CN208673973U - 阻抗装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种具有至少一个阻抗模块(3,5,7,9)的阻抗装置(1)，其中，阻抗模块(3)具有壳体(202)和布置在壳体的内部空间(248)中的阻抗元件(245)。在壳体上布置有第一电气接线端(220)，第一电气接线端与阻抗元件电连接。在壳体上布置有第二电气接线端(235)，第二电气接线端与阻抗元件电连接。第一电气接线端相对于壳体以电绝缘的方式布置，并且第二电气接线端相对于壳体以电绝缘的方式布置。第一电气接线端经过长度可变的第一连接部(238)与阻抗元件的第一接触部(240)电连接，并且第二电气接线端经过长度可变的第二连接部(247)与阻抗元件的第二接触部(249)电连接。

Description

阻抗装置

技术领域

本实用新型涉及一种具有至少一个阻抗模块的阻抗装置。

背景技术

从具有官方申请号的较早的申请102013213443.6中已知一种布置在封装壳体中的放电阻抗。该放电阻抗的电气接线端相对于封装壳体电绝缘地布置。该放电阻抗的第二接线端与引导地电势的封装壳体电连接。设置这种放电阻抗，用于对电能传输设备进行放电。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，提供一种可多方面使用的阻抗装置。

根据本实用新型，上述技术问题通过根据本实用新型所述的阻抗装置来解决。在说明书中给出了阻抗装置的有利构造。

公开了一种具有至少一个阻抗模块的阻抗装置，其中，阻抗模块具有壳体和布置在壳体的内部空间中的阻抗元件，在壳体上布置有第一电气接线端，第一电气接线端与阻抗元件电连接，在壳体上布置有第二电气接线端，第二电气接线端与阻抗元件电连接，第一电气接线端相对于壳体以电绝缘的方式布置，第二电气接线端相对于壳体以电绝缘的方式布置，第一电气接线端经过长度可变的第一连接部与阻抗元件的第一接触部电连接，并且第二电气接线端经过长度可变的第二连接部与阻抗元件的第二接触部电连接。

在此，有利的是，不仅第一电气接线端、而且第二电气接线端相对于壳体以电绝缘的方式布置。由此两个接线端可以与不同大小的电势连接。在绝缘的耐高压设计的情况下，阻抗装置特别地可以在高压领域中使用(例如用于限制接通电流浪涌)。

阻抗装置可以实施为，壳体是导电壳体。由此可以有利地在壳体上实现限定的电势比。

阻抗装置可以构造为，壳体与地电势连接。由此将壳体电势有利地设置为地电势，从而触摸壳体没有危险。

阻抗装置还可以构造为，壳体是空心圆柱状的壳体。由此可以有利地在壳体中实现对称的电势比。

阻抗装置可以构造为，第一电气接线端布置在壳体的第一端面上，并且第二电气接线端布置在壳体的第二端面上。这使得阻抗模块能够简单地连接到其它阻抗模块。

阻抗装置可以构造为，壳体的第一端面具有第一(耐高压的)绝缘套管，第一电气接线端穿过第一绝缘套管，和/或壳体的第二端面具有第二(耐高压的)绝缘套管，第二电气接线端穿过第二绝缘套管。这使得第一电气接线端和/或第二电气接线端能够可靠并且简单地相对于壳体绝缘。

阻抗装置可以构造为，阻抗元件的第一接触部借助弹性支承的压片与阻抗模块的第一电气接线端电连接，和/或阻抗元件的第二接触部借助弹性支承的压片与阻抗模块的第二电气接线端电连接。借助弹性支承的压片，可以有利地补偿在流过的电流的大小不同时由于温度产生的阻抗元件的膨胀或收缩。

阻抗装置可以构造为，阻抗元件(相对于壳体)借助压力流体绝缘电绝缘。借助压力流体绝缘(特别是借助气体绝缘)，与例如借助空气绝缘能够实现的相比，可以以紧凑得多的方式实现阻抗装置。

阻抗装置可以构造为，壳体是封装壳体，压力流体绝缘保持在封装壳体中。在此，封装壳体以压力流体密封、特别是气体密封的方式实施。

阻抗装置可以构造为，阻抗装置具有多个阻抗模块。借助多个阻抗模块，能够将阻抗装置可变地调整为需要的不同大小的阻抗值。此外，将所需的整个阻抗分割为多个模块能够实现更好的散热，从而阻抗装置具有提高的能量接收能力。

阻抗装置还可以构造为，阻抗模块的内部空间以压力流体密封、特别是气体密封的方式彼此隔离。在此有利的是，阻抗模块可以分别彼此独立地制造并且用压力流体(特别是用处于压力下的绝缘气体)填充。由此能够特别简单地安装并且(例如在故障情况下)替换阻抗模块。此外，在此有利的是，在一个阻抗模块有缺陷的情况下，不污染其它阻抗模块的内部空间，使得维护成本低。

阻抗装置还可以构造为，阻抗元件具有至少一个具有多个相对于彼此压紧的阻抗段的堆叠。由此能够简单地由阻抗段(例如电阻段)构成所需的阻抗值。因为阻抗段能够以大的件数成本低廉地制造，因此得到能够以特别低廉的成本实现的阻抗装置。

阻抗装置还可以构造为，阻抗元件具有多个分别具有多个相对于彼此压紧的阻抗段的堆叠，其中，堆叠中的至少两个并联电连接。这种变形方案有利地在实现阻抗元件的不同的阻抗值时产生大的变化。此外，通过堆叠的并联连接得到更好的散热能力，使得阻抗装置、特别是每个单个的阻抗模块能够负荷更大的电力损耗。

阻抗装置还可以构造为，阻抗装置与压力流体绝缘的开关设备连接。在此，阻抗装置和开关设备可以形成机械单元。特别是，阻抗装置可以是这种开关设备的附件。阻抗装置也可以集成在开关设备中。开关设备例如可以是气体绝缘的开关设备(特别是以SF₆气体绝缘的开关设备)。

阻抗装置还可以构造为，阻抗装置是电阻装置、特别是接通电阻装置。这种电阻装置或接通电阻装置可以有利地用于在接通变压器时和/或在对电容器充电时限制不希望的大的接通电流。

附图说明

下面，借助实施例详细说明本实用新型。在此，对相同或者相同地起作用的元件设置相同的附图标记。

在图1中示出了具有4个阻抗模块的阻抗装置的实施例，

在图2中以示意图示出了阻抗模块的实施例，

在图3中示出了阻抗模块的另一个实施例中的一部分，以及

在图4中示出了具有阻抗装置的电路的实施例。

具体实施方式

在图1中示出了具有4个阻抗模块的阻抗装置1的实施例。阻抗装置1 具有第一阻抗模块3、第二阻抗模块5、第三阻抗模块7和第四阻抗模块9。在本实施例中，4个阻抗模块3,5,7和9分别是电阻模块。第一阻抗模块3 和第二阻抗模块5串联电连接。第三阻抗模块7和第四阻抗模块9串联电连接。第一阻抗模块3和第二阻抗模块5的串联电路与第三阻抗模块7和第四阻抗模块9的串联电路并联电连接。各个阻抗模块经由连接件12彼此电和机械连接。此外，设置柔性连接件14(补偿器14)，利用柔性连接件14，阻抗装置可以安装在其它电气设备上，例如气体绝缘的开关设备上。柔性连接件14使得阻抗模块在被加热时能够膨胀，并且使得阻抗模块在被冷却时收缩。此外，通过柔性连接件14补偿机械制造和安装公差。

在图1的实施例中示出了具有4个阻抗模块的阻抗装置。但是这种阻抗装置的其它实施例也可以具有其它数量的阻抗模块。例如，阻抗装置可以具有一个阻抗模块、2个阻抗模块、6个阻抗模块或者10个阻抗模块。借助阻抗模块的串联和/或并联连接，几乎可以随意地配置阻抗装置的阻抗值(以及特别是欧姆电阻值)。此外，还可以修改阻抗模块，以改变阻抗值。

在图2中，以第一阻抗模块3为例，以示意性图示示例性地示出了阻抗模块的结构。第二阻抗模块5、第三阻抗模块7和第四阻抗模块9类似地构造。

第一阻抗模块3具有由导电材料制成的壳体202。在本实施例中，导电材料是钢或者压铸铝。壳体202接地，即连接到地电势。壳体202具有中空圆柱状的形状。在壳体202的第一端面204上布置有第一壳体凸缘206；在壳体202的第二端面208上布置有第二壳体凸缘210。在图2的上半部分示出了第一阻抗模块3如何连接到连接件12，其中，连接件12同样具有凸缘 214。在壳体202的第一壳体凸缘206和连接件12的凸缘214之间布置有第一绝缘套管216。绝缘套管借助未示出的夹紧螺栓夹在凸缘206,214之间。该第一绝缘套管216使第一阻抗模块3的第一电气接线端220相对于壳体 202绝缘。在此，第一绝缘套管216在本实施例中被设计为耐高压，即第一电气接线端220可以传导高压电势。高压这里应当理解为大于550kV的电压。

在图2的下半部分示出了第一阻抗模块3连接到连接件12。连接件12 具有凸缘226。第二绝缘套管230夹在凸缘226和第二壳体凸缘210之间。第二绝缘套管230使第二电气接线端235相对于壳体202绝缘。第二绝缘套管230在本实施例中实施为耐高压的绝缘套管。由此，同样能够对第二电气接线端235施加高压电势。

第一电气接线端220经由长度可变的第一连接部238与阻抗元件245的第一接触部240电连接。长度可变的第一连接部238在此仅示意性地示出。第二电气接线端235以相同的方式经由长度可变的第二连接部247与阻抗元件245的第二接触部249连接。但是替换地，代替长度可变的第二连接部247，也可以在第二电气接线端235和阻抗元件245的第二接触部249之间布置刚性的导电连接。

阻抗元件245布置在壳体202的内部空间248中(即壳体202的内部 248中)。在本实施例中，阻抗元件245具有带有多个阻抗段252,254,256 等的第一堆叠250。阻抗段252,254,256等串联电连接并且能够相对于彼此机械地压紧。此外，阻抗元件245具有带有这种阻抗段的类似的第二堆叠 260、第三堆叠262和第四堆叠264。第一堆叠250、第二堆叠260、第三堆叠262和第四堆叠264在此并联电连接。

堆叠250,260,262和264在本实施例中被构造为电阻堆叠250,260,262 和264。阻抗段252,254,256等分别被构造为电阻片252,254,256等。因此，堆叠250,260,262和264中的每一个例如可以由堆叠的片状的电阻段252, 254,256等构成。阻抗段252,254,256等由金属粉末压制。该阻抗段252具有非常大的密度。由此其对于高温不敏感并且能够接收在大电流的情况下在阻抗段上作为能量损耗出现的大量能量。

阻抗段252,254,256等优选全部具有相同的阻抗值，特别是相同的(欧姆)电阻值。由此，通过将各个阻抗段依次连接成堆叠，能够以线性的方式实现不同的电阻值。在本实施例中，4个堆叠250,260,262和264分别具有几乎相同的阻抗值、特别是相同的电阻值。由此在各个堆叠上实现近似相同的电流分布(由此在各个堆叠上实现近似相同的功率损耗的分布)。

特别有利的是，各个阻抗模块的内部空间248以压力流体密封的方式 (特别是以气体密封的方式)彼此隔离。这具有如下优点：当在一个阻抗模块中出现缺陷时，不污染其它阻抗模块的内部空间。因此，也仅必须更换有缺陷的阻抗模块，而其它阻抗模块可以继续使用。因此，阻抗装置的这种模块化架构也展示了很大的优点，因为通过阻抗模块的串联连接和并联连接，可以在大的界限内以简单的方式改变阻抗装置的阻抗(以及特别是欧姆电阻)。

此外，阻抗元件245借助绝缘流体相对于壳体202电绝缘。这种流体的一个示例是气体SF₆(六氟化硫)。流体在(相对于壳体202的周围环境)升高的压力下存在于阻抗模块3的内部空间248中(压力流体绝缘265)。壳体202因此形成内部空间248(容纳空间248)用流体265填充的压力容器。但是也可以使用其它气体、例如氮气或二氧化碳作为电绝缘流体265。然而，替换地或者补充地，也可以在壳体202的内部空间中引入电绝缘液体、例如绝缘油。

在图3中示出了另一个示例性阻抗模块中的放大的一部分。在此，在图 3的下半部分示出了第一堆叠250、第二堆叠260以及第四堆叠264(第三堆叠262被第二堆叠260遮盖)。在图3中可以很好地看到，存在于第一接触部240和第一电气接线端220之间的长度可变的第一连接部238具有压片 302、弹簧304、销306(导体螺栓306)以及接触插口308(空心圆柱体308)。 (被弹簧304压在销306上的)可移动地支承的压片302允许第一接触部240 的销306在第一电气接线端220的接触插口308中滑动。由此能够补偿温度导致的阻抗元件245的膨胀(在被加热时)或阻抗元件245的收缩(在被冷却时)。销306、接触插口308、压片302和弹簧304形成具有弹性连接的长度可变的部件组合。该弹性连接保证部件相对于彼此的预应力(Vorspannung) 以及限定的位置。在此，电流仅一小部分流过弹簧304；大部分电流从销306 直接流到接触插口308中。阻抗元件245的第二接触部249和阻抗模块3的第二电气接线端235之间的电连接可以类似地实现。

在图4中示出了具有阻抗装置1的电路。桥接开关402与阻抗装置1并联连接。该并联电路的一端与三相供电网404电连接。该并联电路的另一端与三相变压器408的初级绕组电连接。(阻抗装置1以及桥接开关402)同样以三相的方式实施。变压器408的次级绕组与仅示意性地示出的转换器410 电连接。该转换器410具有带有大电容的电容器，其在图4的图示中通过电容器符号示出。

转换器410的最初放电的电容器必须借助供电网404充电，以使转换器 410做好运行准备。当在没有连接在前面的阻抗装置的情况下(即在桥接开关402闭合的情况下)执行该充电过程时，于是将出现这些电容器的大的充电电流和/或变压器的大的磁化电流，其可能使供电网404过载。因此，为了使变压器磁化并且为了对电容器充电，将桥接开关402断开，并且充电电流流过阻抗装置1。阻抗装置1在本实施例中被构造为电阻装置1(即被构造为具有欧姆电阻的装置)。阻抗装置1的该欧姆电阻限制转换器410的电容器的接通电流，使得转换器410的电容器以小的电流缓慢地充电，而不会使供电网404过载。(因此阻抗装置1也可以称为接通电阻装置1或者充电电阻装置1)。当转换器410的电容器已充电时，于是将桥接开关(旁路开关) 402(其在本实施例中构造为功率开关402)闭合，使得在正常运行期间电流绕过阻抗装置1经由桥接开关402流动。

在另一个实施例中可以设置为，根本没有转换器410连接到变压器408。然而，在接通变压器时同样可能形成大的接通电流浪涌。出现这种接通电流浪涌，直至在变压器的铁芯中建立了磁通为止。在这种情况下，在接通变压器时将桥接开关402断开，从而首先通过阻抗装置1限制在变压器408中流动的电流。一旦变压器铁芯被磁化并且振荡到稳定运行，则将桥接开关402 闭合。在变压器正常运行期间，电流于是绕过阻抗装置1经由桥接开关402 流动。

借助阻抗装置可以非常有效地衰减电容器或者变压器的接通电流浪涌。例如，可以将接通电流限制到在没有阻抗装置的情况下出现的值的1％。通过使用阻抗装置1，例如可以将10000A的接通电流浪涌限制到大约100A。这也允许在极其弱的供电网上接通转换器或变压器，而不对该供电网产生负面影响。

此外，在图4中可以很好地看到，有利的是，阻抗模块的第一电气接线端和第二电气接线端相对于壳体电绝缘。也就是说，在图4中示出的电路中，可以在阻抗装置1的两个电气接线端上出现不同于零的电压，特别是高压，而可以将各个阻抗模块的壳体接地。特别是在对转换器410的电容器充电时，其电压从0上升至运行电压值。这导致阻抗装置1的变压器侧接线端上的电压也发生变化并且可能呈现大的值。

描述了一种阻抗模块，其能够以简单并且成本低廉的方式调整为不同的阻抗值，并且能够多方面、特别是在高压领域中使用。

Claims (17)

1.一种具有至少一个阻抗模块(3,5,7,9)的阻抗装置(1)，其中，

-阻抗模块(3)具有壳体(202)和布置在壳体(202)的内部空间(248)中的阻抗元件(245)，

-在壳体上布置有第一电气接线端(220)，第一电气接线端与阻抗元件(245)电连接，

-在壳体上布置有第二电气接线端(235)，第二电气接线端与阻抗元件(245)电连接，

-第一电气接线端(220)相对于壳体(202)以电绝缘的方式布置，

-第二电气接线端(235)相对于壳体(202)以电绝缘的方式布置，

-第一电气接线端(220)经过长度可变的第一连接部(238)与阻抗元件(245)的第一接触部(240)电连接，并且

-第二电气接线端(235)经过长度可变的第二连接部(247)与阻抗元件(245)的第二接触部(249)电连接。

2.根据权利要求1所述的阻抗装置，

其特征在于，

-壳体是导电壳体。

3.根据权利要求1所述的阻抗装置，

其特征在于，

-壳体(202)与地电势连接。

4.根据权利要求1所述的阻抗装置，

其特征在于，

-壳体是空心圆柱状的壳体。

5.根据权利要求1所述的阻抗装置，

其特征在于，

-第一电气接线端(220)布置在壳体(202)的第一端面(204)上，并且第二电气接线端(235)布置在壳体(202)的第二端面(208)上。

6.根据权利要求1所述的阻抗装置，

其特征在于，

-壳体的第一端面(204)具有第一绝缘套管(216)，第一电气接线端(220)穿过第一绝缘套管，和/或

-壳体的第二端面(208)具有第二绝缘套管(230)，第二电气接线端(235)穿过第二绝缘套管。

7.根据权利要求1所述的阻抗装置，

其特征在于，

-阻抗元件(245)的第一接触部(240)借助弹性支承的压片(302)与阻抗模块(3)的第一电气接线端(220)电连接，和/或

-阻抗元件(245)的第二接触部(249)借助弹性支承的压片(302)与阻抗模块(3)的第二电气接线端(235)电连接。

8.根据权利要求1所述的阻抗装置，

其特征在于，

-阻抗元件(245)借助压力流体绝缘(265)电绝缘。

9.根据权利要求1所述的阻抗装置，

其特征在于，

-壳体是封装壳体，压力流体绝缘(265)保持在封装壳体中。

10.根据权利要求1所述的阻抗装置，

其特征在于，

-阻抗装置具有多个阻抗模块(3,5,7,9)。

11.根据权利要求10所述的阻抗装置，

其特征在于，

-阻抗模块(3,5,7,9)的内部空间(248)以压力流体密封的方式彼此隔离。

12.根据权利要求10所述的阻抗装置，

其特征在于，

-阻抗模块(3,5,7,9)的内部空间(248)以气体密封的方式彼此隔离。

13.根据权利要求1所述的阻抗装置，

其特征在于，

-阻抗元件(245)具有至少一个具有多个相对于彼此压紧的阻抗段(252,254,256)的堆叠(250,260,262,264)。

14.根据权利要求1所述的阻抗装置，

其特征在于，

-阻抗元件(245)具有多个分别具有多个相对于彼此压紧的阻抗段(252,254,256)的堆叠(250,260,262,264)，其中，堆叠中的至少两个并联电连接。

15.根据权利要求1所述的阻抗装置，

其特征在于，

-阻抗装置(1)与压力流体绝缘的开关设备(402)连接。

16.根据权利要求1至15中任一项所述的阻抗装置，

其特征在于，

-阻抗装置是电阻装置。

17.根据权利要求1至15中任一项所述的阻抗装置，

其特征在于，

-阻抗装置是接通电阻装置。