CN201877706U - 变压器中性点组合电器装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种变压器中性点组合电器装置，包括一基座，基座上设有绝缘支撑柱、接地柱和接地导流柱，绝缘支撑柱上设有高压臂及高压电极，高压臂上设有一小定触头，接地柱设有接地臂和接地电极，接地臂上套接一接地套管，接地套管与分合调整机构连接，接地导流柱通过一导流板与一大定触头连接，接地套管上设有一大动触头，接地套管穿过大定触头，其端部与小定触头配合连接，大动触头与大定触头配合连接。该装置导流板及大定触头的位置固定不变，这样可以设置一防护罩对大定触头、导流板及分合调整机构进行保护，以减少大气中污染物对这些部件的侵蚀，这样该装置作为中性点隔离开关使用，处于闭合状态时，其回路的接触电阻更加的稳定。

Description

变压器中性点组合电器装置

技术领域

本实用新型涉及电力传输技术范畴，是对目前110kV、220kV变压器中性点所需各单项设备功能组合为一体化设备的变压器中性点组合电器装置。

背景技术

根据中华人民共和国电力行业标准DL/T620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》规定，110kV、220kV电力网(以下简称电网)属有效接地电网，即在实际运行时电网中性点的对地(即大地)的电压为“0”或接近于“0”，此类电网的中性点必须有效接地，电网中性点的接地是通过电网中变压器中性点的接地来实现的。实际运行时则采用选择性接地运行方式，即电网运行时部分变压器的中性点经专用的中性点隔离开关直接接地，其余的变压器的中性点则不接地运行。

故变压站设计时：

1、考虑到运行中改变变压器中性点接地方式直接接地或不直接接地的需要，变压器中性点必需装设中性点隔离开关又称接地开关。

2、此类电网因某种原因偶然形成局部不接地电网，并发生单相接地故障时，此异常工况下，电网可能产生较高的工频过电压，并对此电网中电气设备的安全造成威胁，为此按DL/T620-1997的规定，不接地变压器的中性点应装设棒形空气保护间隙又称棒间隙。

3、在某些特殊情况下，考虑到变压器中性点对雷击过电压的承受能力，还需装设中性点金属氧化物避雷器，英文缩写MOA，以下简称MOA。

在此将装设于此类变压器中性点的设备通称为“中性点设备”，即装设于变压器中性点的器件。

目前设计单位在新建变电站设计时或生产企业在老站改造时均按上述原则配置变压器中性点设备，一般变压器中性点必须配有中性点隔离开关和保护间隙，两件设备并联安装，如图1所示；特殊变压器则由中性点隔离开关、保护间隙及中性点金属氧化物避雷器三件设备并联安装组成，如图2所示。图1、图2是目前普遍采用的设计模式，图1中左侧为中性点隔离开关，右侧为保护间隙；图2中左侧为中性点隔离开关，中间为MOA，右侧为保护间隙。

图中的中性点隔离开关一般为GW13，保护间隙有专业厂家生产或在现场自制，MOA则采用专业厂家生产的变压器中性点专用MOA。这些器件安装在同一槽钢支架上，并由一根或两根支柱使其处于适当高度，然后进行电气连接。

这一常规设计模式存在以下主要问题：

1、它不是真正意义上的组合设计，仅是将各功能设备在现场拼装在一起，占用空间较大，设备来自不同的制造厂家。

2、使用瓷质元件的数量多，如图1中需用三个瓷柱；图2中需用四个瓷件，即三个瓷柱，一个MOA的瓷套。因而整体重量大，消耗瓷质资源多。

3、整个装置组合后纵向长度较长，不适合110kV等户内及地下站的使用。

4、GW13系列中性点隔离开关为双转臂对合式结构，接触稳定性不够理想。

5、对于设备纵向排列长度达到3.5m以上时，必须采用双支柱安装结构，基础及支柱费用高。

为此中国实用新型专利(专利号CN200920076275.8)公开了一种变压器中性点组合电器装置，该装置包括一基座，基座上分别设置绝缘支撑柱、接地柱和接地导流柱，绝缘支撑柱上设有一定触头和一高压电极，接地柱上设有接地套管和一接地电极，接地套管套在接地电极上并与其绝缘滑动连接，接地套管与一分合调整机构连接，接地套管上还设有一动触头，接地导流柱通过一软导线与接地套管连接。该中性点组合电器装置在使用时，分合调整机构可带动接地套管来回移动，当定触头与动触头接触时，该装置为一处于闭合状态的中性点隔离开关，当定触头与动触头分开时，该装置就是一保护棒间隙。

该装置可将中性点隔离开关、保护间隙及MOA三者组合为一体，使设备的占地面积变小，因此特备适用于空间受限制的室内变电站或布置在地下的变电站。但这种变压器中性点组合电器装置也存在一个缺点，就是当接地套管来回移动时，软导线需要同接地套管一起来回移动，因此软导线不易固定，也不方便防护，一般只能暴露在空气中运行，软导线与接地导流柱、接地套管之间的连接处容易被污染和腐蚀。在出现严重气象灾害天气时，就会降低装置运行的可靠性，同时作为中性点隔离开关处于闭合状态时，会使回路电阻增加，进而有可能会影响整个装置的正常运行。

实用新型内容

针对上述现有技术的不足，本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、开关机构更加紧凑、回路接触电阻稳定的变压器中性点组合电器装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种变压器中性点组合电器装置，包括一基座，所述基座上设有一绝缘支撑柱、一接地柱和一接地导流柱，所述绝缘支撑柱通过一高压臂与一高压电极连接，所述高压臂上设有一小定触头，所述接地柱通过一接地臂与一接地电极连接，所述接地电极与所述高压电极位于同一水平直线上且彼此相对设置，所述接地臂上套接一接地套管，所述接地套管与所述接地臂绝缘滑动连接，所述接地套管与一可使该接地管套来回移动的分合调整机构连接，所述接地导流柱通过一导流板与一大定触头连接，所述接地套管上设有一大动触头，所述接地套管的端部穿过所述大定触头与所述小定触头配合连接，所述大动触头与所述大定触头配合连接。

优选的，所述接地臂与所述接地套管之间设有绝缘衬套，使接地臂与接地套管之间实现电隔离。

优选的，所述绝缘支撑柱为瓷柱或金属氧化物避雷器MOA。

优选的，所述小定触头、大定触头为梅花触头。

优选的，所述高压电极与所述高压臂螺纹连接，所述接地臂与所述接地电极螺纹连接。

优选的，所述分合调整机构包括一竖直的转轴，所述转轴的上端与一水平的转臂固定连接，转臂的一端通过一转臂端销与一水平的横连杆的一端铰接，所述横连杆的另一端通过一套管端销与所述接地套管铰接，所述转轴的下端与一传动轴与一驱动机构连接。

进一步的，所述转轴上套有转轴柱管，所述转轴柱管与所述基座连接。

再进一步的，所述转臂与所述横连杆之间、所述横连杆与接地套管之间以及转轴上下端与所述转轴柱管之间都设有绝缘隔离层。

优选的，其还包括一机构防护罩和一小定触头防护罩，所述大定触头、导流板及分合调整机构位于所述机构防护罩内，所述小定触头位于所述小定触头防护罩内。

优选的，所述接地柱上设有一间隙放电回路电流互感器，所述接地导流柱上设有一开关接地回路电流互感器。

上述技术方案具有如下有益效果：该变压器中性点组合电器装置在使用时，基座与地网连接，高压臂与变压器的中性点连接，当接地套管的端部与小定触头配合连接，大动触头与大定触头配合连接时，该装置是一闭合的中性点隔离开关；当通过分合调整机构带动接地套管移动，使接地套管的端部与小定触头脱离、大动触头与大定触头脱离时，该装置即是一保护棒间隙。该装置的接地套管在来回移动的过程中，导流板及大定触头的位置固定不变，这样就可以设置一防护罩，通过该防护罩将大定触头、导流板及分合调整机构封闭起来进行保护，以减少大气中污染物对这些部件的侵蚀，这样该装置作为中性点隔离开关使用，处于闭合状态时，其回路的接触电阻更加的稳定，该装置运行也更加可靠。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本实用新型的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

图1是现有的变压器常用的中性点隔离开关-保护间隙现场拼装结构示意图。

图2是现有的变压器常用的中性点隔离开关-保护间隙-MOA现场拼装结构示意图。

图3是本实用新型处于断开状态的结构示意图。

图4是本实用新型处于闭合状态的结构示意图。

附图标记如下：

1、基座                              20、安装支柱

2、绝缘支撑柱                        21、接地扁铁

3、接地导流柱                        22、开关接地回路电流互感器CT_D

4、转轴柱管                          23、间隙放电回路电流互感器CT_J

5、接地柱                            24、大定触头

6、高压引线板                        25、大动触头

7、小定触头                          26、小定触头防护罩

8、高压电极                          27、机构防护罩

8′、高压臂                          N、变压器中性点

9、接地电极                          J、保护间隙

9′、接地臂                          E、接地网

10、接地套管                         Z、小定触头导电接触片与接地套管端部接触点

11、绝缘衬套                         Z′、大定触头导电接触片与大动触头接触点

12、导流板                           I_KE、中性点隔离开关闭合时由变压器中性点N

13、转轴                             流出的接地电流

14、转臂                             I_J、间隙放电时流过间隙并最后流入地网的放

15、转臂端销                         电电流

16、横连杆                           O-O高压电极与接地电极的中心线

17、套管端销                    O₁-转轴旋转中心

18、传动轴                      O₂-转臂端销与横连杆的铰接中心

19、高压引线                    O₃-套管端销与横连杆的铰接中心

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的优选的实施例进行详细介绍。

如图3、4所示，该变压器中性点组合电器装置包括一基座1，基座1上自左向右分别垂直固定有绝缘支撑柱2、接地导流柱3和接地柱5。

在绝缘支撑柱2的顶部固定有高压引线板6，高压引线板6左端通过高压引线19与变压器中性点N相连，高压引线板6的右端连接一管状的高压臂8′，在高压臂8′右端连接高压电极8，高压电极8与高压臂8′之间为螺纹连接。高压引线19通过螺丝固定在高压引线板6上，高压引线板6通过螺丝固定在绝缘支撑柱2上。在高压臂8′上设置小定触头7，小定触头7为梅花触头(或称捆绑式触头)。

接地柱5上设有一水平的接地臂9′，接地臂9′与一接地电极9螺纹连接，接地电极9与高压电极8位于同一水平直线上且彼此相对设置。在接地臂9′上套有接地套管10，接地套管10与接地臂9′之间设有绝缘衬套11，使接地臂9′与接地套管10之间实现电隔离，绝缘衬套11具有上千伏级的绝缘强度，绝缘衬套11既能使接地臂9′与接地套管10之间实现电隔离，又能对接地臂9′与接地套管10之间的滑动起到润滑的作用。接地套管10上固定有大动触头25，接地柱5上还设有一间隙放电回路电流互感器23。

接地套管10还与一分合调整机构连接，分合调整机构可带动接地套管10沿接地臂9′的轴向左右滑动。该分合调整机构可优选为一曲柄连杆机构，其包括竖直的转轴13、水平的转臂14和横连杆16，转臂14垂直固定在转轴13上，转臂14通过转臂端销15与水平的横连杆16的一端铰接在一起，横连杆16的另一端通过套管端销17铰接在接地套管10的下面。转轴13的下端与一传动轴18相连，传动轴18由动力机构驱动，沿传动轴18自身轴线01自转，动力机构在图中未画出。转轴13被限制在转轴柱管4内转动，同时，转轴柱管也为转轴13提供支撑作用，转轴柱管4固定在基座1上。

接地导流柱3的顶部固定一导流板12，导流板12与一大定触头24连接，大定触头24为一梅花触头，大定触头24、导流板12、接地导流柱3之间构成良好的导电连接。接地套管10的端部可穿过该大定触头24的中空腔并左右滑动。接地导流柱3上可设有一开关接地回路电流互感器22，

该变压器中性点组合电器装置通过接地套管10的左右移动可分为“分”、“合”两种状态。接地套管10的端部插入小定触头7，同时大动触头25插入大定触头24中的状态为变压器中性点组合电器装置处于“合”的状态。接地套管10的端部远离小定触头7，同时大动触头25远离大定触头24的状态为变压器中性点组合电器装置处于“分”的状态。其中在“合”状态时，由高压臂8’、小定触头7、接地套管10、接地套管10上固定的大动触头25、导流板12上设置的大定触头24、导流板12、接地导流柱3组成中性点隔离开关的导流回路。小定触头7与接地套管10的端部组成开关接地回路的第一组接触点，大定触头24和接地套管10上固定的大动触头25构成开关接地回路的第二组接触点。当该变压器中性点组合电器装置处于“分”状态时，由高压臂8’、高压电极8、接地电极9、接地臂9’、接地柱5组成中性点保护间隙放电回路。

工作过程：如图3所示，该变压器中性点组合电器装置处于“分”状态，分合调整机构的转臂14及转臂端销15处于最右端，同时经横连杆16及套管端销17将接地套管10锁定在最右端。此时当得到“合”的指令后，如图4所示，分合调整机构的动力机构通过传动轴18使转轴13带动转臂14及转臂端销15在水平面方向转动。转臂端销15同时带动横连杆16向左移动，在横连杆16的带动下由套管端销17推动接地套管10沿接地电极9和高压电极8的轴线O-O自右向左滑动，直至接地套管10的左端部插入小定触头7中与其配合连接，使小定触头7的导电接触片与接地套管10的端部紧密接触，并在Z点保持良好的电接触。同时，大动触头25插入大定触头24中与其配合连接，使大定触头24的导电接触片与大动触头25紧密接触，并在Z’点保持良好的电接触。

这时转轴13停止转动，变压器中性点N依次经高压引线19-高压引线板6-高压臂8′-小定触头7-接触点Z-接地套管10-大动触头25-大定触头24-导流板12-接地导流柱3-基座1-接地扁铁21与地网E直接连接。如果此时变压器中性点有不平衡电容电流I_KE，则该电流I_KE将经上述途径流入大地，此时套在接地导流柱3外的开关接地回路电流互感器CT_D22的二次侧有相应的电流输出。由于从N-E之间的电阻值很小，故N点对地的压降也小，加上绝缘衬套11的作用I_KE不可能流过接地柱5，故间隙放电回路电流互感器CT_J 23的二次侧不会有电流输出。而且此时保护间隙J处于接地套管10的管腔内，并且高压电极已对地短接，不再起任何作用。

在分合调整机构的套管端销17与横连杆16左侧端套之间，横连杆16右侧端套与转臂端销15之间，以及转轴13上下端与转轴柱管4之间都设有绝缘隔离层(图中未予标出)，使整个曲柄连杆机构与接地套管10之间绝缘，故当变压器中性点组合电器装置处于“合”状态，变压器中性点N直接接地运行，中性点接地电流I_KE不能从曲柄连杆机构产生分流，同时该绝缘隔离层也起到了减小曲柄连杆机构摩擦阻力的作用。

如图4所示，该变压器中性点组合电器装置处于“合”状态，当得到“分”指令时，转轴13旋转，带动机构反方向运动，首先将接地套管10的端部从小定触头7中拉出，同时接地套管10上固定的大动触头25从大定触头24中拉出，然后继续拉动接地套管10，向右侧滑动，直至接地套管10由图4移至图3所示的位置，动力机构停止转动，此时该变压器中性点组合电器装置的中性点隔离开关处于断开状态，变压器中性点N不接地，保护间隙J自动投入使用，变压器中性点N处于间隙保护下的工作状态。

由于此时高压电极8向右凸出于小定触头7，接地电极9的左端向左凸出于接地套管10的端头，故保护间隙J是高压极端与接地极端之间的最小间距，如果此时变压器中性点N出现-定幅度的高电压，保护间隙J将被击穿，击穿放电电流I_J将依次经接地电极9-接地臂9′-接地柱5-基座1-接地扁铁21-接地网E，从而流入大地。这时套于接地柱5外的间隙放电回路电流互感器CT_J23的二次侧将有电流信号输出。由于接地电极9与接地套管10是绝缘的，因而间隙放电电流I_J不能依次经大定触头24-导线板12-接地导流柱3到接地网E，流入大地，故开关接地回路电流互感器CT_D22的二次侧没有电流输出。同时I_J也不能经曲柄连杆机构产生分流。

高压电极8与所述高压臂8′为螺纹连接，所述接地电极9与所述接地臂9′为螺纹连接。通过旋转高压电极8或接地电极9，可以调节两电极8、9之间的保护间隙J的距离，从而调定保护间隙J的放电电压值。而且高压电极8和接地电极9可以从该装置上拆下来，这样该装置即可作为一台独立的变压器中性点隔离开关使用。

绝缘支撑柱2可以为瓷柱，也可以是金属氧化物避雷器MOA。当绝缘支撑柱2为瓷柱时，该装置为中性点隔离开关与保护间隙J两者的组合；当绝缘支撑柱2为金属氧化物避雷器MOA时，该装置为中性点隔离开关、保护间隙J及MOA三者的组合。这两种组合的差别仅是在左侧绝缘支撑柱2所选用的器件不同而已，但不论哪种组合，都只需用一个支撑瓷件——瓷柱或MOA的外瓷套。因此该装置结构紧凑、纵向尺寸较小，现场安装时只需将基座1固定于安装支柱20上端即可，安装非常的方便，特别适合在空间受限制的室内变电站或布置在地下的变电站使用。

该装置在“开”、“合”状态转换的过程中，接地套管10在来回移动时，导流板及大定触头的位置固定不变，此时可以设置一机构防护罩27，通过该机构防护罩27将大定触头24、导流板12及分合调整机构罩住，机构防护罩27可对这些部件进行保护，以减少大气中污染物对这些部件的侵蚀，同理可设置一小定触头防护罩26，小定触头防护罩26将小定触头7罩住，以防止大气中污染物对小定触头7进行侵蚀。这样当该装置作为中性点隔离开关闭合时，其回路的接触电阻会更加的稳定，该装置运行也更加可靠。

以上对本实用新型实施例所提供的该变压器中性点组合电器装置进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有所改变，因此本说明书内容仅用来于对本实用新型实施例进行说明，不应理解为对本实用新型的限制，凡依本实用新型设计思想所做的任何改变都在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种变压器中性点组合电器装置，包括一基座(1)，所述基座(1)上设有一绝缘支撑柱(2)、一接地柱(5)和一接地导流柱(3)，所述绝缘支撑柱(2)通过一高压臂(8′)与一高压电极(8)连接，所述高压臂(8′)上设有一小定触头(7)，所述接地柱(5)通过一接地臂(9′)与一接地电极(9)连接，所述接地电极(9)与所述高压电极(8)位于同一水平直线上且彼此相对设置，所述接地臂(9′)上套接一接地套管(10)，所述接地套管(10)与所述接地臂(9′)绝缘滑动连接，所述接地套管(10)与一可使该接地管套来回移动的分合调整机构连接，其特征在于：所述接地导流柱(3)通过一导流板(12)与一大定触头(24)连接，所述接地套管(10)上设有一大动触头(25)，所述接地套管(10)的端部穿过所述大定触头(24)与所述小定触头(7)配合连接，所述大动触头(25)与所述大定触头(24)配合连接。

2.根据权利要求1所述的变压器中性点组合电器装置，其特征在于：所述接地臂(9′)与所述接地套管(10)之间设有绝缘衬套(11)，使接地臂(9′)与接地套管(10)之间实现电隔离。

3.根据权利要求1所述的变压器中性点组合电器装置，其特征在于：所述绝缘支撑柱(2)为瓷柱或金属氧化物避雷器MOA。

4.根据权利要求1所述的变压器中性点组合电器装置，其特征在于：所述小定触头(7)、大定触头(24)为梅花触头。

5.根据权利要求1所述的变压器中性点组合电器装置，其特征在于：所述高压电极(8)与所述高压臂(8′)螺纹连接，所述接地电极(9)与所述接地臂(9′)螺纹连接。

6.根据权利要求1所述的变压器中性点组合电器装置，其特征在于：所述分合调整机构包括一竖直的转轴(13)，所述转轴(13)的上端与一水平的转臂(14)固定连接，转臂(14)的一端通过一转臂端销(15)与一水平的横连杆(16)的一端铰接，所述横连杆(16)的另一端通过一套管端销(17)与所述接地套管(10)铰接，所述转轴(13)的下端与一传动轴(18)与一驱动机构连接。

7.根据权利要求6所述的变压器中性点组合电器装置，其特征在于：所述转轴(13)上套有转轴柱管(4)。

8.根据权利要求7所述的变压器中性点组合电器装置，其特征在于：所述转臂(14)与所述横连杆(16)之间、所述横连杆(16)与接地套管(10)之间以及转轴(13)上下端与所述转轴柱管(4)之间都设有绝缘隔离层。

9.根据权利要求1所述的变压器中性点组合电器装置，其特征在于：其还包括一机构防护罩和一小触头防护罩，所述大定触头、导流板及分合调整机构位于所述机构防护罩内，所述小定触头位于所述小定触头防护罩内。

10.根据权利要求1所述的变压器中性点组合电器装置，其特征在于：所述接地柱(5)上设有一间隙放电回路电流互感器(23)，所述接地导流柱(3)上设有一开关接地回路电流互感器(22)。

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