CN1661874B - 气体绝缘的开关设备组件用的紧凑型接地开关 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及特别用于气体绝缘的高电压开关设备组件(15)的接地开关(1’)。成气体绝缘的开关设备组件(15)的安装盖(10)具有加大气体室(9)的凹进结构容积(100)，接地开关固定触头(12)安装在安装盖(10)内侧(10e)且至少部分位于安装盖(10)的结构容积(100)内。还涉及基本圆柱形的安装盖(10；10a-10e)；接地开关固定触头(12)，其结构长度(L)小于结构容积(100)的轴向结构长度(T)；安装盖(10)的大直径(D)。使得接地装置(1’)设计紧凑；接地开关固定触头(12)能预安装在安装盖(10)上；安装盖(10)内的接地开关固定触头(12)集成在接地开关(1’)中。

Description

气体绝缘的开关设备组件用的紧凑型接地开关
技术领域
本发明涉及高电压技术，特别涉及接地的气体绝缘的开关设备组件用的电绝缘和连接技术。本发明基于一种绝缘衬套和电气高压装置。
背景技术
现有气体绝缘的开关设备组件中的接地开关安装在开关设备组件中的特殊法兰上。法兰或者是在任何连接中使用的标准法兰，或者是特别为安装接地开关制造的更小的法兰。对于在组装过程中活动零件从法兰中穿过以插入或固定来说，用于安装接地装置的法兰通常都是太小了。此外，接地开关固定触头通常在活动零件中集成在内管内。在目前大多数接地开关装置实现方案中，活动触头从外侧，即从封装向内向活动零件移动。
本发明涉及的现有技术，例如可从M.Okabe等人的论文“标准气体绝缘的开关设备的连续化”，日立评论第51卷(2002)，第5号(“Serialization of Standard Gas Insulated Switchgear”，Hitachi Review Vol.51(2002)，No.5)中已知。其中公开了传统的组合隔离开关/接地开关或三位隔离开关，其中活动接触元件可通过线性移动在位置“隔离开关连接”，即隔离开关触头闭合，“隔离开关断开”，即隔离开关触头打开和“接地开关打开”，即接地开关触头另外闭合之间移动。如到目前为止常见的，接地开关固定触头安装在气体绝缘的开关设备组件(GIS)的扁平盖或帽或罩上位于盖或帽或罩的内侧，并在盖用法兰连接上之后伸入到气体绝缘的开关设备内。其结果是，接地装置需要气体绝缘的开关设备组件中较大的空间。接地开关固定触头与GIS外壳电绝缘，并可通过触头桥与GIS外壳短路。
类似地，EP 1068624B1公开了一种组合的隔离开关/接地开关。在该情况下，接地开关固定触头为针形接触元件，该接触元件在触头支架上，触头支架本身固定在穿过GIS外壳壁通到外面的螺栓上。
EP 1128509A1也公开了一种组合的隔离开关/接地开关。接地开关固定触头集成在GIS外壳的圆锥形逐渐变细部分，该GIS外壳由直径小的拧上的盖封闭。这种设计复杂，因为GIS外壳是为容纳接地开关而特殊设计的，并且特别为了产生容纳接地开关路径的结构容积，GIS外壳设计成在接地开关一侧明显长些。
发明内容
本发明的目的在于提供气体绝缘的开关设备组件中接地开关的改进的紧凑型设计。，该目的通过独立本发明的特征实现。
本发明包括特别用于气体绝缘的高电压开关设备组件的接地开关，其包括一个接地开关驱动装置，一个活动的接地开关触头和一个接地开关固定触头，活动接地开关触头和接地开关固定触头布置在气体绝缘的开关设备组件的气体室内，在接地开关固定触头附近接地开关与气体绝缘的开关设备组件外壳机械连接，其中气体绝缘的开关设备组件的安装盖或安装帽具有凹的扩大气体室的结构容积，接地开关固定触头安装在安装盖内侧并且至少部分位于安装盖的结构容积内。因此，安装盖提供了一个结构容积，并且至少部分限定或包围该结构容积。这样，就实现了具有集成的接地装置固定触头的安装法兰，接地开关固定触头以非常节省空间的方式布置在安装盖的结构容积内。接地开关固定触头这样安装，即其至少部分位于结构容积内并且最多部分从结构容积伸出并伸入到被GIS外壳包围的气体室内。由于接地开关固定触头通过安装盖或安装法兰固定在气体绝缘的开关设备组件的外壳上，所以其安装和拆卸方式非常简单。
本发明的一个示例性实施例具有这样的优点，即接地开关固定触头完全布置在安装盖或安装法兰的结构容积内。无论与接地开关驱动装置位于内侧上的现有的布置方式相比，还是特别与侧向安装的接地开关相比，其中侧向安装的接地开关的固定触头布置在气体绝缘的开关设备组件(GIS)的活动零件内，接地开关固定触头在安装盖上和安装盖内的这种布置方式使得可以明显减少对接地装置的空间要求。
本发明的另一个示例性实施例具有这样的优点，即安装盖形状简单，同时包围大结构容积的一半。
本发明的又一个示例性实施例具有这样的优点，即由于接地开关驱动装置通过相对开关设备组件部分的纵轴线装配在一端上，所以接地开关驱动装置以节省空间的方式布置在气体绝缘的开关设备组件内。
本发明的其它一些示例性实施例具有这样的优点，即安装法兰提供了进入GIS组件内部的大面积入口，其结果是活动零件可以非常简单的方式穿过安装法兰插入、安装，进行维修或更换，而不必拆除外壳。由于安装法兰比标准法兰大，并且特别是和GIS外壳一样大，所以还可使用较大的活动零件。
本发明涉及接地开关驱动装置的有利方案，其中使活动接地开关触头内部移动的驱动轴优选的是穿过安装盖在中心被引导。
本发明还涉及作为绝缘的接地开关的接地开关实施例，该实施例特别对于利用开关设备组件的接地活动零件进行精确电测量是有利的。
本发明提供了将紧凑型接地开关有利地集成在组合的隔离开关/接地开关中的方案。
本发明也涉及电开关设备组件，该组件包括上述接地开关并具有所述优点。
结合下面的描述以及附图描述本发明的其它实施例、优点和应用。
附图说明
图1以横截面示出了传统的现有技术接地开关的示意图，该接地开关安装在气体绝缘的开关设备组件侧面；
图2以横截面示出了根据本发明的集成在安装盖内的紧凑型接地开关实施例的示意图。
在附图中，相同的零件具有相同的附图标记。
具体实施方式
图1示出了处于封装的气体绝缘的开关设备组件15内的传统接地开关1。气体绝缘的开关设备组件15的外壳2包围气体室9，气体室内优选地充满压力为几巴的SF6气体。开关设备组件15的通电压和电流的活动零件7位于气体室9内，并被绝缘体8和可能的一个安装支架7a支承。还可提供一个可选择的导电连接7a代替支架7a。绝缘体8可以是例如通过法兰8a固定在外壳2上的支座绝缘体8或气密隔板绝缘体9。
具有接地开关驱动装置11的接地辅助装置3与其接地装置或接地开关外壳3a一起通过法兰4安装在GIS外壳2的侧面。可移动的接地开关触针5可被驱动装置11移动到接地开关固定触头6内，其中触头6位于开关设备组件15的一个活动零件7内。在开关设备组件15的正常操作过程中，针5缩回，活动零件7承受高电压和/或通过操作电流或短路电流。
图2示出了根据本发明集成在安装盖10内的接地装置或接地开关1’。所述接地开关1’借助一个组合的隔离开关/接地开关1’作为示例示出。同样提供了接地开关驱动装置11(所示不带外部的电机驱动单元)、活动接地开关触头110c和接地开关固定触头12。活动接地开关触头110c和接地开关固定触头12布置在气体绝缘的开关设备组件15的气体室9内。接地开关1’在接地开关固定触头12附近与气体绝缘的开关设备组件15的外壳2机械连接。根据本发明，气体绝缘的开关设备组件15的安装盖10具有凹进的结构容积100，该结构容积扩大了气体室9，接地开关固定触头12安装在安装盖10内面10e上并至少部分位于安装盖10的结构容积100内。下面给出优选实施例。
相对与安装盖10垂直的轴向延伸，即沿开关设备组件部分15的轴线A，接地开关固定触头12有利地具有小于或等于结构容积100的结构深度T的结构长度L。如图所示，安装盖10可以基本为圆柱形并具有基本为圆柱形的结构容积100以容纳接地开关固定触头12。在这种情况下，基本为圆柱套10c形的盖侧壁10c沿轴线A背离活动零件7延伸在结构深度T上，并在端部通过基本圆形的盖底板10d封闭。盖内侧10e也为接地开关固定触头12提供了基本为圆形或如图所示的环形、优选的是平坦的安装表面。
带有集成的接地开关固定触头12的安装盖10优选的是布置在气体绝缘的开关设备组件15的外壳2的一端。其结果是，实现了组合隔离开关/接地装置1’的紧凑设计，特别是沿轴线A的结构长度较短。在这种情况下，隔离路径13和接地路径14例如一个在另一个后面地串联布置。仍然为隔离开关/接地开关1’获得了紧凑的外尺寸。
为大面积地通向隔离开关/接地开关1’内部，安装盖10应该比气体绝缘的开关设备组件15的标准法兰大。优选的是，安装盖10的开口直径D基本和气体绝缘的开关设备组件15的直径d相同(在所示这种情况下例如是内径d)。换句话说，安装法兰10选择为如开关设备组件部分15或开关装置1’外尺寸所允许的那样大。其结果是，开关设备组件15的活动零件7和接地开关或隔离开关/接地开关1’的零件可容易穿过安装盖10提供的开口进行安装，拆除或维修。
在所示示例性实施例中，安装盖10的凹部10b用于通过活动接地开关触头110c的接地开关驱动装置11，特别是驱动轴11a和绝缘轴11b。具体地，接地开关驱动装置11包括由轴11a，11b驱动的可运动丝杠11c，用于线性驱动布置在气体室9内的管形活动接地开关触头110c。在该示例性构造中，活动接触件110c可布置在开关设备组件15的内部9内及位于护罩7b内，并可从内向外移动，使得接地开关固定触头12可集成在外壳侧的安装盖10内。
如果接地开关1’需要具有绝缘的接地开关固定触头12的实施例，那么为此所需的电绝缘和电连接也集成在安装盖10内。为此，接地开关固定触头12具有位于其接触系统12a和安装盖10之间的电绝缘12b。特别地，接地开关固定触头12具有穿过外壳2通向外部的电绝缘衬套12c。为将接地装置1’与外壳2短路，可在被穿过的接地触头12c和外壳2之间以本身已知的方式安装一个导电支架(这里未示出)。
如图所示，具有根据本发明集成在安装盖10内的接地开关固定触头12的接地开关1’可以是组合隔离开关/接地开关1’的一部分，并特别具有共同的隔离开关/接地开关驱动装置11。具有集成在安装盖10内的接地开关固定触头12的接地开关1’还可在角形隔离开关中，在组合的隔离开关/接地装置1’的另一个实施例中，或单独地，即不带隔离开关功能地实现。其它的接地开关驱动装置11也是与本发明一致的，因此也认为是在这里被公开了。
接地开关固定触头12可完全预安装在安装盖10内。在这种情况下，接地开关固定触头和安装盖10一起可以非常简单的方式安装在开关装置1’的外壳2上，特别是可通过法兰10a安装。总之，通过集成在安装盖10内的开关装置1’简化了开关设备组件的组装、检查和维修，因为可以通过安装法兰10安装，拆除和更换活动零件7，无需拆下外壳2。
接地开关1’特别适合气体绝缘的中或高电压开关设备组件15。具有这种接地开关1’的开关设备组件15也请求保护。
附图标记清单
1   传统接地装置或接地开关(侧面安装的)
1’ 设计紧凑的组合隔离开关/接地开关
2   GIS外壳
3   具有接地开关驱动装置的接地辅助装置
3a  接地开关外壳
4   接地辅助装置用的法兰
5   活动接地开关触针
6   接地开关固定触头
7   开关设备组件的活动零件，电流导体(位于高电压电位)
7a  支架，可选择的导电连接
8   绝缘体，柱形绝缘体，隔板绝缘体
8a  绝缘体法兰
9   气体室，SF6
10  具有集成的接地开关固定触头的安装盖和安装法兰
10a 安装盖的法兰连接部分
10b 隔离开关/接地开关驱动装置用的凹部，驱动装置衬套
10c 盖侧壁，圆柱套
10d 盖底板，圆柱底板
10e 盖内侧
100 安装盖容积
11  隔离开关/接地开关驱动装置
11a 驱动轴
11b 绝缘轴
11c 丝杠
11d 接触管，开关棒
110c活动接地开关触头
12  接地开关固定触头
12a 接触系统
12b 绝缘的接地开关的绝缘
12c 接地开关/外壳衬套
13  隔离路径
14  接地路径
15  气体绝缘的开关设备组件
A 开关设备组件部分的轴线
d GIS外壳直径
D 安装盖直径
L 接地开关固定触头的轴向结构长度
T 结构容积的轴向结构深度

Claims (17)

1.接地开关(1’)，该接地开关包括一个接地开关驱动装置(11)，一个活动接地开关触头(110c)和一个接地开关固定触头(12)，其中活动接地开关触头(110c)和接地开关固定触头(12)布置在气体绝缘的开关设备组件(15)的气体室(9)内，此外，接地开关(1’)在接地开关固定触头(12)附近与气体绝缘的开关设备组件(15)的外壳(2)机械连接，其特征在于，
a)气体绝缘的开关设备组件(15)的一个安装盖(10)具有一个以向外壳的外侧突出的方式来加大气体室(9)的凹进结构容积(100)，
b)接地开关固定触头(12)安装在安装盖(10)的内侧(10e)上，并且至少部分位于安装盖(10)的结构容积(100)内。
2.根据权利要求1中所述的接地开关(1’)，其特征在于，相对与安装盖(10)垂直的轴向延伸(A)，接地开关固定触头(12)的结构长度(L)小于或等于结构容积(100)的结构深度(T)。
3.根据权利要求1中所述的接地开关(1’)，其特征在于，安装盖(10)基本为圆柱形，并具有容纳接地开关固定触头(12)的基本圆柱形的结构容积(100)。
4.根据权利要求1中所述的接地开关(1’)，其特征在于，带有集成的接地开关固定触头(12)的安装盖(10)布置在气体绝缘的开关设备组件(15)的壳体(2)的一端。
5.根据权利要求1中所述的接地开关(1’)，其特征在于，安装盖(10)比气体绝缘的开关设备组件(15)的标准法兰大。
6.根据权利要求1中所述的接地开关(1’)，其特征在于，安装盖(10)的直径(D)和气体绝缘的开关设备组件(15)的直径(d)基本相同。
7.根据权利要求1中所述的接地开关(1’)，其特征在于，
a)安装盖(10)具有使用于活动接地开关触头(110c)的接地开关驱动装置(11)通过的凹部(10b)，
b)接地开关驱动装置(11)具有用于线性驱动布置在气体室(9)内的管形活动接地开关触头(110c)的可运动丝杠(11b)。
8.根据权利要求7中所述的接地开关(1’)，其特征在于，
所述凹部(10b)被所述接地开关驱动装置(11)的驱动轴(11a)和绝缘轴(11b)通过。
9.根据权利要求1中所述的接地开关(1’)，其特征在于，
a)接地开关固定触头(12)具有位于接触系统(12a)和安装盖(10)之间的电绝缘(12b)，
b)接地开关固定触头(12)具有穿过外壳(2)通到外面的电绝缘衬套(12c)。
10.根据权利要求1中所述的接地开关(1’)，其特征在于，接地开关(1’)是组合隔离开关/接地开关装置(1’)的一部分，并具有共同的隔离开关/接地开关驱动装置(11)。
11.根据权利要求2中所述的接地开关(1’)，其特征在于，安装盖(10)基本为圆柱形，并具有容纳接地开关固定触头(12)的基本圆柱形的结构容积(100)。
12.根据权利要求2中所述的接地开关(1’)，其特征在于，安装盖(10)比气体绝缘的开关设备组件(15)的标准法兰大。
13.根据权利要求3中所述的接地开关(1’)，其特征在于，安装盖(10)比气体绝缘的开关设备组件(15)的标准法兰大。
14.根据权利要求1中所述的接地开关(1’)，其特征在于，
安装盖(10)具有使用于活动接地开关触头(110c)的驱动轴(11a)和绝缘轴(11b)通过的凹部(10b)。
15.根据权利要求1中所述的接地开关(1’)，其特征在于，
接地开关固定触头(12)具有位于接触系统(12a)和安装盖(10)之间的电绝缘(12b)。
16.电开关设备组件(15)，其特征在于包括如根据前述权利要求之一中所述的接地开关(1’)。
17.根据权利要求16中所述的电开关设备组件(15)，其特征在于所述电开关设备组件(15)是高电压或中电压开关设备组件(15)。
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