CN1826714A - 高压电器设备间的连接系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于高压电气设备间的连接系统。该发明系统是这样的类型，它由一连接器(1)组成，连接器(1)包含(I)装有导电元件的绝缘壳(2)和(II)设置于所述壳(2)外表面的半导体层。该系统还包括一保护装置(6)，它绕前述半导体层(3)设置。可选择地，保护装置(6)可包含一接地的导电圈，该导电圈减小该连接系统绝缘故障时出现的电弧长度。此外，保护装置还可包含感应强度传感器或电容电压传感器，它们可用于从高压设备获得不同的电磁。

Description

高压电气设备间的连接系统
技术领域
本发明涉及一种用于高压电气设备间的连接系统，它加入了防止冲撞和刺穿的保护措施，还在两高压设备间的暴露区域加入了防止绝缘失败的措施。该系统还加入了获取电压和电流信号的措施，以及获取供给安装设备的电子电路的功率的措施。
背景技术
具有绝缘连接金属封装的高压电气设备模块连接是一项在各电气设备制造商中广为传播的技术。
这些连接系统可被分为两组：
设备结合通过连接器或连接装置完成的连接系统，连接器或连接装置包含一绝缘件或封装，通常是一旋转体，它里面是导电元件。在这种系统中，绝缘件的端部穿入安装在要连接的设备上的相应凹型连接器，电气绝缘这种结合。这种连接系统的实例在以下专利中有作为实例的描述：EP 0520 933，WO 02/087042，WO 02/35668，EP 0 891 013，和DE 10119183。
绝缘元件不穿入设在要电气连接的设备的部件的连接系统。这种设计的实例在欧洲专利1 294 064和0 199 208中有描述。在这些专利中，为了确保密封电气立足点，使用了如欧洲专利1 294 064所示的压缩环。
在这些连接系统中，为了在所有清洁和潮湿条件下控制电场分布，暴露在两个高压设备间的连接器或结合装置接地，所述外表面必须是导电的或半导电的。为了这个目的，经常在绝缘件或封装上喷上半导漆或半导材料。
为了向所述半导电表面提供地电势，可使用螺旋状弹簧一端连接至高压电气设备的金属封装(该金属封装与地相连)，一端连接至连接器或结合装置的半导电层。弹簧和半导电表面可以两种方式接触。
切线方式。这种情况下弹簧直线放置，两端连接至高压电气设备的金属封装。与半导电表面的接触可通过把所述表面设置在弹簧的两个连接处之间，迫使后者在两个连接处之间变形成弧形而不是成直线状，因而确保永久接触。
圆形方式。这种情况下弹簧与地电气连接，关于半导电表面构成一环面，如专利申请DE 10119183所示。
这种向连接器或结合装置的外部半导电层提供地电势的方式有这样的缺点，在设备运输过程中，过度的长时间的振动可能使半导电漆由于与弹簧的摩擦而磨损，造成无电势的表面区域，这可能引起绝缘失败，导致一小段长度不确定的电弧。
在这些位于两个电气设备间的连接系统中可能出现的另外一个问题是尖物可能穿入设备间空隙，造成连接器或结合装置暴露部分的损坏。
此外，为了满足监视和自动操作电气装置的要求，需要在电气装置间设置相应的电压和电流传感器或测量器，在高压单元间连接的情况下，它意味着额外的困难，因为需要修改高压以允许进行所需测量。
尽管一组高压单元的主电路电线上出现电压可以通过如国际申请WO02/35668所述的绝缘连接装置来解决，但问题是高压单元不总是以凹型连接器露出来允许使用所述专利的所述装置的方式安装，且不管什么情况下，都不可能在高压单元组一端测量电路电流。
发明内容
本发明涉及一种在高压电气设备之间具有绝缘连接的连接系统，它解决了上述所有的问题，作为由一包括绝缘壳的连接器或结合装置构成的类型，它的端部穿入装在要安装的设备的相应的凹型连接器上，它里面安装有一些导电元件，它在绝缘封装的外表面加了导电或半导电层，允许多种电气设备的直接连接，如单元——单元组合，单元——分布式变压器组合等。
本发明连接系统将加入包围或封装连接器或结合装置的保护装置作为它的主要特点。
从结构上来看，在结合装置中要连接或嵌入的两个电器设备的暴露区间该保护装置壳包含一安装在结合装置上的部分，最好是围绕半导电层设置。
与现有系统相比，该连接系统具有下列优点或功能特点：
——它为连接系统提供更大的保护，通过保护装置的构造防止尖物，为连接系统更为暴露的区域提供机械保护功能。
——通过在保护装置中结构导电物质，使故障电流流到地，不产生电弧，在连接装置绝缘失败的情况下减小电弧长，因此减小其破坏性。
——防止了由螺旋状弹簧在运输过程中长期振动导致的半导电表面磨损而造成的问题。此时，所述半导电表面通过导电保护装置与地相连，导电保护装置环抱所述半导电表面，将其与地连接，既不会造成它们间的相对移动，也不会造成导电/半导电表面的磨损。根据本发明的目的，本连接系统还可通过保护装置与地连接，保护装置虽然不是金属的，但是它具有与地相连的导电或半导电表面，该导电或半导电表面与结合装置的外半导电表面接触。
本发明连接系统保护装置可加入允许获得多个电磁值、电压和电流值的传感器。
具体而言，它可加入具有磁核或没有磁核的电流传感器，该传感器允许获得流经主线路的电流，为保护、测量和控制提供数值。此外，当电流在主电路流动时在电流传感器中获得的能量可用于为如继电器、报警器通信设备等附加设备提供能量。
电压信号不是通过参考地而是通过参考结合装置的外导电/半导电表面获得。这种情况下，所述表面获得电势，在高压电势的绝缘保护装置的内表面和外半导电/导电表面起电容作用。该电压信号可用于如：
——表明主电路电线上出现或没有出现电压。
——在主电路电线上获得电压测量。
——获得能量以供给附加设备。
——以电压向量极化方向保护。
——与压磁有关的保护、测量和控制功能。
附图说明
图1所示为用于高压设备(4)的连接系统(1)，它包括由绝缘壳(2)组成的结合装置，绝缘壳(2)连接两高压单元(5)且在其外表面具有半导电层(3)。
图2所示为根据本发明的一连接系统，在半导电层(3)设置的区域加入了保护装置(6)，保护装置(6)包围连接器或结合装置(1)。
图3所示为连接系统的另一实施例，该实施例中保护装置(6)部分地包在半导体材料(3)中，半导体材料(3)反过来嵌在结合装置(1)的绝缘材料(2)壳中。本图中没有图示完成电气连接的元件。
图4所示为本连接系统的实施例，其中保护装置加入了电流传感器和提供半导电层(3)电压的电压传感器，电流传感器由核(7)组成，核(7)上缠有导体(8)。
图5所示为以图3所示实施例为基础的一连接系统，它有一电压传感器。
图6所示为依照图4所示的实施例的连接系统，它加入了包围三相的单极电流传感器(9)。
具体实施方式
作为说明目的而不是限制，下面提供本发明前述高压连接系统的实施例。
图1所示为用于配置具有一组高压单元(4)的电气印刷电路的连接系统，该连接系统同样可用于与具有分布式变压器的单元(4)相连。
图1同时图示了连接系统如何组成，它由一连接器或结合装置(1)组成，连接器或结合装置(1)包含一绝缘壳(2)，绝缘壳(2)插在高压设备(4)的凹型连接器(5)中，连接器或结合装置(1)加入了半导电层或表面(3)，半导电层或表面(3)参考地，且置于要连接设备(4)之间的空间。
对应本发明的目的，图2图示为连接器或结合装置(1)，连接器或结合装置(1)在要连接的电气设备的暴露区域加入了保护装置(6)，保护装置(6)依半导电层(3)包围连接器(1)。保护装置(6)由金属材料制成，为结合装置(1)提供更大的机械保护。
所述保护装置(6)设置为导电环，与地连接，为半导电表面(3)提供地电势，并且把故障电流导入地，不会在两个高压电器设备的分离处产生电弧。保护装置(6)的参考地的实现通过一无关接触所述设备的弹簧来实现，未作图示。
另一种方式，保护装置(6)可用经过涂料处理或人工处理的导电/半导电塑料或橡胶的非金属材料制成，这些材料既可以为连接器(1)提供机械保护，同时还可把半导电层(3)参考地。
图3代表结合装置(1)的另外一种实施例，结合装置(1)中的保护装置(6)部分地安装在半导体(3)上，半导体(3)嵌入在绝缘封装(2)中，绝缘封装(2)提供与上面描述的相同的功能。
图4所示为结合装置(1)的详细情况，结合装置(1)包含一置于保护装置(6)内的电流传感器。该测量器由一核(7)组成，围绕核(7)绕有导体(8)，使其可以测量流入连接装置(1)中的电流。根据传感器需要的灵敏度，核(7)可以有也可以没有磁性，罗柯夫斯基线圈。
图5所示为结合装置(1)，其加入包含磁核(7)和导电线圈(8)的电流传感器，其中保护装置(6)呈如图3所示的结构。
还可包含电压传感器，在这种情况下，半导电/导电表面(3)不参考至地，反而设置为浮动电势，通过接触保护装置(6)的上述表面来捕捉所述表面(3)的电压。作为选择，不与表面(3)接触的外面区域可参考至地电势。
根据图6，保护装置(6)可包围连接系统相的所有连接器(1)，还可加入电流感应器探测流向地的故障电流，其核(9)由线圈(10)缠绕，包围系统的所有相。

Claims (13)

1.用于高压电气设备间的连接系统，由一连接器或结合装置(1)组成，连接器或结合装置(1)插入高压设备(4)的凹型连接器(5)中，其包含一绝缘壳(2)，绝缘壳(2)内安装有导电元件，壳(2)的外表面由导电或半导电层(3)部分覆盖，其特征为：它加入了与结合装置(1)和连接器(5)独立的机械保护装置(6)，保护装置(6)绕半导电层(3)设置且与所述半导电层(3)接触。
2.如权利要求1所述的用于高压电气设备间的连接系统，其特征为：保护装置(3)由一与地连接的导电环组成。
3.如权利要求2所述的用于高压电气设备间的连接系统，其特征为：与地连接的导电环是金属的。
4.如权利要求1所述的用于高压电气设备间的连接系统，其特征为：保护装置中加入了感应电流传感器。
5.如权利要求4所述的用于高压电气设备间的连接系统，其特征为：电流传感器由一罗柯夫斯基线圈组成。
6.如权利要求4所述的用于高压电气设备间的连接系统，其特征为：电流传感器由绕在磁核(7)的绕组(8)组成。
7.如前面权利要求所述的用于高压电气设备间的连接系统，其特征为：保护装置中加入了电容电压传感器。
8.如权利要求1所述的用于高压电气设备间的连接系统，其特征为：保护装置(6)包围位于高压设备间的连接系统的相的所有连接器(1)。
9.如权利要求8所述的用于高压电气设备间的连接系统，其特征为：保护装置(6)由连接至地的导电环组成。
10.如权利要求9所述的用于高压电气设备间的连接系统，其特征为：与地连接的导电环是金属的。
11.如权利要求8所述的用于高压电气设备间的连接系统，其特征为：它包含一外在地包围所有相的电流传感器。
12.如权利要求11所述的用于高压电气设备间的连接系统，其特征为：它每相包含一电流传感器。
13.如权利要求8、11和12所述的用于高压电气设备间的连接系统，其特征为：它在主电路的每相加入了电压探测。
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