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CN102763294B - 使电气装备集成在结构上的系统及其电气装备的隔离方法 - Google Patents

使电气装备集成在结构上的系统及其电气装备的隔离方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及使电气装备集成在结构上的系统。该系统包括以间隔开的关系定位且安装在至少一个结构上的至少一个电气装备。本发明还涉及用于隔离电气装备的方法。该方法包括通过借助于机构而与供应线路或分配线路相对应地接合或脱开电气装备的一个或多个端子来断开和闭合触点，以进行隔离。所述机构是与在竖向方向或水平方向上的运动或与提供隔离的运动相关联的操纵器或活动机构。

Description

使电气装备集成在结构上的系统及其电气装备的隔离方法
领域
本发明涉及分配变电站，并且更具体而言，涉及使电气装备集成在结构上的系统，以及用于提供电气装备的隔离的方法。
背景
分配系统具有变电站，变电站将来自输送系统的电力传输到规定的区域或位置的分配系统。分配系统的变电站(下文称为分配变电站)以适于中间或本地分配的电压提供电力。分配变电站基本上包括包含诸如断路器，隔离器等的构件的电力开关，以及包括构成电流变压器和/或电压变压器、分配变压器的仪表变压器的电力装备。电力开关大体用来接通/隔离电气装备。需要对装备断电，以允许对装备进行工作。这还会清除可在下游出现的故障。
当这种分配变电站涉及中电压和高电压时，分配变电站大体安装在户外且通过空气进行绝缘。在分配变电站中的电力开关构件和电力装备在户外安装在支承它们的单独的结构上。这个户外安装往往占用较多的空间，而不像气体绝缘开关装置(GIS)，GIS的特征在于室内安装和气体绝缘，这会占据相对较少的空间。当这种分配变电站要位于城市中(其中土地的可用性是个问题)或丘陵区域中(其中用于定位分配变电站的几乎平的表面变成一个最需要考虑的要求)时，户外分配变电站占据的空间变得关键。这会大大地影响安装这样的分配变电站所需要的土地的成本。虽然占据较少的空间，但是GIS具有关于变电站的扩大的范围的限制，并且因为较高的装备成本的原因，对于户外中等电压水平是不经济的。一般而言，考虑到工作电压水平、变电站扩大的范围和相对较低的成本，安装在户外的分配变电站仍然是优选解决方案。因此，存在对这样的户外分配变电站的需要：该户外变电站占据较少的空间，并且继承了户外安装的分配变电站的所有特性。
本发明的目标是提供一种系统，其使电力开关构件和电力装备以及包括连接器、连接器电缆等的电气附件(可在下文称为电气装备)集成和定位在结构上。这克服了现有的设备的缺点，并且针对在之前描述的需要提供了解决方案。
因此本发明给出了以集成的方式在可安装在户外的结构上采用电气装备的优点。这进一步给出了在安装分配变电站的电气装备方面减小空间的优点，因为通过集成实现了紧凑性。安装还需要较少的工作量和成本。
发明目的
本发明的目的是提供一种具有集成在结构上且紧凑的电气装备的系统。
本发明的另一个目的是提供一种使电气装备集成在结构上的系统，其需要较少的成本、空间、时间和工作量来进行安装。
本发明的又一个目的是提供一种使电气装备集成在结构上的系统，其提供电气装备的竖向和水平隔离。
本发明的进一步的目的是提供一种用于隔离电气装备的方法。
发明概述
因此本发明提供一种使电气装备集成在结构上的系统，该系统包括以间隔开的关系定位且安装在至少一个结构上的至少一个电气装备。
因此本发明还提供一种用于隔离电气装备的方法，该方法包括通过借助于机构而与供应线路或分配线路相对应地接合或脱开电气装备的一个或多个端子来断开和闭合触点，以进行隔离，其中，所述机构是与在竖向方向或水平方向上的运动或与提供隔离的运动相关联的操纵器或活动机构。
附图简述
参照附图，其中：
图1显示根据现有技术的分配变电站。
图2显示根据本发明的一个示例性实施例的系统。
图3显示根据本发明的一个示例性实施例的具有竖向隔离的系统的透视图。
图4显示连接器在接合位置上的图3的系统。
图5显示连接器在脱开位置上的图3的系统。
图6显示图3的系统的蜗杆蜗轮机构。
图7显示在接合位置上的图3的系统的连接器。
图8显示在脱开位置上的图3的系统的连接器。
图9显示连接器在接合位置上的、根据本发明的一个示例性实施例的具有水平隔离的系统。
图10显示连接器在脱开位置上的图9的系统。
图11显示图9中示出的系统的活动机构的滚子组件。
详细描述
本发明提供具有布置在多个区段中的电气装备的系统。借助于集成电气装备且将它们定位在基部结构上来将该多个这样的区段支承在一个或多个结构上。
必要的是，针对区段所暗含的电气装备的布置和其结构的布置对于操作而言在机械方面是稳定的且在电气方面是安全。本发明考虑了这样的机械稳定性和电气安全性需要。除了使较重的构件或装备设置在结构中的较低的水平处之外，当需要时，为该结构提供了适当的增强，以确保有较高的机械稳定性。电气装备优选在电气连接的顺序方面布置成在各种电气装备之间有足够的电气间隙，以及具有用于安全和可靠操作的结构，并且同时为布置提供紧凑性。这对应于使电气装备以与彼此间隔开且与该结构间隔开的关系定位。可提供适当的绝缘阻隔以在电气装备之间有足够的隔离，以便有操作安全性，并且还减小由于空气绝缘的原因而使用的空间。因此，根据本发明，提供了一种使电气装备集成在结构上的系统。
本文使用的电气装备被预先制造，并且它们的机械和电气属性被提前测量和检查，以便在安装之前有恰当的功能。电气装备一起在工厂进行固定，并且被测试，这不涉及在现场安装时的调节。
根据一个示例性现有技术实施例，图1中显示的在当前实践中的分配变电站(100)由诸如输入隔离器(101a)、断路器(102)、仪表变压器(103)和输出隔离器(101b)的电气装备构成。这些电气装备中的各个安装在单独的安装结构上且以已知的顺序彼此连接，在它们之间具有足够的间隙，如户外安装所需要的那样。供应线路(104)和分配线路(105)因此连接到其对应的隔离器中的各个上。但是，这个种类的布置和安装占据较多的空间。分配变电站所需要的较紧凑的布置通过集成分配变电站的电气装备来实现，其中，本文上面提到的电气装备共同集成在结构上而形成系统。在图2、3和9中宽泛地示出了这样集成电气装备而形成根据本发明的不同的示例性实施例的系统。
图2示出本发明的一个示例性实施例，其中，电气装备，具体而言隔离器(210a，201b)、断路器(202)和仪表变压器(203)布置在单个框架结构(206)上。供应线路(204)连接到本文称为输入隔离器(201a)的隔离器上，输入隔离器(201a)位于单个框架结构(206)的顶部上。断路器(202)在按照标准提供足够的间隙所需要的高度处置于所述单个框架结构(206)上，并且其一个端子连接到输入隔离器(201a)上。仪表变压器(203)还在断路器(202)之后置于单个框架结构(206)上，按照标准具有足够的间隙，并且其一个端子连接到断路器(202)的另一个端子上。仪表变压器(203)的另一个端子连接到本文称为输出隔离器(201b)的另一个隔离器上，输出隔离器(201b)又连接到其分配线路(205)上。还提供了两个操纵器(207a，207b)，对于输入隔离器和输出隔离器(201a，201b)各一个。操纵器(207a，207b)制造成用作机构，该机构通过断开和闭合输入隔离器(201a)和断路器(202)之间的触点和在输出隔离器(201b)和仪表变压器(203)之间的触点来进行隔离。
图3示出根据本发明的另一个示例性实施例的使电气装备集成在结构上的系统。这里，电气装备的集成通过装备的竖向隔离来实现。根据本发明的这个示例性实施例，输入隔离器(301a)和输出隔离器(301b)置于单个框架结构(306)的顶部上且分别连接到供应线路(304)和分配线路(305)上。输入隔离器(301a)和输出隔离器(301b)的端子中的一个意图与断路器(302)和其仪表变压器(303)的对应的端子进行触点的断开或闭合。通过意图进行竖向隔离的机构来实现本文上面所陈述的触点的断开和闭合。
断路器(302)和仪表变压器(303)固定在包含断路器机构和控制器的支承结构(307)上。支承结构(307)使断路器(302)和仪表变压器(303)安装在其上。意图被隔离的电气装备能够沿竖向方向沿着竖向轴线移动，以通过接合或脱开断路器(302)与输入隔离器(301a)的对应的端子和接合或脱开仪表变压器(303)与输出隔离器(301b)的对应的端子，来如本文上面描述的那样断开或闭合触点。通过结构的竖向运动来实现如第一实施例所表示的那样使用操纵器(207a，207b)进行的隔离。
利用主要由如图6中显示的蜗杆蜗轮组件(311)构成的活动机构实现竖向运动。蜗杆蜗轮组件(311)位于壳体(310)内，并且被保护而不受大气/环境状况的影响，例如湿气、灰尘等。根据图3至5的图示，可看到蜗杆蜗轮组件(311)设置在伸缩性圆柱形导引件(308)的底部部分处。伸缩性圆柱形导引件(308)的上部端或上部部分固定到具有断路器(302)和仪表变压器(303)的支承结构(307)的底部表面上。蜗杆涡轮组件(311)设有操纵器(309)，用于操作蜗杆涡轮组件(311)，以便使伸缩性圆柱形导引件(308)在竖向方向上沿着其轴线运动。蜗杆涡轮组件(311)的操作和用于使其运动的机构的操作可通过任何可能的机构来提供，该机构可为手动的或自动的。
当蜗杆蜗轮机构(311)操作成实现向上运动时，伸缩性圆柱形导引件(308)向上延伸，并且固定到其上的结构(307)沿竖向向上方向运动。这允许断路器(302)的对应的端子接合输入隔离器(301a)的端子，并且类似地仪表变压器(303)的端子接合输出隔离器(301b)的端子，从而如图4中显示的那样闭合电气装备的触点。
但是，触点的断开可通过脱开上面的相关联的端子来实现。这通过使断路器(302)和仪表变压器(303)的端子运动远离输入隔离器(301a)和输出隔离器(301b)的端子来进行。这通过借助于相应地操作蜗杆涡轮组件(311)而使电气装备在沿竖向向下方向上运动来实现。电气装备由此如图5中显示的那样被隔离，从而确定竖向隔离。
断路器(302)和输入隔离器(301a)的连接器(400)的接合和脱开可清楚地从图7和8看出和理解。连接器大体用来进行端子的恰当的对准，如贯穿描述所陈述的那样。
根据本发明的另一个示例性实施例，可根据图9至11推断出使电气装备以水平隔离的方式集成在结构上的系统。这里，断路器(502)和仪表变压器(503)安装在包含断路器机构和控制器的支承结构(507)上。断路器(502)和仪表变压器(503)的端子与输入隔离器(501a)和输出隔离器(501b)的对应的端子接合和脱开，从而通过机构来针对供应线路(504)和分配线路(505)断开或闭合触点，以进行隔离。这特别地通过使电气装备(502，503)沿水平方向运动来进行，以建立这种接触。在水平方向上的运动通过意图为用于隔离的机构的活动机构来实现。本文涉及的活动机构主要包括导轨(508)和在具有断路器(502)和仪表变压器(503)的支承结构(507)的底部处的一组滚子(511)。用于进行水平隔离的活动机构可手动操作或可为自动的。例如，操作活动机构的自动方式可包括用于产生运动的马达驱动式机构。要注意，运动是具有恰当的预防措施的受控制的运动，以实现在触点之间的适当的对准、活动装备的接合和活动装备的锁定。
滚子(511)被对准以在导轨(508)内运动，因而提供水平运动。在图9中显示的接合位置上，其中所述结构(507)运动到最靠近隔离器(501a，501b)的可能位置，并且如所允许的那样以便使连接器进行恰当的对准，以如本文前面描述的那样进行接合。在导轨(508)中提供互锁件(509)，以锁定具有断路器(502)和仪表变压器(503)的所述结构(507)，基本上以确保连接器有恰当的对准。但是，当所述结构(507)在其最远离隔离器的位置上且被隔离时，具有断路器(502)和仪表变压器(503)的结构(507)的运动被位于导轨(508)中的止动销(510)阻止。这是为了确保恰当的隔离。针对供应线路或分配线路或两者断开和闭合触点得到的隔离由活动机构执行。端子的接合或脱开的物理动作称为操作。要注意，以一个操作来在供应线路和分配线路两者之间提供隔离。同一机构或不同的机构还可通过不止一个操作来单独地为供应线路和分配线路提供隔离。
装备和它们的额定值和其集成的设备的大小、其紧凑性、维护和其运输的问题应该理解为完全在本发明的范围内。电气装备安装在其上的结构可设计成进行调节，其中，结构或存在于结构中的至少一个区段能够调节成提供适应不同的大小、构造和额定值的电气装备的柔性。例如，这样的调节可借助于带孔角钢(holedangle)来提供，带孔角钢可抵靠着彼此而运动且栓接在需要的位置处。
根据本发明，本文前面描述的实施例本质上是示例性的，而不是详尽的，并且在本发明的范围方面不是限制性的，并且所有的可能修改和改变应当解释为完全在本发明的范围内。

Claims (12)

1.一种使电气装备集成在结构上的系统，所述系统包括：
电连接到位于单个框架结构一端的供应线路上的输入隔离器，和电连接到与所述输入隔离器处于物理间隔开的关系的分配线路上的输出隔离器；
能够电连接到所述输入隔离器上的断路器，能够电连接到所述输出隔离器上的仪表变压器，其中，所述断路器和仪表变压器安装在支承结构上，并且所述断路器电连接到所述仪表变压器上；和
活动机构，所述活动机构机械式连接到所述支承结构上，用于使所述支承结构在第一位置和第二位置之间移动，在所述第一位置中，所述断路器的一个或多个触点与所述输入隔离器的一个或多个触点接合并且所述仪表变压器的一个或多个触点与所述输出隔离器的一个或多个触点接合，在所述第二位置中，所述断路器的一个或多个触点与所述输入隔离器的一个或多个触点脱开并且所述仪表变压器的一个或多个触点与所述输出隔离器的一个或多个触点脱开；
其中，所述活动机构包括以下的其中之一：
竖向运动组件，包括固定到所述支承结构一端的伸缩性导引件，和位于壳体内的蜗杆蜗轮机构，其中，所述伸缩性导引件通过蜗杆而机械式连接到所述蜗杆蜗轮机构上，用于所述支承结构在所述第一位置和所述第二位置之间的竖向移动；和
水平运动组件，包括沿着所述单个框架结构定位的导轨，和连接到所述支承结构一端的滚子组件，用于所述支承结构在所述第一位置和所述第二位置之间的水平移动。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电气装备包括选自包括隔离器、断路器的构件中的一个或多个的至少一个电力开关，或选自包括分配变压器、电流变压器、电压变压器的构件中的一个或多个的至少一个电力装备，或至少一个电力开关和至少一个电力装备。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包括这样的机构：所述机构借助于通过一个或多个操作来针对供应线路或分配线路或两者断开和闭合触点来进行隔离。
4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包括这样的机构：所述机构借助于通过一个或多个操作来针对供应线路或分配线路或两者断开和闭合触点来进行隔离。
5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述机构是操纵器或活动机构，其被提供来通过与所述供应线路和所述分配线路相对应地接合或脱开电力开关或电力装备或两者的一个或多个端子来断开和闭合所述触点。
6.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述活动机构与在竖向方向或水平方向上的运动或与提供隔离的运动相关联。
7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述机构手动地或自动地操作。
8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述机构手动地或自动地操作。
9.根据权利要求1-8中的任一项所述的系统，其特征在于，所述电气装备以间隔开的关系布置在一个或多个区段中，并且安装在至少一个结构上，所述结构能够调节成适应所述电气装备。
10.根据权利要求1-8中的任一项所述的系统，其特征在于，所述电气装备中的至少一个在工厂装配在所述结构中且进行测试。
11.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，保护所述机构以免受环境状况的影响。
12.一种用于隔离电气装备的方法，所述方法包括通过借助于机构而与供应线路或分配线路或供应线路和分配线路两者相对应地接合或脱开所述电气装备的一个或多个端子来断开和闭合触点，以进行隔离，其中，所述机构是与在竖向方向或水平方向上的运动或与提供隔离的运动相关联的活动机构；
其中，所述活动机构包括以下的其中之一：
竖向运动组件，包括固定到支承结构一端的伸缩性导引件，和位于壳体内的蜗杆蜗轮机构，其中，所述伸缩性导引件通过蜗杆而机械式连接到蜗杆蜗轮机构上，用于支承结构在第一位置和第二位置之间的竖向移动；和
水平运动组件，包括沿着单个框架结构定位的导轨，和连接到支承结构一端的滚子组件，用于支承结构在第一位置和第二位置之间的水平移动。
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