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CN101477913B - 具有多个平行布置的断路器室且具有公共的传动机构及减小的长度的断路器 - Google Patents

具有多个平行布置的断路器室且具有公共的传动机构及减小的长度的断路器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高压或超高压断路器(D)，其每相包括：至少两个互相串联电连接且相互平行地设置在金属外壳中的断路器室；其中室的端部位于一公共平面内，通过该端部，每个室的至少一对可动触头被驱动；以及机械传动组件，由此传送同步运动，并确保用于至少两个所述室的可动触头运动的相同路径长度，该机械传动组件包括，第一，至少两个相同长度的杆，每个杆与其中一个所述室的一对可动触头相联接，以及第二，驱动装置，该驱动装置联接至至少一个位于外壳外部或穿过该外壳的壁的驱动棒。

Description

具有多个平行布置的断路器室且具有公共的传动机构及减小的长度的断路器
技术领域
本发明涉及高压断路器和超高压(铠装型(metal-clad)，和外壳接地式(dead tank types))断路器领域，其每相包括至少两个串联电连接的断路器室并具有公共的传动机构。
将断路器室串联布置使得可能在断开故障电流(例如短路电流)时在所述室之间分散电压，从而易于灭弧。
背景技术
目前，高压或超高压断路器具有多个(通常是三个)彼此对齐的断路器室。
为了将第一断路器室的运动传送至第二室，室外部的绝缘牵引杆用来同时断开所有的可动触头。这些牵引杆的使用还包括需要利用盖体以及需要布置成长绝缘距离，长绝缘距离即位于线电压处的所述牵引杆和位于地电位的金属外壳之间的有效距离。
例如，可引用文献US3,895,202，其讲述了一种传动件，该传动件由四个彼此对齐的断路器室共用，该传动件由两个外部牵引杆80和82构成。
文献US4,562,319在专利US3,895,202的基础上进行改进，其也讲述了一种传动件，该传动件由四个互相对齐且纵向成对并列偏移的断路器室共用，该传动件也是外部牵引杆的形式。
这些已知的结构因而给出了一个很长的断路器。此外，用于该传动件的机械部件及其布置可能造成困难。当被驱动时，机械部件变形，这使得即使断路器正确设定在慢动作操作，室彼此之间也不同步。牵引杆传动件还包括过大的运动质量，其将导致更大的部件和高负荷。而且，必须为部件的移动提供引导，而防止旋转并确保被设计成穿过组成用于断路器室的支撑的部件将这样做。
为了减弱这些缺点，申请人在专利申请FR 0 758 322中已经提出了一种改进，该改进尤其使断路器的总长度得以减小，断路器室彼此对齐，这简化了机械传动装置及其布置。
发明内容
本发明的目的是据此提出一种更进一步的解决方式，使得断路器的总长度减小并解决了在传动至所有断路器室过程中的困难。
到此，在本发明的第一个方面，本发明提供了一种高压或超高压断路器，每相包括金属外壳，该外壳中安装有至少两个互相串联电连接的断路器室，每个断路器室包括一对主触头和一对灭弧触头，每个灭弧触头与其中一个所述主触头是一整体，其中，
-断路器室相互平行地设置在外壳中；
-每个室的至少一对可动触头被驱动通过室的端部，所述端部位于一公共的平面内；
-机械传动组件，其实现运动的同步传动以及确定至少两个所述室的可动触头运动的相同路径长度，该机械传动组件包括：第一，至少两个相同长度的杆，每个杆与其中一个所述室的一对可动触头相联接；第二，驱动装置，该驱动装置联接至所述杆，并适于联接至在外壳外部或延伸穿过该外壳的壁的至少一个驱动棒。
本发明将每个室中的运动起始点和控制装置(例如驱动棒或多个驱动棒)之间的距离降低到最小。这不仅使总长度得以减小，而且也使得断路器的整体长度(也就是说，包括外壳尺寸的断路器总的纵向尺寸)得以减小，尽管事实上外壳包括了至少两个断路器室。在致动装置至少部分布置在外壳外部的结构中，考虑的总长度指的是包含断路器操作中在极限断开位置的致动装置的长度的总长度。此外，本发明的断路器的运输和安装都变得更为容易。
最后，由于降低了断路器室和外壳之间的寄生电容，本发明改善了至少两个断路器室之间电压的平均分配。
根据本发明的棒所完成的操作独有地平移运动，其将每个可动触头和位于同一室中的给定固定触头对以沿着所述室的轴平移的方式分隔开。
断路器室是模块的，其中，主触头和灭弧触头同轴地布置。
在一个有利实施例中，本发明的断路器具有三个或四个断路器室。
在一个实施例中，每对触头包括两个可动触头，提供有用于每个室的附加的传动机构用于在断路操作期间将其主触头和灭弧触头彼此隔离开。
给出了两种可供选择的提供控制的方式。驱动装置联接至杆，并且，驱动棒可执行独立控制的功能。
作为一种替代方式，联接至所述杆的驱动装置可包括轭，该轭适于联接至单个驱动棒。
词“轭”在此处以及本发明的上下文中，应被理解为能够使得每个杆分别连接至断路器室的一对可动触头的、并且允许伴随的所述触头的传动运动至杆的任何机械装置，对于每个杆，驱动棒产生的张力或压力均匀分配。在该有利(优选)的具有三个断路器室的实施例中，轭提供到那些室的所有三个杆(全部具有相同长度)的联接，伴随着传动运动到所述三个杆，对于每个杆，驱动棒产生的张力或压力均匀分配成三份。
在一版本中，轭布置在外壳的外部。
在一替代版本中，轭布置在外壳的内部。
轭可由电绝缘材料制成，并连接至由导电材料制成的驱动棒。
可替代地，轭可由导电材料制成，并连接至由电绝缘材料制成的杆。
优选地，利用固定到外壳的壁上的、形式为套筒的绝缘元件，实现了外壳中的断路室仅在所述断路器的面对驱动棒或多个驱动棒的一侧的机械定位。
还是优选地，断路器包括位于所述断路室之间用于电流输出的电连接元件，所述元件至少部分设置为平行于所述断路室的端部所在的平面，每个室的可动触头对被驱动通过所述端部。
在一又一版本中，金属外壳内仅布置了两个断路室，电连接元件包括设置在外壳内部且平行于所述室的金属杆，所述金属杆连接至电连接元件的、与所述室的端部的平面平行地设置的部分，其中每个室的可动触头对被驱动通过所述端部。
断路室可由真空室制成。
本发明的断路器可设置在除了水平之外的其它方向上，作为接地外壳的一部分。
本发明还提供了使用上面提出的类型的断路器作为铠装开关单元(GIS)的一部分。
最后，本发明提供了一种安装上面提出类型的断路器的方法，包括将至少包括两个断路室以及驱动装置的子组件安装至外壳的盖部件上的步骤，所述驱动装置联接至所述杆，以及其中，通过闭合带有子组件的外壳的主体，至少两个所述断路室被安装于外壳中。
附图说明
本发明的进一步优点和特征将通过参考所附附图阅读随后的详细描述变得更为明显。
图1是在本发明的一个实施例中的超高压断路器的横截面的视图。
图1A是图1中沿A-A线获得的横截面，且示出了处于其断开位置，也就是说断开电流之后的断路器。
图2是在两个隔开120°的平面上的视图，包括外壳的对称轴，以及本发明的另一个实施例中的处于其断开位置的超高压断路器的两个断路器室。
具体实施方式
示出的高压或超高压断路器D每相包括三个断路器室Ca、Cb和Cc，它们构成了设置在金属外壳1中的模块。
每个室Ca、Cb和Cc分别包括一对主触头2a和3a、2b和3b，以及一对灭弧触头4a和5a、4b和5b，每个灭弧触头以互补的插入部和承插部的配合关系固定至其中一个主触头。每对触头包括单个可动主触头2a或2b，或者单个可动灭弧触头4a和4b(参见图1A和2)。为清晰起见，略去第三室的触头。
在示出的实施例中，三个室Ca、Cb和Cc彼此完全相同。
在本发明的实施中，断路器室Ca、Cb和Cc首先相互平行设置在外壳1中(参见附图1A和2)。在示出的版本中，它们布置成彼此之间形成120°的θ角(参见附图1A)。
还在本发明的实施中，每个室Ca、Cb和Cc各自的端部6a、6b和6c在一个共同的平面X中，每个室的可动触头对2a和4a或者2b和4b被驱动通过所述端部。
最后关于本发明，在第一室Ca的可动触头2a和4a之间，在第二室Cb的触头2b和4b之间，以及在第三室Cc的触头之间传送同步运动的机械传动装置包括三个相同长度的杆7a、7b和7c，每个杆联接至相应室的可动触头2a和3a，或者2b或4b。传动装置还包括轭8，轭8联接至三个杆7a、7b和7c，并适于联接至外壳1外部的单个的驱动棒9。
在附图1和1A示出的版本中，轭8由绝缘材料制成，并位于外壳1的外部。以相同的方式，杆7a、7b和7c也由绝缘材料制成，而单个的驱动棒9由金属制成。在轭8设置于金属外壳1内部的结构中，轭8可以是绝缘材料的，这样就只有三个杆7a、7b和7c中的一个需要是绝缘材料的。
杆7a、7b和7c可以是绝缘材料的，且轭是导电材料(金属)。轭8还可以穿过外壳的壁(为此提供有密封系统)。如图1A所示，轭8可以位于外壳1的外部，带有三个密封系统(未示出)作为绝缘杆7a、7b和7c的(金属的)延伸部。在另一版本中，轭8可以是绝缘材料的。
在图1和1A示出的版本中，断路器室Ca、Cb和Cc借助于构成固定至外壳1上的套筒11的绝缘管，仅在断路器D面向驱动棒9的一侧10被保持就位。更精确地，轭8、断路器室Ca、Cb和Cc以及套筒11a、11b和11c在断路器D组装之前装配到端盖部件10上。通过以下述方式定位该子组件的室Ca、Cb和Cc，即，将它们连接至传统的电流输入和输出母线柱(busbars)14组，该子组件的室Ca、Cb和Cc被引入外壳的主体12中。随后，该盖部件10被安装就位到外壳主体12上。
示出的断路器进一步包括电连接元件15，该电连接元件用于在三个断路器室Ca、Cb和Cc之间进行连接以提供电流输出装置，所述元件15布置成与断路器室的端部6a、6b和6c所在的平面X平行。
在示出的实施例中，可动灭弧触头采用郁金香式4a、4b，且固定触头采用棒式5a、5b，其中的每一个在长度上被三角架延伸。
本发明的装置的结构使得图2中所示的电阻插入件(resistiveinsert)16易于对准安装，且作为本发明的优点，该电阻插入件沿着外壳的纵向方向(亦即对称轴)插入。该示出的实施例在高于800千伏(kV)的超高压应用中尤为有利。
由于电流输入母线柱13和输出母线柱14以朝向外壳1的内部收敛的V形形式设置(参见图2)，图2的实施例比图1和1A给出了更为紧凑的断路器。
在未示出的实施例中，在外壳内只设置有两个断路器室，例如两个室Ca和Cb，用于电连接的金属杆可安装就位在第三断路器室Cc中。在这样的结构中，与杆7c相同类型的杆被省略了。换言之，连接杆被固定且与驱动装置没有机械连接。在断路器中的电流输入13和输出14之间需要预定距离的那些应用中，使用金属杆用于两个断路器室之间的电连接是有利的。基于这种考虑设想的应用是在外壳带电式(live tank type)的断路器。
本发明制造简便，并且能够应用至少两个且通常是三个标准的断路器室，其大小和尺寸对于本发明的装置而言不必是特定的。
本发明的装置的优点有很多，例如如下：
-减小外壳的长度；
-消除了从一个断路器室到另一个的传动运动的必要；
-本发明的断路器易于运输；
-阻性插入件能够安装在外壳的轴上；
-减小了驱动装置的绝缘部件的机械应力；以及
-至少两个(通常是三个)断路器室操作同步。

Claims (15)

1.一种高压或超高压断路器(D)，每相包括金属外壳(1)，该外壳中安装有至少两个互相串联电连接的断路器室(Ca，Cb，Cc)，每个断路器室包括一对主触头(2a，3a；2b，3b)和一对灭弧触头(4a，5a；4b，5b)，每个灭弧触头与其中一个所述主触头是一整体，其中，
-断路器室(Ca，Cb，Cc)相互平行地设置在外壳(1)中；
-每个室的至少一对可动触头被驱动通过室的端部(6a，6b，6c)，所述端部位于一公共的平面(X)内；
-机械传动组件，其实现运动的同步传动以及确定至少两个所述室(Ca，Cb，Cc)的可动触头(2a，4a)运动的相同路径长度，该机械传动组件包括：第一，至少两个相同长度的杆(7a，7b，7c)，每个杆与其中一个所述室的一对可动触头(2a，4a；2b，4b)相联接；第二，驱动装置，该驱动装置联接至所述杆，并适于联接至在外壳(1)外部或延伸穿过该外壳的壁(10)的至少一个驱动棒(9)。
2.根据权利要求1的高压或超高压断路器(D)，其中每对触头包括两个可动触头，并且每个室设置有附加的传动装置以在断路操作中将其主触头和灭弧触头彼此分开。
3.根据权利要求1的高压或超高压断路器(D)，包括联接至所述杆的驱动装置，以及驱动棒，用于执行独立的控制功能。
4.根据权利要求1的高压或超高压断路器(D)，其中联接至所述杆的驱动装置包括适于联接至单根驱动棒(9)的轭(8)。
5.根据权利要求4的高压或超高压断路器(D)，其中所述轭(8)设置在所述外壳(1)的外部。
6.根据权利要求4的高压或超高压断路器(D)，其中所述轭(8)设置在所述外壳(1)的内部。
7.根据权利要求4的高压或超高压断路器(D)，其中所述轭(8)由电绝缘材料制成，且联接至由导电材料制成的驱动棒(9)。
8.根据权利要求4的断路器，其中所述轭由导电材料制成，且联接至由电绝缘材料制成的所述杆。 
9.根据权利要求1的高压或超高压断路器(D)，其中，利用固定到外壳(1)的壁(10)上的、形式为套筒(11a，11b，11c)的绝缘元件，实现了外壳中的断路室仅在所述断路器的面对驱动棒或多个驱动棒的一侧(10)的机械定位。
10.根据权利要求1的高压或超高压断路器(D)，包括位于所述断路室(Ca，Cb，Cc)之间用于电流输出的电连接元件(15)，所述元件至少部分设置为平行于所述断路室的端部所在的平面，每个室的可动触头对被驱动通过所述端部。
11.根据权利要求10的高压或超高压断路器(D)，其具有两个且仅两个断路室，并且电连接元件包括设置在外壳内部且平行于所述室的金属杆，所述金属杆连接至电连接元件的、与所述室的端部的平面平行地设置的部分，其中每个室的可动触头对被驱动通过所述端部。
12.根据权利要求1的高压或超高压断路器(D)，其中所述断路室(Ca，Cb，Cc)由真空室构成。
13.根据权利要求1的高压或超高压断路器(D)，当设置在除了水平以外的方向时，其作为接地外壳的一部分。
14.使用根据权利要求1的断路器(D)作为铠装开关单元的一部分。
15.一种安装根据权利要求1的断路器(D)的方法，其中，将至少包括两个断路室(Ca，Cb，Cc)以及驱动装置(8)的子组件安装至外壳(1)的盖部件(10)上的步骤，所述驱动装置(8)联接至杆(7a，7b，7c)，以及其中，通过闭合带有子组件(Ca，Cb，Cc，8，10)的外壳的主体(12)，至少两个所述断路室(Ca，Cb，Cc)被安装于外壳中。 
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