CN111342384B - 三相开关装置或控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种三相开关装置或控制装置，包括：至少一个隔室(2、11、12、13、14)；用于第一相的多个部件；用于第二相的多个部件；以及用于第三相的多个部件。用于第一相、第二相和第三相的多个部件各自包括到以下的连接：主汇流排(7)、断路器致动器(1)、单相断路器极(3)以及电缆连接件(6)。用于第一相的断路器致动器和单相断路器极沿着第一轴线被定向。用于第二相的断路器致动器和单相断路器极沿着第二轴线被定向。用于第三相的断路器致动器和单相断路器极沿着第三轴线被定向。第一轴线、第二轴线和第三轴线彼此倾斜。用于第一相、第二相和第三相的多个部件被容纳在至少一个隔室中。

Description

三相开关装置或控制装置

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年12月19日提交的欧洲专利申请第EP18214196.0号的申请日的权益，该欧洲专利申请的全部内容通过引用的方式并入本文。

技术领域

本发明涉及一种三相开关装置或控制装置，其用于在变电站内的低压、中压或高压用途。

背景技术

在现有技术的开关装置和控制装置(control gear)(也称为控制装置(controlgear))的设计中，三相的初级电路被布置为彼此并联。存在用于断路器的一个公共驱动机构、用于隔离开关的一个公共驱动器、以及用于全部三个相的接地开关的一个公共驱动器。

这种布置可能对于处置和维护目的而言是有问题的，并且具有在完整的功率电路中的内部电弧故障的相关联风险。

存在解决这些问题的需要。

发明内容

因此，具有开关装置或控制装置的更好设计将是有利的。

本发明的目的利用独立权利要求的目的来解决，其中进一步的实施例被并入从属权利要求中。

在一个方面，提供了一种三相开关装置或控制装置，包括：

-至少一个隔室；

-用于第一相的多个部件；

-用于第二相的多个部件；以及

-用于第三相的多个部件；

用于第一相、第二相和第三相的多个部件各自包括到以下的连接：主汇流排、断路器致动器、单相断路器极以及电缆连接件。用于第一相的断路器致动器和单相断路器极沿着第一轴线被定向。用于第二相的断路器致动器和单相断路器极沿着第二轴线被定向。用于第三相的断路器致动器和单相断路器极沿着第三轴线被定向。第一轴线、第二轴线和第三轴线彼此倾斜。用于第一相、第二相和第三相的多个部件被容纳在至少一个隔室中。

在示例中，第一轴线与第三轴线成90度角。

在示例中，第二轴线相对于第一轴线对称地定向、并且相对于第三轴线对称地定向。

在示例中，第二轴线与第一轴线成45度角。

在示例中，第二轴线与第三轴线成45度角。

在示例中，第一轴线是水平的，第二轴线与水平成45度角，并且第三轴线是竖直的。

在示例中，至少一个隔室包括至少两个隔室。对于第一相、第二相和第三相，主汇流排、断路器致动器以及单相断路器极被容纳在该至少两个隔室中的至少一个第一隔室中。

在示例中，三个电缆连接件被容纳在至少两个隔室中的第二隔室中。

在示例中，第一轴线、第二轴线和第三轴线朝向第二隔室汇聚。

在示例中，第二隔室包括门或可移除壁部分。开关装置或控制装置被配置为使得在开关装置或控制装置处于操作中时，操作员可以经由门或可移除壁部分而进入第二隔室的内部。

在示例中，第二隔室通过防电弧隔离件而与至少一个第一隔室中的相邻隔室分离。

在示例中，对于第一相、第二相和第三相，用于每个相的单相断路器极的旋转被配置为用作三位置隔离开关。

在示例中，用于每个相的单相断路器极的旋转被配置为用于连接、断开连接和接地功能。

在示例中，用于第一相、第二相和第三相的多个部件各自包括极旋转驱动器，该极旋转驱动器被配置为旋转用于每个相的对应的单相断路器极。

在示例中，用于第一相、第二相和第三相的多个部件各自包括：线性或旋转三位置隔离开关，以及用于每个隔离开关的驱动器。

在示例中，用于第一相、第二相和第三相的多个部件各自包括真空断续器，该真空断续器沿着用于对应相的第一轴线、第二轴线和第三轴线而位于单相断路器极的中心轴线中。三个真空断续器被配置为用于电流中断。

在示例中，对于第一相、第二相和第三相，使用套管组以将在第二隔室中的用于每个相的电缆连接件连接到被容纳在至少一个第一隔室中的用于每个相的部件。

在示例中，电流传感器和电压传感器被嵌入到三个套管组中的每个套管组中。

在示例中，至少一个第一隔室包括两个隔室，并且三个断路器致动器被容纳在两个隔室中的第一隔室中。

在示例中，三个主汇流排和三个单相断路器极被容纳在两个隔室中的第二隔室中。

在示例中，三个断路器致动器被容纳在内的第一隔室包括门或可移除壁部分。开关装置或控制装置被配置为使得在开关装置或控制装置处于操作中时，操作员可以经由门或可移除壁部分而进入第一隔室的内部。

在示例中，该两个隔室中的、三个主汇流排和三个单相断路器极被容纳在内的第二隔室通过防电弧隔离件而与该两个隔室中的、三个断路器致动器被容纳在内的第一隔室分离。

在示例中，电流传感器和电压传感器被嵌入在三个单相断路器极中的每个单相断路器极中。

在示例中，电流传感器和电压传感器是独立的传感器。

附图说明

示例性实施例将会在下文中参考以下附图被描述：

图1示出了三相开关装置或控制装置的示例；以及

图2示出了三相开关装置或控制装置的示例。

具体实施方式

图1至图2示出了用于在低压、中压或高压变电站中操作的三相开关装置或控制装置的示例。

一个示例涉及一种三相开关装置或控制装置，包括：至少一个隔室2、11、12、13、14；用于第一相的多个部件；用于第二相的多个部件；以及用于第三相的多个部件。用于第一相、第二相和第三相的多个部件各自包括到以下的连接：主汇流排7、断路器致动器1、单相断路器极3以及电缆连接件6。用于第一相的断路器致动器和单相断路器极沿着第一轴线被定向。用于第二相的断路器致动器和单相断路器极沿着第二轴线被定向。用于第三相的断路器致动器以及单相断路器极沿着第三轴线被定向。第一轴线、第二轴线和第三轴线彼此倾斜。用于第一相、第二相和第三相的多个部件被容纳在至少一个隔室中。参考图1可见，用于三个相的断路器极指向不同的方向，并且上文提及的轴线延伸通过这些方向的中心，从而汇聚在隔室12中。

根据示例，第一轴线与第三轴线成90度角。

根据示例，第二轴线相对于第一轴线对称地定向、并且相对于第三轴线对称地定向。

根据示例，第二轴线与第一轴线成45度角。

根据示例，第二轴线与第三轴线成45度角。

根据示例，第一轴线是水平的，第二轴线与水平成45度角，并且第三轴线是竖直的。

根据示例，至少一个隔室包括至少两个隔室。对于第一相、第二相和第三相，主汇流排、断路器致动器、单相断路器极被容纳在至少两个隔室中的至少一个第一隔室11、13、14中。

根据示例，三个电缆连接件被容纳在至少两个隔室中的第二隔室12中。

根据示例，第一轴线、第二轴线和第三轴线朝向第二隔室12汇聚。

根据示例，第二隔室12包括门或可移除壁部分。开关装置或控制装置被配置，使得在开关装置或控制装置处于操作中时，操作员可以经由门或可移除壁部分而进入第二隔室的内部。

根据示例，第二隔室12通过防电弧隔离件而与至少一个第一隔室11、14中的相邻隔室分离。

根据示例，对于第一相、第二相以及第三相，用于每个相的单相断路器极的旋转被配置为用作三位置隔离开关。

根据示例，用于每个相的单相断路器极的旋转被配置为用于连接、断开连接和接地功能。

根据示例，用于第一相、第二相和第三相的多个部件各自包括极旋转驱动器，该极旋转驱动器被配置为旋转用于每个相的对应的单相断路器极。

根据示例，用于第一相、第二相和第三相的多个部件各自包括：线性或旋转三位置隔离开关，以及用于每个隔离开关的驱动器。

根据示例，用于第一相、第二相和第三相的多个部件各自包括真空断续器，该真空断续器沿着用于对应相的第一轴线、第二轴线和第三轴线位于单相断路器极的中心轴线中。三个真空断续器被配置为用于电流中断。

根据示例，对于第一相、第二相和第三相，使用套管组以将在第二隔室12中的用于每个相的电缆连接件连接到被容纳在至少一个第一隔室11、13、14中的用于每个相的部件。

根据示例，电流传感器4和电压传感器5被嵌入到三个套管组中的每个套管组中。

根据示例，至少一个第一隔室包括两个隔室。三个断路器致动器被容纳在两个隔室中的第一隔室13中。

根据示例，三个主汇流排和三个单相断路器极被容纳在两个隔室中的第二隔室14中。

根据示例，三个断路器致动器被容纳在内的第一隔室13包括门或可移除壁部分。开关装置或控制装置被配置为使得在开关装置或控制装置处于操作中时，操作员可以经由门或可移除壁部分而进入第一隔室13的内部。

根据示例，该两个隔室中的、三个主汇流排和三个单相断路器极被容纳在内的第二隔室14通过防电弧隔离件而与该两个隔室中的、三个断路器致动器被容纳在内的第一隔室13分离。

根据示例，电流传感器4和电压传感器5被嵌入在三个单相断路器极的每个单相断路器极中。

根据示例，电流传感器4和电压传感器5是独立的传感器。

因此，提供了新的变电站开发方案，其中三相开关装置或控制装置具有逐相分离的初级电路的布置，以及其中这些相彼此成角度。这使得所有开关设备的驱动器能够被设计为仅仅单个相，并因此避免了对于并联布置的需要。通过使得每个相具有驱动器(即，将所需的驱动器数量变为三倍)，每个相的初级电路可以以更紧凑的多的方式被布置，从而带来实质上的材料和组装工作的节省、同时显著地增加了相间距离。还存在开关装置或控制装置在许多操作方面中的行为改善。

该新设计可以应用于有人操作的开关装置和控制装置以及无人操作和维护的开关装置或控制装置两者。

换言之，所有当前现有技术的开关装置和控制装置设计均具有按馈线分组的初级电路，并且不同相彼此并联布置。然而，对于此处描述的新设计，已经发现开关装置或控制装置在初级电路上逐相布置、并且这些相彼此成角度是有利的。该布置将在初级电路上的部件数目减少到最少，降低在主汇流排和断路器区域中的内部电弧故障的风险，并且允许部件被模块化为单相极和驱动器盒。这通过人工或自动化维护系统而有助于更好的处理(与现有的三相设备相比的更小重量和尺寸)。

继续参考附图，现在描述特定特征。

图1示出了三相开关装置或控制装置的详细示例，其中为了便于参考，列出了所示的以下特征：

1.断路器相致动器，其具有辅助电路、极旋转驱动器以及辅助设备(auxiliaries)；

2.防电弧外壳；

3.具有旋转功能的主断路器极，被示出为处于与主汇流排的连接位置，因此极的旋转使能断开连接或接地；

4.环型电流传感器，每相一个；

5.在支柱绝缘子中的电压传感器，每相一个；

6.电缆连接件-铜；

7.主汇流排；

8.接地铜；

9.滑动触头-钳型；

10.结至销(rosette to pin)触头；

11.空间，用于在带有主汇流排和断路器极的相同房间中的机器人维护系统；

12.电缆连接件隔室，其是防电弧并与空间11隔离的，并且具有侧壁以用于在馈线之间隔离；在移除可移除盖之后可访问，可移除盖在左下角中被示出。

如在图1中示出的，三相开关装置或控制装置的不同相的初级电路处于逐相布置中，并且其中逐相布置彼此成角度。这样的优势是，所有相在紧凑的电缆端子隔室中相遇，在该紧凑的电缆端子隔室中，三芯电缆可以被轻易地拆分成芯，并且芯的端接长度大致相同。可以获得以下更多优势：

1.将部件的数目和初级电路的总长度限制到最小；

2.通过增加相之间的距离、并且在相之间按需提供接地的金属隔离件，减少了在主汇流排和断路器区域中的相间内部电弧故障的风险；以及

3.与完整的三相设备相比，将开关装置或控制装置部件模块化为具有更小重量和尺寸的单相极和驱动器盒，从而提供由自动化维护系统或人类维护员的更轻松处理。

如在图1中示出的，不平行轴线的布置具有：在竖直方向的一个相，从竖直倾斜45°的第二相，以及在水平方向的第三相。其他布置是可能的。所有相在公共电缆隔室中相遇，然后在该公共电缆隔室中，三芯传入或传出电缆可以被轻松地终结。电缆隔室通过防电弧隔离件而与主汇流排和断路器空间分离，并且电缆隔室是利用无人操作的开关装置或控制装置的人类操作员可访问的隔室。，一个馈线的电缆隔室通过侧壁(为了便于查看而未示出)而与其他馈线的电缆隔室分离。

考虑单极断路器，已经发现将断路器和隔离开关功能两者都合并到盒中是有利的。旋转断路器极可以被使用。位于极的中心轴线中的真空断续器被用于电路中断，而极围绕中心轴线的旋转作为三位置隔离开关充当连接、断开连接和接地。

然而，在图1中示出的旋转极3可以被替换为非旋转极与线性或旋转三位置隔离开关的组合。然后，在断路器单个相致动器1中的极旋转驱动器可以被替换为用于隔离开关的驱动器。

继续在图1中示出的详细实施例，CB极盒3从断路器与主汇流排空间11突出到电缆隔室12中。然而，为了促进电缆隔室相对于断路器和主汇流排空间的防电弧，CB极盒可以完全地位于断路器和主汇流排空间中。然后，可以通过允许更好密封的套管来提供到电缆隔室的电路过渡。该套管可以具有嵌入的电流传感器4和电压传感器5，并且这些部件然后被集成到套管中，而并非独立的部件。

在图1中示出的断路器盒3包括断路器极、隔离开关以及相关联的驱动器和辅助设备。盒也可以包括电流和电压传感器。

图1的开关装置和控制装置大体上涉及利用无人操作的开关装置或控制装置。图2示出了利用相对于图1描述的同原理、但是现在用于人类操作和维护的开关装置的详细示例。这可以通过添加覆盖断路器和主汇流排空间14的防电弧隔离件来实现，从而创建用于维护和操作人员的人员可访问空间13。

要注意的是，电缆端子隔室的可移除盖可以被替换为门。

初级电路可以包括在图1中未被描述的其他部件和设备，诸如接地开关、电压指示器、电涌放电器、超快速接地开关(UFES)、IS-限制器(由ABB Calor Emag在1955年发明)、接触器、负荷开关、保险丝。

Claims (24)

1.一种三相开关装置或控制装置，包括：

-至少一个隔室(2、11、12、13、14)；

-用于第一相的多个部件；

-用于第二相的多个部件；以及

-用于第三相的多个部件；

其中，用于所述第一相、所述第二相和所述第三相的所述多个部件各自包括到以下的连接：主汇流排(7)、断路器致动器(1)、单相断路器极(3)以及电缆连接件(6)；

其中，用于所述第一相的所述断路器致动器和所述单相断路器极沿着第一轴线被定向；

其中，用于所述第二相的所述断路器致动器和所述单相断路器极沿着第二轴线被定向；

其中，用于所述第三相的所述断路器致动器和所述单相断路器极沿着第三轴线被定向；

其中，所述第一轴线、所述第二轴线和所述第三轴线彼此倾斜；以及

其中，用于所述第一相、所述第二相和所述第三相的所述多个部件被容纳在所述至少一个隔室中。

2.根据权利要求1所述的开关装置或控制装置，其中所述第一轴线与所述第三轴线成90度角。

3.根据权利要求1所述的开关装置或控制装置，其中所述第二轴线相对于所述第一轴线对称地定向、并且相对于所述第三轴线对称地定向。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的开关装置或控制装置，其中所述第二轴线与所述第一轴线成45度角。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的开关装置或控制装置，其中所述第二轴线与所述第三轴线成45度角。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的开关装置或控制装置，其中所述第一轴线是水平的，所述第二轴线与水平成45度角，并且所述第三轴线是竖直的。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的开关装置或控制装置，其中所述至少一个隔室包括至少两个隔室，其中对于所述第一相、所述第二相和所述第三相，所述主汇流排、所述断路器致动器以及所述单相断路器极被容纳在所述至少两个隔室中的至少一个第一隔室(11、13、14)中。

8.根据权利要求7所述的开关装置或控制装置，其中三个所述电缆连接件被容纳在所述至少两个隔室中的第二隔室(12)中。

9.根据权利要求8所述的开关装置或控制装置，其中所述第一轴线、所述第二轴线和所述第三轴线朝向所述第二隔室汇聚。

10.根据权利要求8至9中任一项所述的开关装置或控制装置，其中所述第二隔室包括门或可移除壁部分，以及其中所述开关装置或控制装置被配置为使得在所述开关装置或控制装置处于操作中时，操作员能够经由所述门或可移除壁部分进入所述第二隔室的内部。

11.根据权利要求8至9中任一项所述的开关装置或控制装置，其中所述第二隔室通过防电弧隔离件而与所述至少一个第一隔室中的相邻隔室分离。

12.根据权利要求1至3、8、9中任一项所述的开关装置或控制装置，其中对于所述第一相、所述第二相和所述第三相，用于每个相的所述单相断路器极的旋转被配置为用作三位置隔离开关。

13.根据权利要求12所述的开关装置或控制装置，其中用于每个相的所述单相断路器极的旋转被配置为用于连接、断开连接和接地功能。

14.根据权利要求12所述的开关装置或控制装置，其中用于所述第一相、所述第二相和所述第三相的所述多个部件各自包括极旋转驱动器，所述极旋转驱动器被配置为旋转用于每个相的对应的所述单相断路器极。

15.根据权利要求1至3、8、9、13、14中任一项所述的开关装置或控制装置，其中用于所述第一相、所述第二相和所述第三相的所述多个部件各自包括：线性或旋转三位置隔离开关，以及用于所述隔离开关的驱动器。

16.根据权利要求1至3、8、9、13、14中任一项所述的开关装置或控制装置，其中用于所述第一相、所述第二相和所述第三相的所述多个部件各自包括真空断续器，所述真空断续器沿着用于对应相的所述第一轴线、所述第二轴线和所述第三轴线而位于所述单相断路器极的中心轴线中，并且其中三个所述真空断续器被配置为用于电流中断。

17.根据权利要求8至9中任一项所述的开关装置或控制装置，其中对于所述第一相、所述第二相和所述第三相，使用套管组以将在所述第二隔室(12)中的用于每个相的所述电缆连接件连接到被容纳在所述至少一个第一隔室(11、13、14)中的用于每个相的部件。

18.根据权利要求17所述的开关装置或控制装置，其中电流传感器(4)和电压传感器(5)被嵌入到三个所述套管组中的每个套管组中。

19.根据权利要求8、9、13、14、18中任一项所述的开关装置或控制装置，其中所述至少一个第一隔室包括两个隔室，以及其中三个所述断路器致动器被容纳在所述两个隔室中的第一隔室(13)中。

20.根据权利要求19所述的开关装置或控制装置，其中三个所述主汇流排和三个所述单相断路器极被容纳在所述两个隔室中的第二隔室中。

21.根据权利要求19所述的开关装置或控制装置，其中三个所述断路器致动器被容纳在内的所述第一隔室包括门或可移除壁部分，以及其中所述开关装置或控制装置被配置为使得在所述开关装置或控制装置处于操作中时，操作员能够经由所述门或可移除壁部分而进入所述第一隔室的内部。

22.根据权利要求20所述的开关装置或控制装置，其中所述两个隔室中的、三个所述主汇流排和三个所述单相断路器极被容纳在内的所述第二隔室通过防电弧隔离件而与所述两个隔室中的、三个所述断路器致动器被容纳在内的所述第一隔室分离。

23.根据权利要求1至3、8、9、13、14、18、20-22中任一项所述的开关装置或控制装置，其中电流传感器(4)和电压传感器(5)被嵌入在三个所述单相断路器极中的每个单相断路器极中。

24.根据权利要求1至3、8、9、13、14、18、20-22中任一项所述的开关装置或控制装置，其中电流传感器(4)和电压传感器(5)是独立的传感器。

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