專利名稱：用于分接開關(guān)的基于真空的切換開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
當(dāng)今高壓和中壓變壓器廣泛用于電力輸配。利用電流的磁特性， 這些變壓器在兩個或更多不兼容的交流電路間傳輸電力。因此，電 廠的電力可以由電壓很高的小電流傳輸并且隨后在到達(dá)用戶之前降 為低電壓的大電 流。
背景技術(shù)：
供電部門有義務(wù)為其用戶將供電電壓維持在一定的限度內(nèi)。分接 開關(guān)是在變壓器中使用的用于將變壓器輸出電壓調(diào)整到這些限度內(nèi) 的裝置。正常地，這是通過改變適當(dāng)?shù)囊粋€或多個變壓器的一個繞 組的匝數(shù)，以改變系統(tǒng)的變壓器的變比實現(xiàn)的。該變比決定繞組之
分接開關(guān)改變變壓器中繞組之間的匝數(shù)比。有載分接開關(guān)(OLTC) 正常地具有為總的線電壓的±20%的調(diào)整范圍；調(diào)整大體分9到35 級執(zhí)行并且在正常電網(wǎng)應(yīng)用中每天操作10到20次。對于要求很高 的系統(tǒng)，如熔化爐，這種操作可能每天有數(shù)百次。
例如系統(tǒng)上較小的負(fù)載可能要求分接變換操作降低繞組中的匝 數(shù)。其最終的結(jié)果是與沒有執(zhí)行分接變換相比，輸出電壓提高。
除了所描述的應(yīng)用外，分接開關(guān)也可以與其他電感電力裝置聯(lián)合 使用，如電抗器。分接開關(guān)或者是有載的，即在變壓器被勵磁時操 作，或者是無載的并且有各種型號可以提供。分接開關(guān)一般地包括 多個用于分接變換的開關(guān)以及多個用以防止短路的電阻器或其他阻 抗。而且，分接開關(guān)典型地填充有絕緣液體，如油，該絕緣液體除 絕緣外還可冷卻裝置。
對在整流器和熔爐應(yīng)用中的工業(yè)變壓器中使用的分接開關(guān)也有巨大的需求。在一些應(yīng)用中，分接開關(guān)每年可能執(zhí)行成千上萬次切 換操作。移相變壓器(交流電網(wǎng)中的功率流管理)和用于高壓直流 (用于長途傳輸和非同步電網(wǎng)耦合)傳輸?shù)淖儔浩魇橇硗鈨蓚€強調(diào) 電壓調(diào)整的領(lǐng)域。
全世界的電力企業(yè) 一 直在尋求以提高其資產(chǎn)的經(jīng)濟和技術(shù)性能。 毫無疑問，這二者相互關(guān)聯(lián)，并且因為所需的投資規(guī)模和對電網(wǎng)設(shè) 施的長壽命預(yù)期，行業(yè)中對新的未經(jīng)驗證的技術(shù)懷有 一 種健康的懷 疑態(tài)度。成熟的真空技術(shù)的出現(xiàn)，對資產(chǎn)更有效利用的需求做出了回應(yīng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實施方式提供了一種切換開關(guān)，其包括與現(xiàn)有分接開關(guān)
外殼匹配以允許改造切換開關(guān)的接口 ；主觸點；過渡觸點；連接到 過渡觸點的過渡電阻器座；具有與過渡電阻器座匹配的接口的過渡 電阻器模塊，其中多個過渡電阻器模塊可以連接到一起。
本發(fā)明進一步的實施方式提供一種用于分接開關(guān)的切換開關(guān)，該 切換開關(guān)包括主觸點；過渡觸點；在主觸點和過渡觸點之間切換 時用于熄除弧的真空開關(guān)。


附圖在此并入而成為本說明書的組成部分，其示出本發(fā)明的實施 方式并且與說明書一起進一步用以解釋本發(fā)明實施方式的原理。 圖1是根據(jù)本發(fā)明示例性實施方式的變壓器的示圖； 圖2是根據(jù)本發(fā)明示例性實施方式的變壓器的示圖； 圖3是根據(jù)本發(fā)明示例性實施方式的真空開關(guān)的示圖； 圖4是根據(jù)本發(fā)明示例性實施方式的切換開關(guān)的示圖； 圖5A是根據(jù)本發(fā)明示例性實施方式的外殼的示圖； 圖5B是根據(jù)本發(fā)明示例性實施方式的接口的示圖； 圖6A-圖6C是根據(jù)本發(fā)明示例性實施方式的吊軛的示圖；并且
5圖7是根據(jù)本發(fā)明 一 個示例性實施方式的吊桿的示圖。 應(yīng)當(dāng)理解，這些圖示出了本發(fā)明的實施方式。對于本領(lǐng)域的普通 技術(shù)人員，根據(jù)本說明書的內(nèi)容對這些實施方式的變形是顯而易見的。
具體實施例方式
以下詳述本發(fā)明的實施方式。在描述實施方式時，為了清楚起見 使用特定的術(shù)語。然而，本發(fā)明并不受到所選用特定術(shù)語的限制。
的普通技術(shù)人員將認(rèn)識到在不背離本發(fā)明主旨和范圍的情況下可以 使用其他組件和配置。
本發(fā)明的實施方式提供使用基于真空的切換技術(shù)的切換開關(guān)，例 如，真空開關(guān)。實施方式也可以提供一種"模塊式"切換開關(guān)，也 就是說這樣一種切換開關(guān)，其中切換開關(guān)的部分可以更換以實現(xiàn)對 基本切換開關(guān)的定制。例如，除其他部分外，可以提供模塊式過渡 電阻器。為了對基本切換開關(guān)進行定制，模塊式過渡電阻器可以以 不同布置切換或連接。
實施方式也可以提供一種切換開關(guān)，其具有與現(xiàn)有設(shè)計兼容的機 械和電氣接口 。機械和電氣接口的兼容特性支持從傳統(tǒng)有載分接開 關(guān)到基于真空的有載分接開關(guān)的改造。切換開關(guān)可以改造成進入現(xiàn) 有分接開關(guān)的外殼內(nèi)。從傳統(tǒng)到基于真空、傳統(tǒng)到基于真空及增容、 以及真空增容的改造成為可能。
所公開的切換開關(guān)的優(yōu)點可以包括相同物理尺寸下電氣額定值 更高，相同額定負(fù)載下觸點壽命更長，并且由于降低了對油的污染 和破壞，基于時間的維護周期也延長了 。另外，所維護的電氣和機 械驅(qū)動部分主要位于切換開關(guān)上。通過改變成基于真空的切換開關(guān) 有可能延長維護周期并且潛在地也消除了更換觸點的需要(取決于 應(yīng)用和壽命期間操作總數(shù))。器的示意圖。示出包括分接開關(guān)12的變壓器箱10。所示分接開關(guān) 12懸掛在變壓器蓋14上，但是其他分接開關(guān)12可以設(shè)置在變壓器 箱IO的外面。變壓器箱IO和分接開關(guān)12都充滿絕緣液體，優(yōu)選的 是油，其存儲在油室16中。為避免變壓器油污染，例如，被下文將 描述的弧污染，分接開關(guān)12具有密閉外殼以將其絕緣液體與變壓器 絕緣液體分隔開。操作分接開關(guān)12的動力由電動機驅(qū)動機構(gòu)18提 供，其安裝在變壓器箱10的外面。動力通過軸20和錐齒輪22的裝 置傳輸。
圖2是有載分接開關(guān)的示意圖，其可以用于本發(fā)明的實施方式。 所示的分接開關(guān)12由兩個主要部分構(gòu)成，切換開關(guān)24和分接選擇 器26,其通過連接30彼此連接。切換開關(guān)24可以包括傳統(tǒng)的上殼 體28。
在分接開關(guān)操作中，在分接切換序列期間切換開關(guān)24中有觸點 斷開。當(dāng)觸點斷開時，高壓產(chǎn)生弧。在成功的切換操作中，弧的壽 命在半個周期內(nèi)結(jié)束(50Hz時最大10ms)。在傳統(tǒng)分接開關(guān)中，弧 在絕緣液體內(nèi)產(chǎn)生并且造成絕緣液體熱降解，導(dǎo)致形成充氣的體積。 其一個結(jié)果是氣體的生成隨后導(dǎo)致絕緣液體內(nèi)壓力突然改變。熱降 解的另一個結(jié)果是絕緣液體被污染。
如上文所述，本發(fā)明的示例性實施方式提供了包括真空開關(guān)(如 真空斷路器)的切換開關(guān)。在本發(fā)明的示例性實施方式中，在分接 切換過程中產(chǎn)生的弧現(xiàn)在在真空斷路器中被熄除，而不是如傳統(tǒng)切 換開關(guān)中那樣在絕緣液體中被熄除。這樣，弧產(chǎn)生在真空開關(guān)內(nèi)。 這可以降低或消除絕緣油的降解以及相關(guān)的維護成本。另外，由于 其快速的電介質(zhì)恢復(fù)，真空斷路器有幾個技術(shù)優(yōu)點。這促使每種應(yīng) 用的分接開關(guān)更好地優(yōu)化，并且由此改善成本有效性并且降低變壓 器的整體尺寸。真空開關(guān)的優(yōu)點可以包括在要求較高的應(yīng)用中的弧 熄除能力得到改善，如在移相變壓器、串聯(lián)電抗器、工業(yè)變壓器和 svc變壓器。
本發(fā)明的實施方式提供了利用真空開關(guān)的切換開關(guān)。上文描述的弧被限制在真空開關(guān)內(nèi)。這改善了分接開關(guān)的操作和壽命。典型地， 分接開關(guān)的維護和更換取決于切換操作的時間和數(shù)量。時間因子主 要地取決于污染和油的絕緣能力退化以及分接開關(guān)。污染和油的絕 緣能力取決于顆粒和水含量，這兩者都可以通過使電弧封閉在真空 開關(guān)內(nèi)而降低。操作因子的數(shù)量在很大程度上與弧觸點的磨損相關(guān)。 當(dāng)弧產(chǎn)生于真空開關(guān)內(nèi)時磨損率降低，其中在弧產(chǎn)生過程中汽化的 金屬部分凝結(jié)回到觸點上。
圖3示出了可用于示例性切換開關(guān)的真空開關(guān)的示例。真空開關(guān) 可以包括第一端和第二端。端子31可以設(shè)置于第一端并且主干39 可以設(shè)置于第二端。端子31和主干39從真空開關(guān)的外殼延伸出來。 外殼可以由連接到陶瓷絕緣體36的斷路器蓋34形成。第二斷路器 蓋40可以圍繞主干39形成以密封真空開關(guān)。在真空開關(guān)的第一端 圍繞端子31可以提供扭轉(zhuǎn)保護32，以密封真空開關(guān)。端子31可以 連接到金屬波紋管33。金屬波紋管33可以連接到罩35。觸點38可 以設(shè)置在真空開關(guān)外殼內(nèi)。切換過程中產(chǎn)生的弧在真空開關(guān)內(nèi)這些 觸點之間。兩個觸點38中的一個連接到主干39。罩37可以在外殼 內(nèi)圍繞觸點38設(shè)置。
圖4示出了包括圖3中所示真空開關(guān)的切換開關(guān)的示例。在所示 的切換開關(guān)中，電路和機械回路是分離的。
如，圖1所示的分接開關(guān)包括一個容納切換開關(guān)的外殼。圖5A示出 了外殼45的示例。外殼45內(nèi)的現(xiàn)有切換開關(guān)可以被拆除并代之以 基于真空的切換開關(guān)?？梢詫⒁鎿Q的基于真空的切換開關(guān)簡單地 滑入到外殼45內(nèi)并且連接到位。這樣，要替換的切換開關(guān)應(yīng)能夠與 外殼內(nèi)現(xiàn)有的連接進行接口連接。
圖5B示出了位于分接開關(guān)外殼內(nèi)的切換開關(guān)的接口的示例。當(dāng) 然，根據(jù)特定實施方式，可能有其他接口。圖5B從分接開關(guān)外殼內(nèi) 示出了切換開關(guān)接口上的圖示。切換開關(guān)可以有多個機械和電氣接 口。在一個示例性實施方式中，機械接口可以包括用于切換開關(guān)上
8的相應(yīng)導(dǎo)向銷(未示出)的三個孔47。切換開關(guān)上的導(dǎo)向銷裝入這 三個孔47以協(xié)助將切換開關(guān)固定在外殼內(nèi)。在接口上也可以提供驅(qū) 動盤片49。驅(qū)動盤片49將電機驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)運動傳遞給切換開關(guān)。沿 著外殼的壁也提供油管51。油管51可以在切換開關(guān)安裝過程中用做 引導(dǎo)。也可以沿著外殼的壁提供玻璃纖維棱。該棱也可以在切換開 關(guān)安裝過程中用做引導(dǎo)。在一些情況下，例如在較早的UCG型中， 可以沒有玻璃纖維棱。真空切換開關(guān)可以像傳統(tǒng)UCG中那樣被鎖定 就位。例如，通過在吊軛上的壓縮彈簧。
圖6示出了吊軛的示例。在本發(fā)明的實施方式中，不需要特殊的 工具把切換開關(guān)固定在正確位置上。垂直安裝在吊軛頂部的壓縮彈 簧的下向力應(yīng)該足夠。吊軛也可以有這樣的特性四個額外的"翼" 用以防止切換開關(guān)在外殼內(nèi)錯誤安裝。因此，如果切換開關(guān)上的傳 動銷位于驅(qū)動盤片的槽的外面，外殼的蓋不能蓋緊。
在一個示例性實施方式中，切換開關(guān)的電氣接口可以包括針對中 性點的兩個底部插入式觸點53。這些觸點53以電氣地方式連接到切 換開關(guān)上的相應(yīng)觸點。另外，也提供針對相的六個插入式觸點55。 為每個相l(xiāng)是供兩個觸點55。
接口特性使得有可能從傳統(tǒng)技術(shù)改變到基于真空的切換技術(shù)，而
不需要與變壓器的大型接口。由于不需要清理舊切換開關(guān)，改變可 以在少于一次正常維護的時間內(nèi)完成。沒有該接口特性，則在大多 數(shù)情況下可能需要排空變壓器以執(zhí)行更換。因此，本發(fā)明的實施方 式提供了基于真空的切換開關(guān)，以便用于改造。
另外的實施方式也可以在對切換開關(guān)盡可能小的改變的情況下 提供能夠服務(wù)于廣泛的額定值和應(yīng)用的切換開關(guān)。例如，切換開關(guān) 可以設(shè)計具有易于更換的部分。在一種示例性實施方式中，能夠修 改分接開關(guān)的額定值和應(yīng)用范圍。這可以通過改變切換開關(guān)的各種 部分來實現(xiàn)。在公開的實施方式中，可以改變過渡電阻器、吊桿或 連接中之一或更多。每項改變都可以在現(xiàn)場完成或由用戶在標(biāo)準(zhǔn)工 具和指導(dǎo)的支持下完成。如上文簡單描述的，過渡電阻器可以以電阻器模塊形式提供。模 塊可以包括相同數(shù)量和類型的電阻器或者模塊可以彼此不同。過渡 電阻器可以被改變以改變分接開關(guān)的負(fù)載額定值?？梢詾榍袚Q開關(guān)
提供標(biāo)準(zhǔn)座以容納過渡電阻器模塊。每個過渡電阻器模塊都適于與 標(biāo)準(zhǔn)座接口連接，允許輕易更換過渡電阻器模塊?？梢栽O(shè)置標(biāo)準(zhǔn)座。 過渡電阻器模塊可以安裝有不同數(shù)量的電阻器模塊并且根據(jù)級電壓 以及額定電流可以在模塊之間采用不同的連接。
本發(fā)明的實施方式也提供 一 種切換開關(guān)，其可以包括吊桿的標(biāo)準(zhǔn) 座。吊桿可以根據(jù)對分接開關(guān)絕緣額定值的改變而改變。可以提供 具有與標(biāo)準(zhǔn)座匹配的接口的各種長度的吊桿。這樣，可以獨立于絕 緣水平而使用相同的座。只需根據(jù)絕緣水平改變吊桿長度。對于通
過安裝軛的分接開關(guān)(切換開關(guān)外殼上的高度106mm的中間法蘭) 和直接安裝在變壓器蓋上的分接開關(guān)，可以使用相同長度的吊桿。
將吊桿的變量降低50%。圖7示出了吊桿的示例。
在本發(fā)明的實施方式中，也可以提供連接。根據(jù)應(yīng)用，單相或星 形-點連接，在電阻器包之間增加連接(正常地一個包中針對每個相 包括一個以上電阻器模塊)。
上文描述了本發(fā)明的各種實施方式，應(yīng)當(dāng)理解，這些實施方式以 示例的方式呈現(xiàn)，而不是限制性的。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理 解，在不背離本發(fā)明主旨和范圍的情況下可以對形式和細(xì)節(jié)做各種 改變。對于相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)以后開發(fā)的技術(shù)和術(shù)語特別如此。因此， 本發(fā)明不應(yīng)受到上述任何示例性實施方式的限制，而只能根據(jù)權(quán)利 要求書及其等效加以限定。
10
權(quán)利要求
1. 一種用于分接開關(guān)的切換開關(guān)，所述切換開關(guān)包括主觸點；過渡觸點；在主觸點和過渡觸點之間切換時用于熄除弧的真空開關(guān)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的切換開關(guān)，其中所述主觸點和所述過 渡觸點位于所述真空開關(guān)內(nèi)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的切換開關(guān)，進一步包括與現(xiàn)有分接開 關(guān)外殼匹配的4妻口 。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的切換開關(guān)，進一步包括彼此分離的、 用于切換分接頭的電路和機械機構(gòu)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的切換開關(guān)，進一步包括用于容納切換 開關(guān)的外殼。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的切換開關(guān)，其中所述外殼包括針對切 換開關(guān)的接口 。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的切換開關(guān)，其中所述接口包括 切換開關(guān)上的銷的導(dǎo)向孔；驅(qū)動盤片；針對中性點的底部插入式觸點；以及 針對相的插入式觸點。
8. —種切換開關(guān)，包括與現(xiàn)有分接開關(guān)外殼匹配以允許改造切換開關(guān)的接口 ；主觸點；過渡觸點；連接到過渡觸點的過渡電阻器座；具有與過渡電阻器座匹配的接口的過渡電阻器模塊，其中多個 過渡電阻器模塊可以連接到 一起。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的切換開關(guān)，進一步包括吊桿的標(biāo)準(zhǔn)座；具有與所述標(biāo)準(zhǔn)座兼容的接口的吊桿，所述標(biāo)準(zhǔn)座適于容納各 種長度的吊桿。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的切換開關(guān)，進一步包括一種連接，所 述連接包括星形-點連接或單相連接中至少其一。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的切換開關(guān)，進一步包括在主觸點和過 渡觸點之間切換時用于熄除弧的真空開關(guān)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的切換開關(guān)，其中所述主觸點和所述 過渡觸點位于所述真空開關(guān)內(nèi)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的切換開關(guān)，其中所述多個過渡電阻器 模塊中的每一個都以不同方式連接到一起。
全文摘要
提供一種改造的切換開關(guān)，其具有與現(xiàn)有設(shè)計兼容的機械和電氣接口。該切換開關(guān)可以包括真空開關(guān)。機械和電氣接口的兼容特性支持從傳統(tǒng)有載分接開關(guān)到基于真空的有載分接開關(guān)的改造。切換開關(guān)可以改造成進入現(xiàn)有分接開關(guān)的外殼內(nèi)。從傳統(tǒng)到基于真空、從傳統(tǒng)到基于真空及增容、以及真空增容的改造成為可能。并且，切換開關(guān)可以包括模塊式組件，其允許為不同應(yīng)用輕松定制切換開關(guān)。
文檔編號H01H9/00GK101506921SQ200780030980
公開日2009年8月12日 申請日期2007年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月23日
發(fā)明者H·約翰森, L·約翰森, M·卡爾森, P·尼爾森, R·L·赫特 申請人:Abb技術(shù)有限公司