CN1736010A - 用于气体绝缘的开关设备中的母线连接器的连接套筒 - Google Patents

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Abstract

在母线连接器的区域中通常使用连接套筒，该连接套筒由一种绝缘的弹性材料加工，通常由弹性体材料加工，其绝缘性能通过局部放电而变差并随开关设备的工作时间下降。必需使用所谓的TE测量方法(TE：局部放电)且主要在UHF范围(UHF：超高频)中进行，以便及时识别对绝缘材料的损伤影响。为了可靠及简单地检测测量信号，本发明提出，连接套筒(M)具有一个接地的外导电表面(OA)及一个内导电表面(OI)，母线(S)的电压电位接触在该内导电表面上；该连接套筒(M)具有一个嵌入到该绝缘材料(I)中的耦合电极(KE)。通过这些措施提供了一种非常可靠的测量装置，其中传感器(耦合电极KE)位于该设备的气体腔的外部，这使得在更换传感器时无需气体操作。通过该连接套筒(M)的构型可实现传感器(耦合电极KE)的高的局部放电灵敏性。

Description

用于气体绝缘的开关设备中的母线连接器的连接套筒
本发明涉及根据权利要求1的前序部分的用于母线连接器的连接套筒及根据相应的并列独立权利要求的前序部分的母线连接器与装有该母线连接器的气体绝缘的开关设备，尤其是气体绝缘的中压设备。
在具有通过母线连接器彼此连接的气体绝缘的开关柜区(Schaltfeldern)或其它组件的开关设备中，不仅对电触点接通提出了高要求，而且对气体密封本身也提出了高要求。
在母线连接器的区域中通常使用连接套筒，该连接套筒由绝缘的弹性的材料制成，通常由弹性体材料加工，并且被压制成软管状，以便可靠地包围母线并使母线相对外界绝缘。
由EP-A-1 111 748公知了一种母线连接器，它装有一个这种绝缘的连接套筒(“manchon isolant”)。
但绝缘性能可通过局部放电而变差，并随开关设备的工作时间下降。为了设备可靠地运行及可靠地投入工作，必需进行所谓的TE测量(TE：局部放电)，以便识别绝缘材料上可能的损伤及保证符合规定的装配。除了光学及依靠超声波的方法外，通常的方法是电的TE诊断(根据IEC 60270)，在该TE诊断中通过一些测量传感器，也称耦合电极，监控及检测局部放电的随时发生，其中对所获得的测量信号进行增强的信号分析。该信号分析在不同的频率范围中进行，直到GHz范围、即直到UHF范围(UHF：超高频)。如果该信号分析在该超高频范围中进行，则由此也称其为UHF-TE诊断。
为了检测测量信号，通常在一个热塑合成树脂部件中组合一个UHF传感器(UHF耦合电极)，该热塑合成树脂部件位于设备的气体腔中。或在母线上设置一个电压抽头。
该公知的措施具有其缺点，即必须安装一些带有不可忽略的位置需要量的附加的部件，其中这引起了附加的成本。此外为了对传感器及电压抽头进行布线，需要用于从设备中导出布线的附加密封。此外传感器的更换仅在与设备的气体腔接合时才有可能，这需要附加的气体操作。
因此本发明的任务在于，提出该问题的一种解决方案，它允许可靠地且尽可能简单地在用于气体绝缘的开关设备的母线连接器上进行UHF-TE诊断。
该任务将通过具有权利要求1的特征的、用于母线连接器的连接套筒及通过具有相应的并列独立权利要求的特征的母线连接器以及装有该母线连接器的气体绝缘的开关设备来解决。
因此提出：连接套筒具有一个接地的导电的外表面及一个导电的内表面，母线的电压电位施加在该导电的内表面上；连接套筒具有一个嵌入到该绝缘的材料中的耦合电极。
通过这些措施提供了一个非常可靠的测量设备，其中传感器(耦合电极)位于设备的气体腔的外部，这在更换传感器时将不再需要气体操作。在该连接套筒的构型及传感器的配置中，耦合电极相对母线的初始电容取决于电极的面积及到内导电层(导电的内表面)的距离。因此该初始电容可设计得很大，而不会对套筒的耐电强度有影响。因此可实现传感器(耦合电极)的高的局部放电灵敏性。
本发明的特别有利的构型可由从属权利要求中得到。
因此，特别有利的是，耦合电极具有一个传感器面，该传感器面相对外表面相切地定位。由此可避免：在电极的区域中出现对UHF-TE测量有不利影响的场强增高。
在这方面有利的还在于，耦合电极被这样嵌入到绝缘材料中，以使得耦合电极与内表面及外表面电绝缘，并且耦合电极具有一个边缘区域，该边缘区域至少部分地与外表面重叠地定位。
此外特别有利的是，耦合电极与一个插接件相连接，该插接件位于一个由绝缘材料包围的槽中。此外在这方面有利的是，该插接件可与一个配合元件相连接，并且该槽与该配合元件的外部形状相匹配，以便防尘及防潮湿地插接连接。通过这些措施提供了对于测量装置，尤其是对于电压指示装置及频谱分析器的可靠的且可简单操作的连接可能性。
以下将借助实施例并参照一些任选的示意图详细描述本发明，并由其得到一些优点：
图1以横截面图表示一个具有根据本发明的连接套筒的母线连接器，及
图2以横截面图表示根据本发明的所述连接套筒本身。
图1中以横截面表示一个母线连接器SK，该母线连接器将连接两个部分地示出的开关柜区F1及F2(左半图及右半图)。
在该两个开关柜区F1及F2的气体容器中设有一些母线管S，这些母线管各以一个端部由容器中伸出，因此它们可通过所述母线连接器SK彼此相连接。为此，这些母线管S彼此同轴地定向，且它们的端部各从一个由密封环(所谓的O型环)密封的绝缘套管中伸出。所有绝缘套管各位于一个容器沿口上并借助密封环密封以防止绝缘气体的泄漏。第二开关柜区F2(右半图)的母线管S在此从其套筒中伸出得比第一母线管(左半图)的相应的配合件更多。
围绕相互连接的电流母线端部(母线管S的端部)延伸着一个连接套筒M，该连接套筒被压制成软管状且由弹性的绝缘材料I组成，优选由弹性体材料组成。该套筒M借助法兰盘FL固定到开关柜区F1及F2的外壁上，并且包围着从这些开关柜区中伸出的电流母线部件。通过该套筒M使该连接部分相对周围电绝缘并被保护。
根据本发明，该套筒M具有一个内导电面OI，该内导电面与母线S电触点接通且由此其电压电位施加在该内表面OI上。此外，该套筒M具有一个外表面OA，该外表面也是导电的。该外表面OA通过法兰盘及开关柜区F1及F2的气体容器壁接地。
为了检测在TE-UHF测量的范围内的测量信号，在连接套筒M的中间区域中置入一个耦合电极KE形式的传感器。该耦合电极KE处于绝缘材料I中及构造成凹形弯曲面，它与外表面OA相切地定位。该耦合电极可由一种导电材料构成或也可由半导电的塑料构成。在耦合电极KE上设有一个接触销，它是一个插接连接装置的一部分，该插接连接装置位于一个槽中并由此可从外面通过适当的插头(用于连接的配合元件)与一个测量装置相连接。
图2以另一横截面图表示套筒M且更确切地表示了组合在其中的耦合电极KE。
从该图中可看到的，该耦合电极KE本身被嵌入到绝缘材料I中，其中传感器面在其边缘区域R上与套筒M的外表面OA相重叠。在此情况下，该电极KE通过绝缘材料I的薄层与接地的外表面OA相隔离。由此并通过传感器面的切向定向，在电极区域中不会产生明显的场强增高。这具有其优点：耦合电极KE相对母线S的初始电容取决于电极KE的传感器面积及到内表面OI的距离。因此该初始电容设计得很大，而不会出现对套筒M的耐电强度的不利影响。由此最终获得传感器KE的高的局部放电灵敏性。
与传感器KE的接触可通过插头触点S1来实现，该插头触点位于套筒M的槽A中及由此构成一个插孔，在该插孔中可配合精确地且防尘与防水地插入一个配合元件，即插头S2。因为传感器KE可从外部进入且位于气体腔的外部，因此不仅测量连接的建立非常简单，而且可能要进行的传感器KE的更换无需气体操作即可实现。
整个结构仅包括少量的且成本低的部件。不再需要附加的密封件或类似部分。并且不存在附加的位置需求量。
因此所提出的结构可很好地适用于气体绝缘的开关设备。但也可设想另外的应用可能性，例如使用在电力变压器领域中，等等。

Claims (7)

1.用于母线连接器(SK)的连接套筒(M)，该母线连接器用于连接一个气体绝缘的开关设备的两个开关柜区(F1，F2)，其中该连接套筒(M)由一种绝缘的弹性材料(I)加工且压制成软管状，其特征在于：该连接套筒(M)具有一个接地的导电的外表面(OA)及一个导电的内表面(OI)，母线(S)的电压电位施加在该导电的内表面上；该连接套筒(M)具有一个嵌入到该绝缘的材料(I)中的耦合电极(KE)。
2.根据权利要求1的连接套筒(M)，其特征在于：所述耦合电极(KE)具有一个传感器面，该传感器面与所述外表面(OA)相切地定位。
3.根据权利要求1或2的连接套筒(M)，其特征在于：所述耦合电极(KE)被这样地嵌入到绝缘的材料(I)中，以使得该耦合电极(KE)与所述内表面(OI)及外表面(OA)电绝缘，其中该耦合电极(KE)具有一个边缘区域(R)，该边缘区域至少部分地与所述外表面(OA)重叠地定位。
4.根据权利要求1的连接套筒(M)，其特征在于：所述耦合电极(KE)与一个插接件(S1)相连接，该插接件位于一个由绝缘的材料(I)包围的槽(A)中。
5.根据权利要求4的连接套筒(M)，其特征在于：该插接件(S1)可与一个配合元件(S2)相连接；所述槽(A)与该配合元件(S2)的外部形状相匹配，以便防尘密封地插接连接。
6.具有连接套筒(M)的母线连接器(SK)，用于连接一个气体绝缘的开关设备的两个开关柜区(F1，F2)，其中该连接套筒(M)由一种绝缘的弹性材料(I)加工且压制成软管状，其特征在于：该连接套筒(M)具有一个接地的导电的外表面(OA)及一个导电的内表面(OI)，母线(S)的电压电位施加在该导电的内表面上；该连接套筒(M)具有一个嵌入到该绝缘的材料(I)中的耦合电极(KE)。
7.气体绝缘的开关设备，尤其是气体绝缘的中压开关设备，具有至少两个开关柜区(F1，F2)，它们通过一个具有连接套筒(M)的母线连接器(SK)彼此连接，其中该连接套筒(M)由一种绝缘的弹性材料(I)加工且压制成软管状，其特征在于：该连接套筒(M)具有一个接地的导电的外表面(OA)及一个导电的内表面(OI)，母线(S)的电压电位接触在该导电的内表面上；该连接套筒(M)具有一个嵌入到该绝缘的材料(I)中的耦合电极(KE)。
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