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CN1042276C - 用于有金属外壳的气体绝缘高压开关设备的隔离开关 - Google Patents

用于有金属外壳的气体绝缘高压开关设备的隔离开关 Download PDF

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CN1042276C
CN1042276C CN95105065A CN95105065A CN1042276C CN 1042276 C CN1042276 C CN 1042276C CN 95105065 A CN95105065 A CN 95105065A CN 95105065 A CN95105065 A CN 95105065A CN 1042276 C CN1042276 C CN 1042276C
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S·福斯
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Abstract

隔离开关(8)用于有金属外壳气体绝缘的高压开关设备。具有二个接头支承(38，39)，装在具有纵轴(21)并用绝缘气体充满的外壳(14)里，二个接头支承相对的二个表面(43，47)之间的间距(48)设计作为分断间隙。隔离开关(8)有沿操作轴(27)方向运动的接头装置(30)，在开关接通状态时电气导通该间距(48)。纵轴(21)与操作轴(27)形成第一个角，二个接头支承的表面(43，47)在分断间隙范围内相互平行并与纵轴(21)成第二个角(β)。

Description

用于有金属外壳的气体绝缘高压开关设备的隔离开关
本发明涉及一种用于有金属外壳气体绝缘高压开关设备的隔离开关，有二个安装在具有纵轴充满绝缘气体的外壳里的接头支承，具有在二个接头支承相对表面之间并用作为分断间隙的间距，还有沿操作轴活动的接头装置，在隔离开关接通状态时它就将此间距电气导通。
本发明涉及到例如由公开说明书DE-Al-4210545所述的已有技术。在该出版物中介绍了一种用于有金属外壳的气体绝缘高压开关设备的隔离开关，它有二个开关元件，布置在充满绝缘气体的金属外壳里并且沿轴可以相互接触或者相互分离，它们各有一个销钉状可沿轴向插入的预起弧接头，作为超程保护接头。在固定的开关元件处有固定接头，它同轴地包围住预起弧接头。在运动的开关元件处装有活动接头，它与固定接头在接通位置时就形成一个持续的电流路径。
该隔离开关的轴向伸长较大，这既取决于开关本身的分断间隙段，也取决于位于一个轴上的所有运动部分，它们恰好与气体绝缘开关设备的负荷有效部分的纵轴相重合，另外由于在运动的开关元件中采用了超程保护接头和结构元件，使它在轴向上尺寸加大并且必须是高压屏蔽的。这就造成隔离开关在轴向方向上的几何尺寸大大加大。本来其主要部分应是由分断间隙的绝缘距离所确定的。
本发明的目的是想提供一种本文开头所列种类的用于金属外壳气体绝缘高压开关设备的隔离开关，其轴向尺寸相对较小。
本隔离开关用于有金属外壳的气体绝缘高压开关设备。它有二个布置在具有纵轴并充满绝缘气体的外壳里的接头支承，二个接头支承相对的表面之间的距离被设计作为分断间隙。隔离开关有沿操作轴运动的接头装置，在隔离开关闭合状态时，它就使之电气导通。隔离开关装置在轴向方向上尤其节省空间，这是因为外壳的纵轴和隔离开关的操作轴相互形成第一个角，而二个接头支承的表面在分断间隙范围内相互平行，并且相对于纵轴构成第二个角，所述外壳的纵轴同时也是装在壳体中的气体绝缘开关电接头的轴线。
若第一个角和第二个角的和为90°，那么隔离开关的这种结构型式就特别有利。第二个角度可以在25°-35°之间，最好是30°。
二个接头支承的表面在分断间隙处相对于操作轴形成第三个角度，若第三个角设计成直角，那么隔离开关的结构型式就比较合理。
若在外壳里分断间隙的二侧至少有一种具有安装轴的接地开关，那么组件结构就特别短。
尤其有利的是，运动接头装置的屏蔽不再使隔离开关的轴向结构长度加大。
隔离开关开启的分断间隙用SF6高可靠性地绝缘。隔离开关在闭合状态时对额定电流承受能力最佳，有很好的承受短路电流的能力和冲击电流的能力。此外，在小的电容电流时它具有可靠的开关能力，而且当不中断更换母线时它可以实现换接。
隔离开关有各自独立的接头系统，分别用于持续通电和其本身的开合过程。持续电流接头的结构简单而可靠，零件数量最少。接头的运动由电气驱动，用放在充满SF6气体的隔离开关外壳之外的驱动装置来实现的，隔离开关当然也可以手动驱动。这种配置方式很有利于维护。隔离开关有一个机械连接的位置指示器，另外可以有一个观察玻璃，用于窥视以监视接头的位置。
本发明的其它结构型式和相应的优点将在后面根据图例加以说明，这些图只表示了一种可能的结构型式。
图1为气体绝缘开关设备的输出部分和侧视图，其中装有本发明的隔离开关
图2是本发明隔离开关外壳视图
图3是本发明的隔离开关的一个很简化的断面图。
所有附图中作用相同的元件都采用相同的附图标记表示，所有不影响直接理解本发明的元件都省略了。
图1简明表示了一种具有金属外壳、气体绝缘开关设备的输出部分1的侧视图。该输出部分1有一个金属型材制成的支撑框架2。在支撑框架2的角上装有角铁3，它用来连接支撑框架2和地基4。这种连接可用来传递受力，也可以使框架2在一个放入地基里面，但此处未表示出的支撑轨上滑动。这种类型的金属外壳气体绝缘开关设备的母线5相互上下垂直重迭地布置在处于垂直状态安置的断路器6的一侧或二侧。输出处有电流互感器7，后面接有隔离开关8。在开关8二侧外壳里各装有一个接地开关9,10。开关8的后面接有电压互感器11。电缆接头12使引出的高压电缆13与气体绝缘开关设备相连接。母线5各有一个纵轴，这二个母线系统中任何一个的纵轴都是在一个平面里相互重迭上下垂直布置的。
图2表示独立出来并简化的隔离开关8的外壳14，其壳壁为金属制成。通常要求外壳14气密，由铝合金压铸成。外壳14有6个带法兰15至20的孔。而且外壳14有一个纵轴21，它同时也是装入外壳14内的气体绝缘开关设备中有效部分的中轴。当安装隔离开关时则使装有法兰15和16的孔分别用限弧绝缘子22,23气密封闭，如图3所示。在安装隔离开关时，配有法兰17的孔则配上一个金属盖24，其法兰25与法兰17用螺丝拧紧保证气密。在盖24上法兰25的对面另外还有一个法兰26，它用于固定一个在隔离开关8动作时在操作轴27方向上可以运动的绝缘材料杆28的耐压引线套管。绝缘材料杆28通过一个也是与法兰26相连的开关驱动装置29带动在此以非常简化方式表示的隔离开关8的运动接头装置30运动。该装置30由具有绝缘作用的屏蔽物30a包围，而绝缘杆28穿过屏蔽物30a。纵轴21与操作轴2 7位于一个平面上，其夹角为α，此处为60°，通过纵轴21与操作轴27的交点31而引出另外一个轴线32，其与操作轴27的夹角为δ，此处为直角。轴线32与纵轴21的夹角为3，此处为30°。若其它角度相应变化，那么β角也可以是其它值，β角的范围可从25°至35°，若0和δ角之和为90°，那么隔离开关8的布置就比较有利。
装法兰18和19的孔也可装接地开关9，此时可如图1所示将接地开关9装在外壳14的上面，或者如果当开关设备的设计需要的话也可装在下面。在法兰18,19中余下的那个法兰上可以气密接上例如用于监测气体绝缘开关设备的探测器，或者如图3所示接上一个防爆膜33，在出现故障时它可使壳体14卸压。二个法兰18，19具有一个共同的安装轴34。法兰20同样用来气密安装一个接地开关10，它沿着安装轴35伸出。二个安装轴34,35这里都与操作轴27在一个平面里，这样布置尤其节省空间。对于特殊用途，上述轴也可以位于不同的平面。
图3是本发明的隔离开关的剖面，它很简化地表示出开关8的有效部分。穿过限弧绝缘子22,23分别引入二个电接头36,37，它们可导入高压电位同时又是与气体绝缘开关设备的金属外壳电位屏蔽的。电接头36与隔离开关8的第一个固定的接头支承38可导电联接，电接头37则与隔离开关8的第二个固定的接头支承39可导电联接。接头支承38,39都是由此处并未表示出的多个元件组成。
接头支承38,39是按有利于绝缘而进行成型的，棱边都有屏蔽保护。在接头支承38里面装入郁金香状的配合接头40，它与安装轴34同轴布置并且如果接地开关9闭合的话，它就接纳接地开关9的触针41。另外在接头支承38里面装入了隔离开关8的固定接头42，它与操作轴27同轴布置。在电接头36之后，接头支承38首先与纵轴21同轴，邻接部分的接头支承38则如图3所示弯曲，稍向纵轴21下方伸展。该弯曲部分的表面43与操作轴27垂直伸展。在接头支承39里装入一个郁金香状配合接头44，它与安装由35同轴布置并且在接地开关10闭合时它就接纳该开关10的触针45。另外在接头支承39里装入滑动接头46，用于使电流从隔离开关8的运动接头装置30传送到接头支承39上。滑动接头46与操作轴27同轴布置，它装有接触指、接触片或者螺旋触头。接头支承39在电接头37后面先与纵轴21同轴，邻接部分则如图3所示呈弯曲，比纵轴21略向上伸展。该弯曲部分的表面47与隔离开关8的操作轴27相垂直延伸。这二个表面43和47相互平行，间距为48，与纵轴21倾斜β角。表面43和47终止于较大圆角处，其间距较操作轴27处增大。该间距48对应于隔离开关8的分断间隙，在运行时它经受所有在此位置出现的符合现场条件的电压要求。
当接通隔离开关8时，通过由驱动装置29致动的绝缘材料杆28使运动接头装置30沿着操作轴27向着固定接头42运动。有时由于残余电荷和/或存在于接头支承38,39之间的工作频率电压使运动接头装置30和固定接头42之间发生预起弧(pre-arcing)，用隔离开关8可以顺利地加以控制，就不会使预起弧扩展到外壳14的壁，这与接头支承38,39的几何位置有关。隔离开关驱动装置29在设计时要使它在每种可能的工况下都使运动接头装置30可靠地运动到规定的接通位置，从而保证电流顺利地通过为此准备但没有详细说明的额定电流接点。打开隔离开关8同样也总是很顺利的。
隔离开关8可以装在每个任意的安装位置上，它是由金属外壳气体绝缘开关设备的设计来规定的。接地开关9,10同样可以操作而与位置无关，因此没有什么安装限制。接地开关9,10既可作成工作接地开关，也可以是快速接地开关。隔离开关8与其前后连接的接地开关9,10一起构成的组件结构很紧凑，尤其是在轴向方向上需要的空间很小，因此开关区的结构尺寸可以设计得很小。
气体绝缘开关设备的电流路径的突然弯折会使这些地方在出现大的故障电流，尤其是短路冲击电流产生高的电动力。隔离开关8里面具有弯曲(bent)的接头支承38,39即造成了这种电流路径的突然弯折。由于接头支承38,39以及当隔离开关8关闭时与接头支承垂直布置的运动接头装置30的额定电流接头具有有利的电动力结构，因而使有效电流路径与沿着纵轴21的理想路径的偏差可以保持较小，这样使电动力负荷作用在接头支承38,39上的弯矩可以较小，从而使支承着接头支承38,39的限弧绝缘子22,23可以承受此力矩而不需要额外加强。
也可以设想，在另外一种隔离开关结构型式时使β角接近零，当然接头支承38,39必须作成相应的弯曲状。若β角取零，隔离开关8的操作轴与外壳14的纵轴21垂直，表面43和47平行于纵轴21。这种布置型式的接头支承38,39虽然要求外壳直径稍大，但对于特殊的应用场合是很必要的。

Claims (10)

1．用于有金属外壳气体绝缘高压开关设备的隔离开关，有二个安装在具有纵轴(21)充满绝缘气体的外壳(14)里的接头支承(38,39)，具有在二个接头支承(38,39)相对表面(43,47)之间并用作分断间隙的间距(48)，还有沿操作轴(27)活动的接头装置(30)，在隔离开关(8)接通状态时它就将此间距(48)电气导通，其特征为：纵轴(21)和操作轴(27)相互形成第一个角(α)，二个接头支承(38,39)的表面(43,47)在分断间隙范围内相互平行并与纵轴(21)成第二个角(β)，所述外壳(14)的纵轴(21)同时也是装在壳体(14)中的气体绝缘开关的电接头(36,37)的轴线。
2．如权利要求1所述的隔离开关，其特征为：第一个角(α)和第二个角(β)的和等于90°。
3．如权利要求2所述的隔离开关，其特征为：第二个角度(β)在25°-35°范围内。
4．如权利要求1所述的隔离开关，其特征为：二个接头支承(38,39)的表面(43,47)在分断间隙范围内相对于隔离开关(8)的操作轴(27)有一个第三个角(δ)。
5．如权利要求4所述的隔离开关，其特征为：第三个角(δ)作成直角。
6．如权利要求1-5的任何一个所述的隔离开关，其特征为：在外壳(14)里分断间隙的二侧分别至少有一个安装有安装轴(34,35)的接地开关(9,10)。
7．如权利要求6所述的隔离开关，其特征为：安装轴(34,35)垂直于纵轴(21)。
8．如权利要求7所述的隔离开关，其特征为：接地开关(9,10)的安装轴(34,35)与操作轴(27)位于一个平面内。
9．如权利要求1所述的隔离开关，其特征为：纵轴(21)和操作轴(27)位于一个平面内。
10．如权利要求2所述的隔离开关，其特征为：第二个角度(β)为30°。
CN95105065A 1994-04-19 1995-04-18 用于有金属外壳的气体绝缘高压开关设备的隔离开关 Expired - Lifetime CN1042276C (zh)

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