專利名稱：用于有金屬外殼的氣體絕緣高壓開關(guān)設(shè)備的隔離開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于有金屬外殼氣體絕緣高壓開關(guān)設(shè)備的隔離開關(guān)，有二個安裝在具有縱軸充滿絕緣氣體的外殼里的接頭支承，具有在二個接頭支承相對表面之間并用作為分斷間隙的間距，還有沿操作軸活動的接頭裝置，在隔離開關(guān)接通狀態(tài)時它就將此間距電氣導通。
本發(fā)明涉及到例如由公開說明書DE-A1-4210545所述的已有技術(shù)。在該出版物中介紹了一種用于有金屬外殼的氣體絕緣高壓開關(guān)設(shè)備的隔離開關(guān)，它有二個開關(guān)元件，布置在充滿絕緣氣體的金屬外殼里并且沿軸可以相互接觸或者相互分離，它們各有一個銷釘狀可沿軸向插入的預起弧接頭，作為超程保護接頭。在固定的開關(guān)元件處有固定接頭，它同軸地包圍住預起弧接頭。在運動的開關(guān)元件處裝有活動接頭，它與固定接頭在接通位置時就形成一個持續(xù)的電流路徑。
該隔離開關(guān)的軸向伸長較大，這既取決于開關(guān)本身的分斷間隙段，也取決于位于一個軸上的所有運動部分，它們恰好與氣體絕緣開關(guān)設(shè)備的負荷有效部分的縱軸相重合，另外由于在運動的開關(guān)元件中采用了超程保護接頭和結(jié)構(gòu)元件，使它在軸向上尺寸加大并且必須是高壓屏蔽的。這就造成隔離開關(guān)在軸向方向上的幾何尺寸大大加大。本來其主要部分應(yīng)是由分斷間隙的絕緣距離所確定的。
本發(fā)明提供一種本文開頭所列種類的用于金屬外殼氣體絕緣高壓開關(guān)設(shè)備的隔離開關(guān)，其軸向尺寸相對較小。
本隔離開關(guān)用于有金屬外殼的氣體絕緣高壓開關(guān)設(shè)備。它有二個布置在具有縱軸并充滿絕緣氣體的外殼里的接頭支承，二個接頭支承相對的表面之間的距離被設(shè)計作為分斷間隙。隔離開關(guān)有沿操作軸運動的接頭裝置，在隔離開關(guān)閉合狀態(tài)時，它就使之電氣導通。隔離開關(guān)裝置在軸向方向上尤其節(jié)省空間，這是因為外殼的縱軸和隔離開關(guān)的操作軸相互形成第一個角，而二個接頭支承的表面在分斷間隙范圍內(nèi)相互平行，并且相對于縱軸構(gòu)成第二個角。
若第一個角和第二個角的和為90°，那么隔離開關(guān)的這種結(jié)構(gòu)型式就特別有利。第二個角度可以在25°-35°之間，最好是30°。
二個接頭支承的表面在分斷間隙處相對于操作軸形成第三個角度，若第三個角設(shè)計成直角，那么隔離開關(guān)的結(jié)構(gòu)型式就比較合理。
若在外殼里分斷間隙的二側(cè)至少有一種具有安裝軸的接地開關(guān)，那么組件結(jié)構(gòu)就特別短。
尤其有利的是，運動接頭裝置的屏蔽不再使隔離開關(guān)的軸向結(jié)構(gòu)長度加大。
隔離開關(guān)開啟的分斷間隙用SF6高可靠性地絕緣。隔離開關(guān)在閉合狀態(tài)時對額定電流承受能力最佳，有很好的承受短路電流的能力和沖擊電流的能力。此外，在小的電容電流時它具有可靠的開關(guān)能力，而且當不中斷更換母線時它可以實現(xiàn)換接。
隔離開關(guān)有各自獨立的接頭系統(tǒng)，分別用于持續(xù)通電和其本身的開合過程。持續(xù)電流接頭的結(jié)構(gòu)簡單而可靠，零件數(shù)量最少。接頭的運動由電氣驅(qū)動，用放在充滿SF6氣體的隔離開關(guān)外殼之外的驅(qū)動裝置來實現(xiàn)的，隔離開關(guān)當然也可以手動驅(qū)動。這種配置方式很有利于維護。隔離開關(guān)有一個機械連接的位置指示器，另外可以有一個觀察玻璃，用于窺視以監(jiān)視接頭的位置。
本發(fā)明的其它結(jié)構(gòu)型式和相應(yīng)的優(yōu)點將在后面根據(jù)圖例加以說明，這些圖只表示了一種可能的結(jié)構(gòu)型式。
圖1為氣體絕緣開關(guān)設(shè)備的輸出部分和側(cè)視圖，其中裝有本發(fā)明的隔離開關(guān)圖2是本發(fā)明隔離開關(guān)外殼視3是本發(fā)明的隔離開關(guān)的一個很簡化的斷面圖。
所有附圖中作用相同的元件都采用相同的附圖標記表示，所有不影響直接理解本發(fā)明的元件都省略了。
圖1簡明表示了一種具有金屬外殼、氣體絕緣開關(guān)設(shè)備的輸出部分1的側(cè)視圖。該輸出部分1有一個金屬型材制成的支撐框架2。在支撐框架2的角上裝有角鐵3，它用來連接支撐框架2和地基4。這種連接可用來傳遞受力，也可以使框架2在一個放入地基里面，但此處未表示出的支撐軌上滑動。這種類型的金屬外殼氣體絕緣開關(guān)設(shè)備的母線5相互上下垂直重迭地布置在處于垂直狀態(tài)安置的斷路器6的一側(cè)或二側(cè)。輸出處有電流互感器7，后面接有隔離開關(guān)8。在開關(guān)8二側(cè)外殼里各裝有一個接地開關(guān)9，10。開關(guān)8的后面接有電壓互感器11。電纜接頭12使引出的高壓電纜13與氣體絕緣開關(guān)設(shè)備相連接。母線5各有一個縱軸，這二個母線系統(tǒng)中任何一個的縱軸都是在一個平面里相互重迭上下垂直布置的。
圖2表示獨立出來并簡化的隔離開關(guān)8的外殼14，其殼壁為金屬制成。通常要求外殼14氣密，由鋁合金壓鑄成。外殼14有6個帶法蘭15至20的孔。而且外殼14有一個縱軸21，它同時也是裝入外殼14內(nèi)的氣體絕緣開關(guān)設(shè)備中有效部分的中軸。當安裝隔離開關(guān)時則使裝有法蘭15和16的孔分別用限弧絕緣子22，23氣密封閉，如圖3所示。在安裝隔離開關(guān)時，配有法蘭17的孔則配上一個金屬蓋24，其法蘭25與法蘭17用螺絲擰緊保證氣密。在蓋24上法蘭25的對面另外還有一個法蘭26，它用于固定一個在隔離開關(guān)8動作時在操作軸27方向上可以運動的絕緣材料桿28的耐壓引線套管。絕緣材料桿28通過一個也是與法蘭26相連的開關(guān)驅(qū)動裝置29帶動在此以非常簡化方式表示的隔離開關(guān)8的運動接頭裝置30運動。該裝置30由具有介電作用的屏蔽物30a包圍，而絕緣桿28穿過屏蔽物30a。縱軸21的操作軸27位于一個平面上，其夾角為α，此處為60°，通過縱軸21與操作軸27的交點31而引出另外一個軸線32，其與操作軸27的夾角為δ，此處為直角。軸線32與縱軸21的夾角為β，此處為30°。若其它角度相應(yīng)變化，那么β角也可以是其它值，β角的范圍可從25°至35°，若α和δ角之和為90°，那么隔離開關(guān)8的布置就比較有利。
裝法蘭18和19的孔也可裝接地開關(guān)9，此時可如圖1所示將接地開關(guān)9裝在外殼14的上面，或者如果當開關(guān)設(shè)備的設(shè)計需要的話也可裝在下面。在法蘭18，19中余下的那個法蘭上可以氣密接上例如用于監(jiān)測氣體絕緣開關(guān)設(shè)備的探測器，或者如圖3所示接上一個防爆膜33，在出現(xiàn)故障時它可使殼體14卸壓。二個法蘭18，19具有一個共同的安裝軸34。法蘭20同樣用來氣密安裝一個接地開關(guān)10，它沿著安裝軸35伸出。二個安裝軸34，35這里都與操作軸27在一個平面里，這樣布置尤其節(jié)省空間。對于特殊用途，上述軸也可以位于不同的平面。
圖3是本發(fā)明的隔離開關(guān)的剖面，它很簡化地表示出開關(guān)8的有效部分。穿過限弧絕緣子22，23分別引入二個電接頭36，37，它們可導入高壓電位同時又是與氣體絕緣開關(guān)設(shè)備的金屬外殼電位屏蔽的。電接頭36與隔離開關(guān)8的第一個固定的接頭支承38可導電聯(lián)接，電接頭37則與隔離開關(guān)8的第二個固定的接頭支承39可導電聯(lián)接。接頭支承38，39都是由此處并未表示出的多個元件組成。
接頭支承38，39是按有利于介電而進行成型的，棱邊都有屏蔽保護。在接頭支承38里面裝入郁金香狀的配合接頭40，它與安裝軸34同軸布置并且如果接地開關(guān)9閉合的話，它就接納接地開關(guān)9的觸針41。另外在接頭支承38里面裝入了隔離開關(guān)8的固定接頭42，它與操作軸27同軸布置。在電接頭36之后，接頭支承38首先與縱軸21同軸，鄰接部分的接頭支承38則如圖3所示彎曲，稍向縱軸21下方伸展。該彎曲部分的表面43與操作軸27垂直伸展。在接頭支承39里裝入一個郁金香狀配合接頭44，它與安裝軸35同軸布置并且在接地開關(guān)10閉合時它就接納該開關(guān)10的觸針45。另外在接頭支承39里裝入滑動接頭46，用于使電流從隔離開關(guān)8的運動接頭裝置30傳送到接頭支承39上?；瑒咏宇^46與操作軸27同軸布置，它裝有接觸指、接觸片或者螺旋觸頭。接頭支承39在電接頭37后面先與縱軸21同軸，鄰接部分則如圖3所示呈彎曲，比縱軸21略向上伸展。該彎曲部分的表面47與隔離開關(guān)8的操作軸27相垂直延伸。這二個表面43和47相互平行，間距為48，與縱軸21傾斜β角。表面43和47終止于較大圓角處，其間距較操作軸27處增大。該間距48對應(yīng)于隔離開關(guān)8的分斷間隙，在運行時它經(jīng)受所有在此位置出現(xiàn)的符合現(xiàn)場條件的電壓要求。
當接通隔離開關(guān)8時，通過由驅(qū)動裝置29致動的絕緣材料桿28使運動接頭裝置30沿著操作軸27向著固定接頭42運動。有時由于殘余電荷和/或存在于接頭支承38，39之間的工作頻率電壓使運動接頭裝置30和固定接頭42之間發(fā)生預起弧(pre-arcing)，用隔離開關(guān)8可以順利地加以控制，就不會使預起弧擴展到外殼14的壁，這與接頭支承38，39的幾何位置有關(guān)。隔離開關(guān)驅(qū)動裝置29在設(shè)計時要使它在每種可能的工況下都使運動接頭裝置30可靠地運動到規(guī)定的接通位置，從而保證電流順利地通過為此準備但沒有詳細說明的額定電流接點。打開隔離開關(guān)8同樣也總是很順利的。
隔離開關(guān)8可以裝在每個任意的安裝位置上，它是由金屬外殼氣體絕緣開關(guān)設(shè)備的設(shè)計來規(guī)定的。接地開關(guān)9，10同樣可以操作而與位置無關(guān)，因此沒有什么安裝限制。接地開關(guān)9，10既可作成工作接地開關(guān)，也可以是快速接地開關(guān)。隔離開關(guān)8與其前后連接的接地開關(guān)9，10一起構(gòu)成的組件結(jié)構(gòu)很緊湊，尤其是在軸向方向上需要的空間很小，因此開關(guān)區(qū)的結(jié)構(gòu)尺寸可以設(shè)計得很小。
氣體絕緣開關(guān)設(shè)備的電流路徑的突然彎折會使這些地方在出現(xiàn)大的故障電流，尤其是短路沖擊電流產(chǎn)生高的電動力。隔離開關(guān)8里面具有彎曲(bent)的接頭支承38，39即造成了這種電流路徑的突然彎折。由于接頭支承38，39以及當隔離開關(guān)8關(guān)閉時與接頭支承垂直布置的運動接頭裝置30的額定電流接頭具有有利的電動力結(jié)構(gòu)，因而使有效電流路徑與沿著縱軸21的理想路徑的偏差可以保持較小，這樣使電動力負荷作用在接頭支承38，39上的彎矩可以較小，從而使支承著接頭支承38，39的限弧絕緣子22，23可以承受此力矩而不需要額外加強。
也可以設(shè)想，在另外一種隔離開關(guān)結(jié)構(gòu)型式時使β角接近零，當然接頭支承38，39必須作成相應(yīng)的彎曲狀。若β角取零，隔離開關(guān)8的操作軸與外殼14的縱軸21垂直，表面43和47平行于縱軸21。這種布置型式的接頭支承38，39雖然要求外殼直徑稍大，但對于特殊的應(yīng)用場合是很必要的。
權(quán)利要求
1.用于有金屬外殼氣體絕緣高壓開關(guān)設(shè)備的隔離開關(guān)，有二個安裝在具有縱軸(21)充滿絕緣氣體的外殼(14)里的接頭支承(38，39)，具有在二個接頭支承(38，39)相對表面(43，47)之間并用作分斷間隙的間距(48)，還有沿操作軸(27)活動的接頭裝置(30)，在隔離開關(guān)(8)接通狀態(tài)時它就將此間距(48)電氣導通，其特征為——縱軸(21)和操作軸(27)相互形成第一個角(α)，——二個接頭支承(38，39)的表面(43，47)在分斷間隙范圍內(nèi)相互平行并與縱軸(21)成第二個角(β)。
2.如權(quán)利要求1所述的隔離開關(guān)，其特征為——第一個角(α)和第二個角(β)的和等于90°。
3.如權(quán)利要求2所述的隔離開關(guān)，其特征為——第二個角度(β)在25°-35°范圍內(nèi)，最好為30°。
4.如權(quán)利要求1所述的隔離開關(guān)，其特征為——二個接頭支承(38，39)的表面(43，47)在分斷間隙范圍內(nèi)相對于隔離開關(guān)(8)的操作軸(27)有一個第三個角(δ)。
5.如權(quán)利要求4所述的隔離開關(guān)，其特征為——第三個角(δ)作成直角。
6.如權(quán)利要求1-5的任何一個所述的隔離開關(guān)，其特征為——在外殼(14)里分斷間隙的二側(cè)分別至少有一個安裝有安裝軸(34，35)的接地開關(guān)(9，10)。
7.如權(quán)利要求6所述的隔離開關(guān)，其特征為——安裝軸(34，35)垂直于縱軸(21)。
8.如權(quán)利要求7所述的隔離開關(guān)，其特征為——接地開關(guān)(9，10)的安裝軸(34，35)與操作軸(27)位于一個平面內(nèi)。
9.如權(quán)利要求1所述的隔離開關(guān)，其特征為——縱軸(21)和操作軸(27)位于一個平面內(nèi)。
全文摘要
隔離開關(guān)(8)用于有金屬外殼氣體絕緣的高壓開關(guān)設(shè)備。具有二個接頭支承(38，39)，裝在具有縱軸(21)并用絕緣氣體充滿的外殼(14)里，二個接頭支承相對的二個表面(43，47)之間的間距(48)設(shè)計作為分斷間隙。隔離開關(guān)(8)有沿操作軸(27)方向運動的接頭裝置(30)，在開關(guān)接通狀態(tài)時電氣導通該間距(48)?？v軸(21)與操作軸(27)形成第一個角，二個接頭支承的表面(43，47)在分斷間隙范圍內(nèi)相互平行并與縱軸(21)成第二個角(β)。
文檔編號H02B13/035GK1115127SQ9510506
公開日1996年1月17日 申請日期1995年4月18日 優(yōu)先權(quán)日1994年4月19日
發(fā)明者D·布賴克, S·福斯, H·西夫科 申請人:Abb管理有限公司