CN1661873A - 用于气体隔绝的开关装置的紧凑的电流互感器外壳 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于封装的气体隔绝的高压开关装置(10)的电流互感器(1′)。根据本发明一个电流互感器(1′)的特征在于，在铁心支架(11)的注入孔(3c)处为整体的电流互感器铁心(2)设置一个可拆卸的安装凸缘(12，12′)。另一种实施例涉及：可拆卸的安装凸缘(12，12′)做成两部分的夹紧凸缘(12)或者做成整体的旋转凸缘，该旋转凸缘插接式地旋到注入孔(3c)处。其中优点是：为整体的电流互感器铁心(2)径向扩大了结构空间；为整体的电流互感器铁心(2)降低了直径(d)，并且减小了电流互感器外壳(11a)的结构体积。

Description

用于气体隔绝的开关装置的紧凑的电流互感器外壳
技术领域
本发明涉及高压技术领域，特别是涉及在封装的气体隔绝的开关装置(GIS)中的电气测量技术。本发明是以根据独立权利要求的前序部分所述的一个电流互感器外壳和一个气体隔绝的开关装置为依据。
背景技术
在M.OKabe et a1.的文献“Serialization of Standard GasInsulated Switchgear(标准气体隔绝的开关装置连载)”，HittachiReview(日立评论)51卷(2002)，5号中公开了一种气体隔绝的开关装置(GIS)。该GIS包括开关和用于能量分配的接触轨。在供电端和电流输出端处设置有用于电流测量的电流互感器。
典型的电流互感器具有由铁氧体(Ferrit)制成的电流互感器铁心(Stromwandlerkern)，该电流互感器铁心设置在一个铁心支架管上，并且环形地包围导电体。电流互感器铁心是为各种电流测量目的和电流测量范围设计的，因此，通常一个电流互感器需要不同大小和数量的电流互感器铁心。两部分的电流互感器铁心比整体的准确度更差，价格更贵。整体的电流互感器铁心必须在安装时依次地在铁心支架管上移动。然后被填充的铁心支架管用螺栓连接凸缘固定在GIS外壳上。在这种情况下，整体的电流互感器铁心的内径必须比螺栓连接凸缘的外径要大。这就造成用于电流互感器外壳的结构空间相应较大，并且因此也相应地增加了电流互感器的成本。
背景技术关于这个问题的已公开方案是，铁心支架管是两部分的，并且在中间具有一个连接这两半的螺栓连接凸缘，这两半向螺栓连接凸缘方向缩小，因此，减小了螺栓连接凸缘的外径。缺点是在缩小部位中在有效零件和GIS外壳之间的距离减小，并且增加了火花放电的危险。
发明内容
本发明的目的是，为气体隔绝的开关装置提供一种更加紧凑的电流互感器。根据本发明这个目的通过独立权利要求的特征来实现。
本发明是一个电流互感器、特别是用于封装的气体隔绝的高压开关装置的电流互感器，该电流互感器具有一个电流互感器外壳，并且包括至少一个电流互感器铁心，该铁心设置在铁心支架管上，并且用于测定通过开关装置的一个导电体的电流，其中铁心支架管具有一个用于将电流互感器铁心推移到铁心支架管上的注入孔，并且该铁心支架管通过凸缘可和开关装置的GIS外壳连接，其中另外在注入孔上有一个承受轴向力的固定轮廓，该固定轮廓的外径小于用于铁心支架管的安装凸缘的外径，也就是说，小于凸缘-外径，并且在固定轮廓上可以固定一个固定机构，该固定机构用于在注入孔的部位上安装铁心支架管。凸缘-外径指的是一种通常的对于所讨论的开关装置来说是典型的、例如通过轴向螺栓等可被法兰连接的凸缘的外径。也就是说，固定轮廓的外径应该小于用于铁心支架管的常规的安装凸缘的外径。换句话说，固定轮廓应该具有比接触管稍大的外径，也就是比对于容纳及支持待移动的电流互感器铁心相关的那个外径要稍大一些。通过本发明取得了不同的优点。在通常相同尺寸条件下，用于待移动的电流互感器铁心的结构空间在根据本发明的固定轮廓和一个常规的凸缘之间增加了高度差别。减少了所有电流互感器铁心的成本，因为更小的内径所需的铁心材料更少。此外，电流互感器、特别是它的电流互感器铁心非常易于安装和拆卸。总之实现了非常紧凑的结构，并且为电流互感器外壳中的电流互感器铁心提供了许多结构空间供使用。
在一个第一实施例中，固定机构在它固定到固定轮廓上之后提供一个安装凸缘，以便使铁心支架管在注入孔部位上安装到GIS-外壳上。这种补加的、也就是在互感器铁心移动之后待固定的安装凸缘不再限制互感器-结构体积。反而在固定轮廓上待固定的安装凸缘可以具有一个比互感器铁心的内径要大的外径，因为互感器铁心不必通过这个安装凸缘移动。
在另一实施例中，固定轮廓在注入孔上具有一个径向向外凸出的凸起，该凸起嵌入到固定机构上的一个槽中，并且将作用到固定机构上的轴向拉伸力传递到铁心支架管上。通过所述凸起和槽，在最小结构高度时可实现对于补充的可固定的安装凸缘的最大机械抗拉强度。
权利要求5-6涉及这样一些实施例，其中一个多部分的固定机构固定在固定轮廓上，并且借助该多部分的固定机构实现一个安装凸缘。
权利要求7-8涉及这样一些实施例，其中一个整体的固定机构和一个设置有多个固定段的固定轮廓特别是按卡接式连接地共同作用。
权利要求10涉及一个电开关装置，它包括一个如前所述的电流互感器，并且具有在那里所述的优点。
本发明的其它方案、优点和应用产生于从属权利要求、权利要求组合以及下述说明和附图。
附图说明
这些附图简要表示：
图1：一个根据背景技术的电流互感器外壳的剖面图，该电流互感器外壳具有多个电流互感器铁心，这些电流互感器铁心安装在两个螺栓凸缘之间。
图2：一个根据背景技术的电流互感器外壳的剖面图，该电流互感器外壳具有一个两部分的、且向中间缩小的铁心支架管。
图3a-3d：根据本发明的电流互感器外壳剖面图，它具有可补充固定的夹紧凸缘(图3a)，以及局部细节俯视图(图3b-3d)。
在这些附图中相同部件使用相同的附图标记。
具体实施方式
图1表示一个在一个封装的气体隔绝的开关装置10中的常规电流互感器1。气体隔绝的开关装置10的外壳6包封着一个气体室9，该气体室最好注满几个巴压力的SF6气体。在该情况中开关装置段10的纵轴线A沿导电体7延伸。有效零件、也就是导电体7由绝缘子8、特别是柱形绝缘子8和隔板绝缘子8固定在外壳6的注满气体的内室9中。绝缘子8本身借助于绝缘子凸缘8a支承在GIS-外壳6上。
带有其电流互感器外壳3a的电流互感器1通过一个安装凸缘4，5固定在GIS-外壳6上。如附图所示，绝缘子凸缘8a和电流互感器1的安装凸缘4，5法兰式地连接在一起。电流互感器外壳3a容纳着待移动的、特别是整体的电流互感器铁心2，一个结构空间3b供这些铁心使用。该结构空间3b径向向内受到如此的限制，即为了将互感器铁心2移动到铁心支架管3上，该互感器铁心2的内径d必须大于安装凸缘4，5的外径。也就是在该情况下安装凸缘4，5和铁心支架管3整体地形成。铁心支架管3的外径用K1表示。向内更大的结构空间2a供不待移动的两部分的互感器铁心使用。当然，铁心支架管11的对于容纳电流互感器2相关的外径K1选择小于电流互感器铁心2的内径d。3d表示电流互感器1的接线盒。所有电流互感器铁心2设置在SF6-气体室9的外部。接地电流-绝缘体14用于将反向电流通过GIS-外壳6在电流互感器铁心2之外经过电流互感器外壳3a引导到地电位。这样，可正确地由电流互感器铁心2测定待测量的通过有效零件7的电流。
图2同样表示的是一个常规的电流互感器外壳3a，但是其中铁心支架管却是两部分的，并且这两半31，32在中间通过一个凸缘41，42彼此气体密封连接。凸缘-外径D的问题通过下述措施得到缓解：这两半铁心支架管41，42向中心收缩。这就造成在气体室9中E-场强提高，并且在介电方面是不利的。
在这两个实施例中对于电流互感器铁心2的移动相关的安装凸缘4；41，42和铁心支架管3；31，32是整体的。位于铁心支架管3上的安装凸缘4；41，42为典型的螺栓凸缘4；41，42，它们可通过轴向设置的螺栓等进行法兰连接。安装凸缘4；41，42绝对需要稍微地超出铁心支架管3的外径K1。而这种超出总是让人感觉到损失了用于电流互感器铁心2的结构空间。
图3a-3d表示本发明的实施例。电流互感器1’又包含一个电流互感器外壳11a、一个用于整体的电流互感器铁心2的结构空间11b、一个电流互感器外壳-侧壁11c、一个接地电流-绝缘体14(用于将接地电流6a在电流铁心2之外通过电流互感器外壳11a导回)，并且还包含一个固定在铁心支架管11上的铁心支架-安装凸缘11e。本发明在于，在注入孔3c处设置了一个承受轴向力的固定轮廓11d，该固定轮廓的外径K2比用于铁心支架管11的安装凸缘11e，12，12’，13；5的外径D要小；并且本发明还在于，一个固定机构12，12’可固定在固定轮廓11d上，该固定机构用于在注入孔3c的部位上安装铁心支架管11。因此，安装凸缘12，12’是可拆卸的。这样，用于待移动的互感器铁心2的结构空间2a径向向内地仅还受到在注入孔3c上的固定轮廓11d的高度或者外径K2的限制。在这方面下面有几个实施例。
如图3a-3d所示，固定轮廓11d在注入孔3c处可以具有一个径向向外伸出的凸起11d，110d，该凸起嵌入到位于固定机构12，12’上的一个槽120，120’中，并且将作用到固定机构12，12’上的轴向拉伸力传递到铁心支架管11上。固定轮廓11d也可以是或者包含一个表面结构，该表面结构具有一个用于径向夹紧一个可固定的安装凸缘的表面粗糙度或者啮合结构，并且因此用于承受轴向力，并且将该轴向力传递到所述安装凸缘上。这样，对于固定轮廓11d来说达到了最小结构高度或者最小外径K2。
根据图3a，3b，凸起11d可以环形地包围着注入孔3c，并且固定机构12可以是两部分的，特别是半环形的，或者是四部分的(未示出)。固定机构12为了固定在固定轮廓11d上可最好径向地从外部输送到或者移到固定轮廓11d上。固定机构12最好是一个夹紧凸缘12，它可径向地夹紧到固定轮廓11d上。为此夹紧凸缘12具有一个对于凸起11d互补的反向凸起120或者一个槽120，以及一个沿轴向方向支承在凸起11d上的、在此为半环形的凸肩121。特别地夹紧凸起12轴向用安装机构12c、例如螺栓12c法兰连接在一个对向凸缘13，5，8a上，并且因此也径向地夹紧在固定轮廓11d上。
根据图3a并联系图3c和3d，凸起11d也可具有环绕注入孔3c的部分环形的凸起段110d，并且固定机构12’可以是整体的。那么固定机构12’最好为一个旋转凸缘12’，它具有和凸起段110d相对应的部分环形的槽段120’(或者补充的部分环形的凸起段121’)，其中，槽段120’用于按照卡接方式嵌入到凸起段110d中。
在另一种实施例中，为了将铁心支架管11固定在GIS-外壳6上的注入孔3c的部位上，在铁心支架管11和GIS-外壳6之间设置一个环形的中间凸缘13，并且是两侧可法兰连接的。该中间凸缘特别是作为对向凸缘13，5，8a，用于起安装凸缘12，12’作用的固定机构12，12’。中间凸缘13可以是一个单侧简单凸缘，或者如图所示是一个U形的中间凸缘13。此外，中间凸缘13可以是一个分开的凸缘13，或者与另一凸缘-例如一个绝缘子凸缘8a为一个整体。中间凸缘13也可以完全取消。
电流互感器1’特别适合用于气体隔绝的中压或高压开关装置10。也要求保护具有这样一种电流互感器1’的开关装置10。
                          附图标记列表
1       常规的电流互感器
1’            根据本发明的电流互感器
2       整体的电流互感器铁心，待移动的电流互感器铁心
2a      用于两部分的电流互感器铁心的容纳体积
3       铁心支架管
31，32  半个铁心支架管
3a      电流互感器外壳
3b      用于整体的(待移动的)电流互感器铁心的结构空间
3c      用于移动电流互感器铁心的孔，注入孔
3d      电流互感器-接线盒
4       铁心支架管凸缘，端侧螺栓连接凸缘
41，42  铁心支架管凸缘，中间的螺栓连接凸缘
5       位于GIS-外壳上的对向凸缘
6       GIS-外壳
6a      封闭电流连接
7       有效零件，导电体
8       绝缘子，柱形绝缘子，隔板绝缘子
8a      绝缘子凸缘
9       气体室，SF6
10      气体隔绝的开关装置
11      铁心支架
11a     电流互感器外壳
11b     用于电流互感器铁心的结构空间
11c     电流互感器外壳-侧壁
11d     固定轮廓；台阶，用于夹紧凸缘的凸起，夹紧凸肩
110d        固定轮廓(部分环形状)
11e         铁心支架-安装凸缘
12          固定机构，夹紧凸缘
12’                  固定机构，旋转凸缘
120         反向凸起，槽(环形)
121         凸起，凸肩(环形)
120’                反向凸起段，槽段(部分环形)
121’                凸起段(部分环形)
12a，12b    夹紧凸缘半环，夹紧凸缘元件
12c         用于夹紧凸缘的安装机构，螺栓
13          中间凸缘
14          接地电流-绝缘体
A           开关装置段的纵轴线
d           电流互感器铁心的内径
D           螺栓连接凸缘的外径
            用于整体的电流互感器铁心的结构体积的内径
K1         铁心支架管外径
K2         固定轮廓的外径，夹紧凸肩的外径

Claims (10)

1.特别是用于气体隔绝的封装的高压开关装置(10)的电流互感器(1’)，该电流互感器具有一个电流互感器外壳(11a)，并且包含至少一个电流互感器铁心(2)，该铁心设置在一个铁心支架管(11)上，并且用于测定通过开关装置(10)的导电体(7)的电流，其中，铁心支架管(11)具有一个将电流互感器铁心(2)移动到铁心支架管(11)上的注入孔(3c)，并且铁心支架管(11)通过安装凸缘(11e，12，12’，13；5)可和开关装置(10)的一个GIS-外壳(6)连接，其特征在于，
a)在注入孔(3c)处设置一个承受轴向力的固定轮廓(11d)，该固定轮廓的外径(K2)小于用于铁心支架管(11)的一个安装凸缘(11e，12，12’，13；5)的外径(D)。
b)在固定轮廓(11d)上可以固定一个固定机构(12，12’)，该固定机构用于在注入孔(3c)的部位上安装铁心支架管(11)。
2.按照权利要求1所述的电流互感器(1’)，其特征在于，在所述固定机构(12，12’)固定在固定轮廓(11d)上以后，该固定机构有一个安装凸缘(12，12’)可用于将铁心支架管(11)在注入孔(3c)的部位上安装在GIS-外壳(6)上。
3.按照前述权利要求中任一项所述的电流互感器(1’)，其特征在于，
a)通过固定轮廓(11d)的外径(K2)径向向内地限制一个用于整体的电流互感器铁心(2)的结构空间(3b)，和/或
b)通过一个径向向外凸出的凸缘(11d，110d)在注入孔(3c)处产生所述外径(K2)。
4.按照前述权利要求中任一项所述的电流互感器(1’)，其特征在于，固定轮廓(11d)在注入孔(3c)处具有一个径向向外凸出的凸起(11d，110d)，该凸起嵌入到固定机构(12，12’)上的一个槽(120，120’)中，并且将作用到固定机构(12，12’)的轴向拉伸力传递到铁心支架管(11)上。
5.按照权利要求4所述的电流互感器(1’)，其特征在于，所述凸起(11d)绕注入孔(3c)环形封闭，并且固定机构(12)为两部分的、特别是半环形的，或者是四部分的。
6.按照权利要求5所述的电流互感器(1’)，其特征在于，
a)固定机构(12)可径向地从外部引导移动到固定轮廓(11d)上，和/或
b)固定机构(12)是一个夹紧凸缘(12)，该夹紧凸缘可径向夹到固定轮廓(11d)上，并且特别是轴向地可用安装机构(12c)将其法兰连接在一个对向凸缘(13，5，8a)上。
7.按照权利要求4所述的电流互感器(1’)，其特征在于，所述凸起(11d)绕注入孔(3c)具有部分环形的凸起段(110d)，并且固定机构(12’)为整体的。
8.按照权利要求7所述的电流互感器(1’)，其特征在于，固定机构(12’)是一个旋转凸缘(12’)，该旋转凸缘具有和凸起段(110d)相对应的、为部分环形的槽段，用以嵌入到凸起段(110d)中。
9.按照前述权利要求中任一项所述的电流互感器(1’)，其特征在于，为了将铁心支架管(11)在注入孔(3c)的部位处固定在GIS-外壳(6)上，在铁心支架管(11)和GIS-外壳(6)之间设置一个环形的中间凸缘(13)，并且两侧均可法兰连接，该中间凸缘特别是作为对向凸缘(13，5，8a)，用于起安装凸缘(12，12’)作用的固定机构(12，12’)。
10.电气开关装置(13)、特别是高压-或中压开关装置(13)，其特征在于一个根据前述权利要求中任一项所述的电流互感器(1’)。
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