折结构插接连接。触指弹簧40的底端可设置为具有由连接导体46外壁向母头底座42开放端口方向向上翻转的外弯结构，该外弯结构卡接于触指片44上部的凹槽结构中。该凹槽结构中接近连接导体46的一侧还可设置具有较长连接臂，以通过该连接臂贴合触指弹簧40内弯结构与外弯结构之间的竖直连接条侧部，引导触指弹簧40底部的外弯结构底端所连接的触指片44略微向内翻转，贴近于连接导体46侧壁。

在较为优选的实现方式下，本申请还可进一步在无耳挡圈外周沿母头底座42内壁设置一圈触指外壳48。触指外壳48可设置在套管端连接导体46外周的外凸挡圈下方，抵接在触指弹簧顶端内弯部位与母头底座42之间，配合无耳挡圈47底部外周上向母头底座42内壁方向膨出的卡接圈上，共同限制触指弹簧40的顶部内弯结构向下滑动松脱。触指外壳48的顶部可连接在无耳挡圈47顶端卡接连接导体外凸挡圈的宽环结构外缘下，触指外壳48底部可在无耳挡圈47底部外周上向母头底座42内壁方向膨出的卡接圈下方设置一圈凸起的触指底座49，以抵接在触指弹簧40外侧，限制触指弹簧40向外翻转，并尽量将触指弹簧40底部压向连接导体46。

连接导体46外周的触指片44还可在其底部设置通孔，以将开断钢圈441安装在通孔内。开断钢圈441顺次贯穿各触指片44底部的通孔，能够将各触指片44顺序连接为一整体。由此，触指弹簧40一端通过触指外壳48和触指底座49内的开槽嵌入，另一端与触指片44开口端连接，开断钢圈441穿过触指片44开口处将各触指片44连结成一体。将上述连结好的部分放入母头底座42内后，可将无耳挡圈47嵌入母头底座42上部开槽环内限位。至此，弹簧触指44安装完成。所述弹簧触指44在母头底座42内可旋转可上下微移，但不会脱离母头底座42。安装好的弹簧触指4其触指片44相互连接形成的圆形通孔直径略小于连接导体46的外径，当连接导体46插入弹簧触指44所合围形成的圆形通孔时，触指弹簧40的弹性会将由触指片44连接形成的圆直径扩大，保证连接导体46与弹簧触指44可靠接触。

上述插拔式套管接线端子结构可灵活设置在变压器各出线端的油-SF6套管外，以及GIS设备连接套管上。其可通过图12所示方式，在保证在不改变套管原有结构要求以及连接可靠的前提下，通过活动连接的形式，取消紧固螺栓，减小接线端子上受到的力，简化安装工序，方便现场施工。相比于传统的硬连接形式，上述插拔式套管接线端子所采用的公、母头插拔形式，无需螺栓固定，导体连接安装方便，并且能使得接线端子导体连接应力小。该插拔式套管接线端子导体通过弹簧触指接触连接，能够确保导电性能可靠，还可直接在插拔式套管接线端子上连导线加压进行变压器相关试验，对变压器现场试验没有影响。

所述GIS设备包括图4所示的与气体管道一端连接的共箱母线，所述共箱母线经过接地开关和隔离开关连接到断路器，断路器与电缆终端连接之间设置电流互感器连接，电缆终端经过接地开关和隔离开关连接到避雷器，避雷器旁边设置电压互感器和隔离开关。上述各GIS设备还通过一个设置在其旁边的就地控制柜进行调控。包括控制柜在内的圈套GIS设备整体可与变压器保持平行布置以节约安装空间。

本申请中，GIS设备与变压器之间可由气体绝缘密封管壳中所设置的导电内芯实现电连接。该导电通路中，一般还会在气体绝缘密封管壳转折位置设置连接管母，以将接收外部信号的外接套管安装在连接管母上，通过将连接管母与图7中气体绝缘管壳上的汇合端密封连接，而将外接套管与气体绝缘管道之间通过管壳内部的导体实现电连接，从而安全地通过外接套管接收外部馈入的信号，利用外接套管、连接管母与GIS设备共箱母线内的导体相互连接提供电通路，并在内部导体上的端头位置相应安装球头屏蔽避免打火。该管道可相应设置用气体绝缘管母盖板密封。管道内的导体具体形式不限，既可以设置为固定连接的导电内芯，也可以设置为插接相连的导电体组合。

其他实现方式下，本申请的开变一体机可设置为由图2所示的如下结构构成：

变压器1，其高压出线端通过气体绝缘管道4与GIS设备6连接。其中，高压出线端与气体绝缘管道4之间所连接的高压油-SF6套管2需要避开变压器油箱301的位置。变压器主体结构为长方形，因此优选将三相高压油-SF6套管2布置在变压器主体结构长轴侧，将变压器油箱301布置在变压器主体结构的另外一长轴侧；

各高压油-SF6套管2分别与变压器高压出线的一相连接，各相高压油-SF6套管2沿变压器主体结构长轴侧的水平方向垂直设置在变压器箱盖的一侧顶部，且各相高压油-SF6套管2的尾部均分别设置为沉入变压器主体结构内。安装过程中，可通过图3所示结构中布置于变压器主体结构正面的变压器手孔302将高压油-SF6套管2和高压出线进行连接，从而降低变压器和GIS设备的高度；

中性点油-SF6套管8，其与变压器中性点出线连接，该中性点油-SF6套管8可沿变压器主体结构短轴侧水平设置在变压器的侧面，并与气体绝缘中性点接地装置连接；

低压油气隔离装置3，其内部各相可分别与变压器低压出线的一相连接，并设置为三相共箱出线，在变压器低压升高座303内完成低压油气隔离装置3与低压出线的连接。所述低压升高座303设置在变压器储油柜侧，其位置一般设置为完全避开储油柜，以防止与GIL输电管道连接时受储油柜位置影响；

气体绝缘管道4，其可选择采用图7所示的密闭式GIL硬管实现与高压油-SF6套管2、GIS设备之间的连接。图7所示的GIL硬管可通过其一侧的三个横向密封管道连接端口701分别与变压器三相高压油-SF6套管2连接，管道的另外一端与试验装置连接，或在试验装置拆卸后通过法兰盖板密封作为检修口。所述气体绝缘管道4的主体结构设置为三相共箱管道以节约管路布置空间。其内部可采用图8所示导体连接方式将三相出线共箱汇总。三相导体可通过气体绝缘管道上的绝缘管手孔702进行拆装。具体而言，图8中，所述三相导体由直筒导体801，转接导体802和绝缘子触头803组合而成，其中直筒导体801通过盆式绝缘子804固定支撑，通过绝缘子触头803连接至下一节管道或通过绝缘子触头803连接至试验装置的内部导体。气体绝缘管道4内的任意一相导体可采用图6所示的高压接口方式与变压器高压油-SF6套管2通过螺栓固定连接。螺栓紧固完成后安装图6中间包围套管电芯端部的金属屏蔽罩将螺栓和导体尖角屏蔽掉，防止运行过程中出现放电现象，安装完成后通过金属屏蔽罩外侧的套管手孔601进行观察安装情况。

GIS设备6，其设置为包括图4所述的：共箱母线401，GIS接地开关402，隔离开关403，断路器404，GIS电流互感器405，电缆终端406，GIS避雷器407，电压互感器408和GIS控制柜409等。这些组件之间均分别通过气体绝缘管道和安装支架组合成为一体。上述的GIS设备优选沿同一直线以平行于所述变压器1长度方向水平布置在高压油-SF6套管2一侧。各电气元件依次由金属管道进行串联连接。GIS设备各电气元件之间的排列方式无固定排布顺序要求，只要能够实现GIS设备功能即可。图4所示的排列方式为一种更紧凑的优选排列方式，因此本实施例中结合图4进行GIS设备相关说明：GIS设备中，所述共箱母线401经过GIS接地开关402和隔离开关403连接到断路器404上，断路器404与电缆终端406连接之间设置GIS电流互感器405，电缆终端406经过GIS接地开关402和隔离开关403连接到GIS避雷器407上，在GIS避雷器407旁边设置电压互感器408和隔离开关403。所述GIS设备还包括一个GIS控制柜409，其单独设置在前述各GIS设备单元旁，将各元件二次电缆汇总。上诉GIS设备各元件直线排列，可通过相对紧凑的布置方式降低空间浪费，并减少管路硬件距离节约成本。所述GIS设备可设置其管母的走向与变压器及安装场地的外限尺寸相匹配，其中的各元器件可分别由工厂预制式生产并进行模块化安装。

上述设备可集成固定在同一公共基础平台9上。公共基础平台9上还可搭建由立柱11、面板12、顶盖10构成的防火结构。其中，立柱11可焊接固定在变压器1的四角，立柱11之间安装面板12，立柱11及面板12顶部焊接顶盖10形成相对封闭的变压器安装空间。GIS设备设置在该变压器安装空间外，变压器与GIS设备之间的面板12上开设连接孔120以便气体绝缘管道穿过连接孔120连接设置于防火结构内外两侧的变压器和GIS设备。上述防火结构中，公共基础平台9、面板12和顶盖10均采用耐火金属材料制作，面板12中连接孔120可设置由防火泥填实其与贯穿其间的气体绝缘管道4之间所留空隙，以避免发生火灾时火苗从连接孔与连接管道的连接空隙中穿过，致使面板的防火效果降低或失效。在该防火结构的安装工作结束后，还可将防火结构件表面再涂一遍钢结构防火涂料，以使得变压器和高压开关的中部隔断效果较好，并同时使得防火结构的防火效果较好。

一般，为进一步保证变压器与GIS设备之间的直接连接稳定可靠，不会因为制作、装配过程中的累积误差和运输过程中的位置偏移而影响电连接结构稳定性，本申请还优选在两者的连接部位之间通过连接在气体绝缘管道4中的金属波纹膨胀节实现对管壳位移的调节，通过不同方向上波纹管的伸缩而提供纵向或横向的偏移、转向裕度。该波纹膨胀节具体可采用图9所示结构，分别设置在所述高压接口602及气体绝缘管道4中接近高压油-SF6套管一侧的横向密封管道的端部。所述波纹膨胀节具体可在每一相管路中设置两组，其中一组以垂直方向连接高压油-SF6套管2端部，其中另一组以水平方向通过横向密封管道与气体绝缘管道4连接GIS设备6。两个方向的波纹膨胀节可分别响应于变压器与GIS设备之间的纵向相对位移和横向相对位移，进而相应地收缩或拉伸，实现对管道连接结构的调节，提供纵向或横向的偏移、转向裕度。各波纹膨胀节的外部还可设置跨接于其两端的角度调节器。所述角度调节器可采用图9下部所示的可旋转插销结构实现，其两端分别与波纹膨胀节的两端的连接法兰结构固定连接，所述角度调节器的中间由轴销插接连接，为两侧连接臂提供旋转自由度。

中性点成套装置可通过图5所示的部件结构为变压器中性点接地运行提供有效的保护。其包括图5所述的：球形放电间隙501，中性点避雷器502，中性点电流互感器503，中性点接地开关504，中性点控制柜505和若干安装支架506。与GIS设备一样，中性点接地装置的各电气元件可依次由金属管道进行串联连接，且电气元件无固定排布方式要求，只要能够实现中性点接地装置即可。图5所示的排列方式为一种相对紧凑的排列方式。其中，安装支架506设置在变压器中性点套管侧，可通过焊接在公共基础平台9上的工字钢与变压器短轴侧平行布置，支架高度可随变压器和中性点接地装置安装高度相应调节。所述中性点设备7内优选采用球形间隙放电。球形放电结构与惯用的棒形放电结构相比，电压准确率高，分散性小，特性稳定，与避雷器特性和变压器的缘合精确，充分有效，热容量大，不易烧毁，能够有效提高中性点保护措施的安全性和保护效果。所述球形放电间隙501的内部由两个相对设置的球头和分别连接球头的直管导体组成，中性点电流互感器503可套在直管导体外。由此，中性点保护措施的放电间隙可通过其顶部的间隙调节装置507进行调节，间隙调节装置507上设置读数，可准确判断球阀放电间隙距离。球形放电间隙501之间绝缘气体被击穿，在球头之间发生间隙放电时，设置在其外周的中性点电流互感器503可感应于放电电流相应产生感应电压实现对放电信号的检测。上述中性点接地装置同样可设置其管母的走向与变压器及安装场地的外限尺寸相匹配，球形放电间隙501，中性点避雷器502，中性点电流互感器503，中性点接地开关504等各元器件可分别由工厂预制式生产并通过模块化的方式安装在相应的气体绝缘管路中。

参照图12以及图13所示的实施例，前述各设备可焊接固定在相同的公共基础平台9上进行整体的搬运装配。公共基础平台9还可作为变压器1,GIS设备6和中性点设备7的共同基础，可分别与上诉各设备通过焊接实现固定连接。所述公共基础平台9的底部可通过钢板和型钢组合成一个整体框架，并根据变压器、GIS设备和中性点接地装置的控制柜位置预留现场放线开孔。公共基础平台9与施工现场基础之间同样可通过焊机方式实现固定。

公共基础平台9上可进一步在变压器外周设置防火结构以提供防火保护。该防火结构的面板12底部可与设置在公共基础平台9上的限位槽102及限位柱101相适配，面板12顶部可与开设在顶盖10上的限位孔121及安装在限位孔中的螺柱13相适配，方便操作者将连顶盖10、立柱11和面板12合围连接，方便防火结构安装，并使得防火结构安装完成后位置稳定。具体参照图14所示，本实施例中可在公共基础平台9的顶端固定连接有立柱11，立柱11采用工字钢制作，立柱11的中部固定连接有面板12，面板12的顶端固定连接有顶盖10，面板12上端贯穿设置有的连接孔120其内腔适配有气体绝缘管道4，连接孔120和气体绝缘管道4连接后两者之间的空隙可采用防火泥填实，避免发生火灾时火苗从连接孔120与气体绝缘管道4之间连接部位的空隙中穿过，致使面板12防火效果降低。公共基础平台10的两侧分别在连接孔120所设面板12的内外两侧固定安装变压器1和高压开关GIS设备6，气体绝缘管道4的左右两端分别与变压器1和高压开关GIS设备6固定连通，面板12的一端预留有孔洞以与变压器1的放油口相适配。公共基础平台9、面板12和顶盖10均采用耐火金属材料制作。立柱11采用工字钢制作，使得立柱2可根据实际工程需要灵活调整其长度，减小工程实施的时间。若项目需要安装顶盖10，则，一般可在顶盖10、变压器1与高压开关GIS设备6的安装工作结束均结束后将全部防火结构件涂一遍钢结构防火涂料，并配合在开孔处使用防火泥封堵空隙，而确保变压器1和高压开关GIS设备6的中部隔断效果优良，使得防火结构获得更佳防火效果。

在本实施例中，立柱11中部固定连接的螺栓110与面板12固定连接，面板12下端开设的限位槽102与限位柱101相适配，限位柱101的底面与公共基础平台9固定连接，顶盖10下端开设的限位孔121与螺柱13相适配，螺柱13与面板12固定连接，螺柱13的上端活动连接有螺母14。限位槽102与限位柱101之间的适配关系使得限位槽102与限位柱101连接后可限制立柱11与面板12之间的相对位置关系，使其相对固定。接着即可使用螺栓110固定立柱11和面板12的连接位置，使得螺栓110对立柱11和面板12的连接较为容易，且使得立柱11和面板12连接后的位置较为稳定。限位孔121与螺柱13之间的适配关系，使得面板12可通过螺柱13限制其与顶盖10之间的位置关系，方便操作者将螺母14与螺柱13连接，以使得防火结构整体安装较为方便，使得顶盖10与面板12之间的连接位置更为稳定。

参照图13所示，本实施例中，防火结构的顶盖10，其中部还可固定连接有连接体15，连接体15的下端可固定连接有限位环16，连接体15下端开设连接槽18以与固定体190活动连接。连接体15的下端活动套接有散热扇19，限位环16和固定体190的中部分别活动卡接有球体17，顶盖4下端的防雨板中部贯穿有孔洞且与散热扇19位于同一水平面。散热扇19的上下两端均与球体17相贴合，通过顶盖10与连接体15之间的连接，使得顶盖10可通过连接体15限制限位环16的位置。接着将散热扇19套接至连接体15的下端，再将连接槽18穿过散热扇19并与固定体190连接至稳定。此时散热扇19的上下两端均分别与布置在限位环16和固定体190上的球体17相贴合，使得限位环16和固定体190可限制散热扇19的转动位置，并同时利用球体17减小散热扇19转动时的阻力，加快散热扇19的转动速度，增强散热扇19的降温效果。通过顶盖10下端的防水板中部孔洞与散热扇19可设置位于同一水平面，以使得散热扇19转动时带动的热气可快速流出顶盖10的底部，提高变压器的降温速度。

在较为优选的实现方式下，防火结构的顶盖10可设置为上端具有三角形侧视图的斜顶结构。顶盖10由设置于其两端的连接柱、连接板以及上下两个防雨板组成，可通过将顶盖10侧视图上端的三角形，避免顶盖10的顶面聚集雨水，减小顶盖10被雨水腐蚀，影响防火效果的情况出现。作为本实施例的另一种实施方式，如图2所示，本申请的顶盖10同样可设置为平面结构。平面结构顶盖10结构简单，可通过顶盖10两端的连接柱、连接板以及上下两个防雨板，使顶盖4获得较好散热效果。

综上，本申请利用六氟化硫气体作为绝缘介质，将变压器、高压开关及中性点成套装置在六氟化硫气体管道中通过硬连接结构装配形成一种开变一体机新结构。本申请的开变一体机相比于常规产品，能够通过气体绝缘方式压缩对变电站空间资源的需求，减少现场施工量，为预制仓型变电站设计打下基础。本申请的开变一体机系统中，不同设备的现场试验可通过共用集成在气体绝缘管道中的、可设置不同通断状态的试验装置实现，该试验装置可根据试验需求而相应调整期内部导电通路的连接状态，无需拆卸，从而大幅节约现场试验所需的准备工作，降低设备的调试、试验成本，提高工作效率。

以上仅为本申请的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种开变一体机，其特征在于，包括由气体绝缘管道（4）固定连接为一整体的变压器（1）、GIS设备（6）和中性点设备，其中：

所述变压器（1），其高压出线端设置在变压器箱体的顶部一侧，其低压出线端设置在变压器箱体的顶部另一侧并由低压油气隔离装置（3）封闭；

所述GIS设备（6），其平行于变压器（1）设置在变压器箱体的一侧；

所述中性点设备，其固定设置在变压器箱体的一端，与变压器（1）的中性点密封连接；

所述气体绝缘管道（4），其内部具有连通变压器高压出线端与GIS设备的电通路，其端部设置有插拔式套管接线端子，所述插拔式套管接线端子密封连接在变压器（1）出线端的套管上。

2.如权利要求1所述的开变一体机，其特征在于，所述变压器（1）、GIS设备（6）及中性点设备均焊接固定于同一公共基础平台（9）上；

GIS设备（6），变压器（1）高压出线端、低压出线端、中性点所连的气体绝缘管道（4），以及中性点设备均分别由内部填充有六氟化硫气体的金属外壳密封。

3.如权利要求1所述的开变一体机，其特征在于，所述气体绝缘管道（4）与套管之间的插拔式套管接线端子包括：

母头底座（42），其端部由设置在套管上的屏蔽罩（41）封闭；

套管导电杆（43），其设置在母头底座（42）底部，套管导电杆（43）的端部抵接套管端连接导体（46），为气体绝缘管道（4）内部电通路与套管端连接导体（46）之间提供电连接；

弹簧触指（44），其环绕母头底座（42）端部内壁设置一周，弹性抵接于套管端连接导体（46）外周。

4.如权利要求3所述的开变一体机，其特征在于，各触指片（44）的顶端分别连接有触指弹簧（40），所述触指弹簧（40）的顶端卡接于母头底座（42）开放端头内周的环形间隙中，各触指片（44）分别由触指弹簧（40）的弹性形变而沿母头底座（42）径向向内紧密抵接于连接导体（46）外周。

5.如权利要求3所述的开变一体机，其特征在于，各所述触指片（44）的顶端分别设置有凹槽结构，各所述触指弹簧（40）底部设置有弯折结构，所述弯折结构插接连接于触指片（44）的凹槽结构中。

6.如权利要求5所述的开变一体机，其特征在于，触指片（44）顶端凹槽结构中接近连接导体（46）的一侧向上延伸形成连接臂，所述连接臂贴合触指弹簧（40）侧壁中部，引导触指弹簧（40）底部的弯折结构带动触指片（44）向连接导体（46）内侧翻转，贴近连接导体（46）侧壁。

7.如权利要求1所述的开变一体机，其特征在于，所述变压器（1）内设置有三相线圈，三相线圈沿变压器箱体的长轴排布；

其中，三相高压线圈上端所对应的三相高压出线端分别垂直向上由变压器箱体顶盖引出，三相高压出线端分别由排列在变压器箱体顶部一侧的高压油-SF6套管密封，并保持与气体绝缘管道（4）稳定电连接；

三相高压线圈下端所对应的中性点引出线由变压器箱体一侧端面以平行于变压器箱体长轴的方向水平引出，并由设置在变压器箱体一侧端面的中性点油-SF6套管密封，所述中性点引出线保持与连接中性点设备的气体绝缘管道稳定电连接；

三相低压线圈上端所对应的三相低压出线端汇集至同一连接法兰的底部并以垂直向上的方向由变压器箱体顶盖引出，所述连接法兰由设置在变压器箱体顶部另一侧的低压油气隔离装置（3）密封，所述低压油气隔离装置（3）保持三相低压出线端与相应的低压设备稳定电连接。

8.如权利要求7所述的开变一体机，其特征在于，所述变压器（1）的顶部还在其一侧端部设置有油箱（301），所述油箱（301）设置在低压油气隔离装置（3）与中性点油-SF6套管之间，且位于高压油-SF6套管的对侧；

所述变压器箱体的另一侧端面还设置有至少一组油风冷却器（304），所述油风冷却器（304）与变压器（1）内部油路连通，用于降低变压器箱体内部温度。

9.如权利要求3所述的开变一体机，其特征在于，变压器（1）与GIS设备（6）之间的气体绝缘管道（4）包括：

高压接口（602），其设置为三个，三个高压接口（602）分别与三相高压出线端所设的三个高压油-SF6套管密封连接；

横向密封管道，其分别由各高压接口（602）水平引出，并密封连接至同一三相共箱管道；

所述三相共箱管道的一端分别通过由其导电内芯引出的三相转接导体（802）连接各横向密封管道，所述三相共箱管道的另一端通过其导电内芯与GIS设备（6）中各相稳定电连接。

10.如权利要求9所述的开变一体机，其特征在于，所述高压接口（602）及横向密封管道的端部还分别设置有波纹膨胀节，所述波纹膨胀节随变压器（1）与GIS设备（6）之间的相对位移而相应地收缩或拉伸，提供纵向或横向的偏移、转向裕度，各波纹膨胀节的外部两端还分别连接有角度调节器，所述角度调节器的两端分别与波纹膨胀节的两端固定连接，所述角度调节器的中间轴销连接，提供旋转自由度。

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