气体绝缘仪表用电压互感器 |
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| 申请号 | CN201010542632.2 | 申请日 | 2010-11-01 | 公开(公告)号 | CN102237193A | 公开(公告)日 | 2011-11-09 |
| 申请人 | 三菱电机株式会社; | 发明人 | 大隅正则; 竹内博; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供一种气体绝缘仪表用 电压 互感器，该气体绝缘仪表用电压互感器能够不进行气体处理就以相为单位来实施现场耐压试验。所述气体绝缘仪表用电压互感器的三相分别包括：第一固定触点，该第一固定触点安装于电压互感器(VT)的一次线圈；接地 端子 ，该接地端子以与金属容器进行电绝缘的状态从金属容器的内部向外部延伸设置；第二固定触点，该第二固定触点安装于金属容器的内部侧的接地端子的端部；可动刀片，该可动刀片从 驱动轴 的轴心沿半径方向延伸；断路部，该断路部与气体绝缘 开关 装置相连接，其结构使得可动刀片可与第一固定触点及第二固定触点进行连接或断开；以及，操作部，该操作部安装于绝缘操作杆的一端，可使可动刀片的自由端转动。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种气体绝缘仪表用电压互感器， |
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| 说明书全文 | 气体绝缘仪表用电压互感器技术领域[0001] 本发明涉及气体绝缘仪表用电压互感器。 背景技术[0002] 在发电厂及变电站等的电力设备中，基于防止电气设备的绝缘故障、稳定供电的观点，提高电气设备的绝缘性能成为一个很大的课题。因此，近年来，大多使用利用绝缘性能优异的绝缘气体来进行绝缘的气体绝缘电气设备，以代替现有的利用大气压空气的气体绝缘方式。另外，为了对流过具有上述气体绝缘电气设备的高电压电路的高电压的电学量进行测定，可使用电压互感器。 [0003] 虽然电压互感器是将一次侧的高压线圈始终与高电压电路连接进行变压，在二次侧的低压线圈进行高电压测定，但在高电压电路的电力设备、例如气体绝缘开关装置(以下，称为“GIS：Gas Insulated Switchgear”)等进行直流及交流绝缘试验时，为了防止因电压互感器的铁心的磁饱和所引起的烧毁，需要在电路上将电压互感器从GIS断开。 [0004] 例如，在下述专利文献1所示的气体绝缘仪表用电压互感器中采用以下结构：即，通过设置断路器，从而在耐压试验时，能够将GIS和电压互感器在电路上断开，在耐压试验结束时，能够使GIS和电压互感器电连接。 [0005] 另外，作为对每个相实施GIS耐压试验的单元，下述专利文献2所示出的试验用接地装置采用以下结构：即，利用驱动机构来驱动对GIS的各相的末端分别进行断开、连接的多个接地棒。 [0006] 另外，在下述专利文献3中揭示了以下方法：即，通过使电压互感器的二次侧进行反向励磁，从而无需在GIS侧设置实验用变压器等就能实施GIS的现场耐压试验。 [0007] 现有技术文献 [0008] [专利文献] [0009] 专利文献1：日本专利特开2001-112128号公报(图1、图2) [0010] 专利文献2：日本专利特开2004-180360号公报(图1、图2) [0011] 专利文献3：日本专利特公昭59-20111号公报(第4项、第19行～第25行)发明内容 [0012] 上述专利文献1所揭示的现有技术中采用以下结构：即，将三相的电压互感器统一容纳在一个容器内，在耐压试验时，只能同时对三相将电压互感器从主电路(GIS)断开，且由于不具有接地装置，因此无法将GIS的各相的末端接地。因而，在上述专利文献1的现有技术中，存在以下问题：即，在工厂、现场进行耐压试验时，例如，在仅向一相施加电压、而将其他两相接地的情况下，需要在电压互感器的容纳箱体内使用电线等进行临时接地，或者安装简易接地装置进行接地。 [0013] 另外，上述专利文献2所示的接地装置是耐压试验用接地装置，由于不是永久安装于电压互感器，因此在工厂、现场的耐压试验结束时，在对容纳有电压互感器的容器内的绝缘气体进行回收后，将上述接地装置拆下。然后，在拆下接地装置后，需要再次向电压互感器的容器中充入绝缘气体。因而，存在以下问题：即，不仅需要多余的气体处理时间，而且可能伴随着气体处理而向大气释放出具有温室效应的气体即SF6气体。 [0014] 上述专利文献3所示的耐压试验方法是对电压互感器的二次侧进行反向励磁的方法，但在将该方法应用于三相一体型的电压互感器的情况下，存在以下问题：即，由于必须统一向三相施加电压，因此无法确认相间的耐压性能。 [0015] 此外，在将利用反向励磁的耐压试验方法应用于三相一体型的电压互感器的情况下，由于在每次各相的试验时都需要接地，因此不仅需要多余的气体处理工序，而且在万一忘记拆下电线的情况下，可能会在气体绝缘设备运转开始后发生接地事故。 [0016] 本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于获得一种能够以相为单位来实施气体绝缘开关装置的现场试验的气体绝缘仪表用电压互感器。 [0017] 为了解决问题，达到目的，本发明是具有容纳在充入有绝缘气体的容器中的三相的变压部的气体绝缘仪表用电压互感器，其特征在于，三相分别包括：第一固定触点，该第一固定触点安装于上述变压部的一次线圈；导体，该导体以与上述容器进行电绝缘的状态从上述容器的内部向外部延伸设置；第二固定触点，该第二固定触点安装于上述容器的内部侧的上述导体的端部；可动触点，该可动触点从驱动轴的轴心沿半径方向延伸；断路部，该断路部与高压电路相连接，其结构使得上述可动触点可与上述第一固定触点及上述第二固定触点进行连接或断开；以及，操作部，该操作部安装于上述驱动轴的一端，可使上述可动触点的自由端转动。 [0018] 根据本发明，由于采用以下结构：即，将电压互感器、接地端子、及断路部分别三相统一容纳于一个容器，利用各相所配置的操作部对每个相进行电压互感器及接地端子的断路操作，因此能够获得以相为单位来实施气体绝缘开关装置的现场试验的效果。附图说明 [0019] 图1是本发明的实施方式的气体绝缘仪表用电压互感器的一纵向剖视图。 [0020] 图2是本发明的实施方式的气体绝缘仪表用电压互感器的另一纵向剖视图。 [0021] 图3是本发明的实施方式的气体绝缘仪表用电压互感器的横向剖视图。 [0022] 图4是用于说明从GIS侧实施耐压试验时的连接状态的单线接线图。 [0023] 图5是用于说明实施利用反向励磁的耐压试验时的连接状态的单线接线图。 [0024] 图6是用于说明将接地装置与试验装置相连接、在实施GIS的各种试验时的连接状态的单线接线图。 [0025] 标号说明 [0026] 1断路部 [0027] 10金属容器(容器) [0028] 11SF6气体 [0029] 12电压互感器一次线圈 [0030] 13第一固定触点 [0031] 14第二固定触点 [0032] 15a、15b固定侧通电触点 [0033] 16可动刀片(可动触点) [0034] 17驱动轴屏蔽体 [0035] 18绝缘操作杆(驱动轴) [0036] 19绝缘间隔物 [0037] 20绝缘套环 [0038] 21a、12b O形环 [0039] 22接地板 [0040] 23接地端子(导体) [0041] 24铁心 [0042] 25电压互感器二次线圈 [0043] 26操作部 [0044] 27轴密封壳体 [0045] 29可动侧通电触点 [0046] 30螺栓 [0047] 31绝缘间隔物的一部分 [0048] 40二次端子箱 [0049] VT电压互感器(变压部) 具体实施方式[0050] 下面，基于附图详细说明本发明的气体绝缘仪表用电压互感器的实施方式。此外，本发明并不限于这些实施方式。 [0051] 实施方式. [0052] 图1是本发明的实施方式的气体绝缘仪表用电压互感器的一纵向剖视图，图2是本发明的实施方式的气体绝缘仪表用电压互感器的另一纵向剖视图，图3是本发明的实施方式的气体绝缘仪表用电压互感器的横向剖视图。此外，图1是沿图3的A-A线的向视剖视图，图2是沿图3的B-B线的向视剖视图。 [0053] 金属容器(容器)10是以绝缘间隔物19隔开与未图示的气体绝缘开关装置的连通部而形成的密闭空间。 [0054] 如图3所示，在金属容器10的内部容纳有三相的电压互感器VT，并以对具有高绝缘性能的六氟化硫气体(SF6气体)11进行加压后的状态封入。 [0055] 另外，如图1所示，在金属容器10的内部容纳有：电压互感器VT，该电压互感器VT包括电压互感器一次线圈(以下简称为“一次线圈”)12及电压互感器二次线圈(以下简称为“二次线圈“)25；断路部1，该断路部1与GIS相连接，其结构使得可动刀片16可与第一固定触点13及第二固定触点14进行连接或断开；以及接地端子23，该接地端子23是起到作为GIS的试验端子或接地端子的功能的导体。此外，充入在金属容器10中的气体只要是具有绝缘性能的气体即可，也可以是SF6气体以外的气体。 [0056] 在金属容器10的外部安装有：操作部26，该操作部26安装于绝缘操作杆18，使可动刀片16的自由端转动；二次端子箱40，该二次端子箱40与电压互感器二次线圈25相连接；以及接地板22，该接地板22用于使接地端子23接地。 [0057] 此外，在图1及图2中，为了容易理解并说明构成本发明的气体绝缘仪表用电压互感器的这些要素，为了方便，仅示出了与一个相相对应的要素，但是本实施方式的气体绝缘仪表用电压互感器如图3所示，由三相的电压互感器VT、三相的断路部1、及三相的连接端子23在金属容器10中构成一体。 [0058] 以下，分别详细说明一个相的电压互感器VT、断路部1、及接地端子23。 [0059] 首先，说明变压部即电压互感器VT。电压互感器VT包括设置于金属容器10的内侧的铁心24、卷绕在该铁心24上的二次线圈25、及卷绕在其外侧的一次线圈12。 [0060] 图1所示的第一固定触点13安装于一次线圈12，在该第一固定触点13的内部具有固定侧通电触点15a。因此，在设置于可动刀片(可动触点)16的自由端的可动侧通电触点29(参照图2)与固定侧通电触点15a相接触的状态时(即，可动刀片16位于图1所示的实线位置时)，成为电压互感器VT通过可动刀片16、绝缘操作杆(驱动轴)18、及驱动轴屏蔽体17与GIS的相进行电连接的状态。此外，下文将详细叙述可动刀片16、驱动轴屏蔽体17、及绝缘操作杆18。 [0061] 接下来，说明断路部1的结构。断路部1包括绝缘操作杆18、驱动轴屏蔽体17、及操作部26。 [0062] 接下来，详细说明构成断路部1的绝缘操作杆18、驱动轴屏蔽体17、及操作部26的结构。 [0063] 驱动轴屏蔽体17与绝缘间隔物19的一部分31中内在的GIS末端部分相连接，从GIS的末端向电压互感器TV侧延伸设置。该驱动轴屏蔽体17是能够使绝缘操作杆18以轴向固定而进行旋转的金属制的导体，驱动轴屏蔽体17的中心部分如图2所示那样形成为双叉状，将可动刀片16容纳于该双叉状的槽部。通过采用该结构，从而在从GIS侧通过施加电压而进行耐压试验时，可覆盖可动刀片16的周围来缓和对电压互感器VT作用的电场。 [0064] 对轴向固定于驱动轴屏蔽体17的绝缘操作杆18安装从绝缘操作杆18的旋转轴心沿半径方向延伸的可动刀片16。 [0065] 绝缘操作杆18如图2所示，通过轴密封壳体27而突出到金属容器10的外部。 [0066] 设置于金属容器10的侧面的轴密封壳体27(参照图2)是防止以比大气压要高的压力密封于金属容器10内的SF6气体11从绝缘操作杆18的贯通部泄漏至外部的，在该轴密封壳体27的内部，设置有用于保持金属容器10气密性的O形环21b。 [0067] 图2所示的操作部26安装于延伸至金属容器10的外部的绝缘操作杆18，可利用电动机或手动操作使可动刀片16转动。可动刀片16的自由端根据从上述操作部26传至绝缘操作杆18的操作量，以绝缘操作杆18为中心以描绘旋转轨迹的方式转动。通过可动刀片16的自由端转动，从而可使电压互感器VT和GIS电连接，且可断开电压互感器VT和GIS的电连接。另外，通过可动刀片16的自由端转动，从而可使接地端子23和GIS电连接，且可断开接地端子23和GIS的电连接。 [0068] 接下来，说明起到作为接地端子或试验用端子的功能的接地端子23、绝缘套环20、及接地板22。 [0069] 设置于金属容器10的侧面的绝缘套环20具有使接地端子23与金属容器10进行电绝缘的功能，并利用设置于其内部的O形环21a，保持金属容器10的气密性。 [0070] 在金属容器10的内部侧的接地端子23的端部安装有第二固定触点14，接地端子23通过绝缘套环20以与金属容器1进行电绝缘的状态从金属容器10的内部向外部延伸设置。 [0071] 在金属容器10的外侧的接地端子23的端部安装有用于使GIS接地的金属制的接地板22。该接地板22如图3所示，使用螺栓30等与金属容器10相连接，而且金属容器10进行壳体接地。因而，在将接地板22安装于延伸至金属容器10的外部的接地端子23的状态时，第二固定端子14及接地端子23成为电接地的状态。 [0072] 若进一步具体地进行说明，由于在图1所示的第二固定触点14的内部具有固定侧通电触点15b，因此在将接地板22安装到延伸到金属容器10的外部的接地端子23、且设置于可动刀片16的自由端的可动侧通电触点29与固定侧通电触点15b相接触的状态时，GIS的相成为接地状态。即，在如图1所示那样可动刀片16位于连接驱动轴屏蔽体17和第二固定触点14的虚线的位置时，成为GIS的相通过驱动轴屏蔽体17、绝缘操作杆18、可动刀片16、及第二固定触点14而电接地的状态。 [0073] 另一方面，在从延伸至金属容器10的外部的接地端子23拆下接地板22的情况下，成为接地端子23未接地的状态。此时，通过将接地端子23与预定的试验装置相连接，从而可对现场安装后GIS实施各种试验。即，通过拆下接地板22，从而接地端子23起到作为GIS的试验端子的功能。例如，通过将测定主电路电阻的试验装置与接地端子23相连接，使可动刀片16向第二固定触点14一侧转动，电流从该试验装置流出，从而能够对现场安装后的构成GIS的设备的电阻值进行测定。由此，接地端子23由于利用绝缘套环20以与金属容器10保持绝缘的状态引出至大气中，因此在实施耐压试验以外的试验的情况下，起到作为连接各种试验装置的接口的功能。 [0074] 接下来，说明第一断路装置固定端子13、第二接地装置固定端子14、及绝缘操作杆18的设置接地位置的关系。 [0075] 第一固定触点13和第二固定触点14如图1所示那样，在可动刀片16的旋转圆弧上隔开预定的距离而配置。更具体而言，设置第一固定触点13及第二固定触点14，使得可与可动刀片16的自由端进行连接或断开，而可动刀片16以绝缘操作杆18的旋转轴为中心以描绘旋转轨迹的方式进行转动。在图1中，作为一个例子构成为：驱动轴屏蔽体17相对于电压互感器VT的设置位置而设置于接地端子23一侧，且轴向固定于该驱动轴屏蔽体17的绝缘操作杆18上安装的可动刀片16的自由端，可与第一固定触点13和第二固定触点14进行连接或断开。 [0076] 此外，上述的所谓预定的距离，是指能够确保第一固定触点13和驱动轴屏蔽体17的绝缘的距离，或能够确保第二固定触点14和驱动轴屏蔽体17的绝缘的距离，例如，在使用SF6气体的情况下能够确保绝缘的距离，或使用SF6气体以外的绝缘气体时，能够根据该气体的绝缘性能来确保绝缘的距离。 [0077] 由此，本实施方式的气体绝缘仪表用电压互感器考虑第一固定触点13、第二固定触点14、及绝缘操作杆18的位置关系，从而如图3所示，在金属容器10内，可将三相的电压互感器VT以尽可能接近中心点的方式进行配置，且可将三相的操作部26配置于金属容器10的外侧。 [0078] 接下来，详细说明图2所示的二次端子箱40的结构及功能。 [0079] 二次端子箱40利用未图示的布线与二次线圈25相连接，在运用时不仅用于测量流过GIS的高电压的电学量，还在从电压互感器VT的二次侧对GIS进行反向励磁来实施耐压试验时使用。 [0080] 若对该利用反向励磁的耐压试验进行说明，则例如，在GIS的性能检验时，当然有对构成GIS的设备施加电压的试验、流过电流的试验等各种试验项目，但是例如在仅检验耐压性能的情况下，可以利用反向励磁来施加电压，从而进行上述检验。此外，在通常的从GIS侧施加电压来实施的耐压试验中，应当在GIS侧设置大规模的试验装置，在此基础上，将图1所示的可动刀片16从电压互感器VT断开，然而在利用反向励磁的耐压试验中，不需要设置如此大规模的试验装置就能实施耐压试验。 [0081] 接下来，使用图4～图6，使电压互感器VT与GIS的电连接状态及接地端子23与GIS的电连接状态、与上述可动刀片16的转动位置相关联来说明本实施方式的气体绝缘仪表用电压互感器的动作。 [0082] 图4是用于说明从GIS侧实施耐压试验时的连接状态的单线接线图。而且，在图4(a)中示出了将GIS的相接地的状态，在图4(b)中示出了将GIS的相从电压互感器VT及接地端子23断开的状态。 [0083] 在通过可动刀片16向第二固定触点14一侧转动而使可动侧通电触点29与固定侧通电触点15b相接触、且接地板22安装于延伸至金属容器10的外部的接地端子23的状态时，GIS的相成为如图4(a)所示的接地状态。 [0084] 另外，在将可动刀片16容纳于驱动轴屏蔽体17内、因而可动侧通电触点29未与固定侧通电触点15a或固定侧通电触点15b相接触时，该可动刀片16的相如图4(b)所示那样成为从电压互感器VT及接地端子23断开的状态。 [0085] 在从GIS侧实施耐压试验的情况下，例如，将三相中的两相的可动刀片16设为图4(a)的状态，将剩下的一相的可动刀片16设为图4(b)的状态，在此基础上，向未接地的相施加电压，从而可以实施耐压试验。此外，在实施线间的耐压试验的情况下，将三相中的两相的可动刀片16设为图4(b)的状态，将剩下的一相的可动刀片16设为图4(a)的状态，在此基础上，向未接地的两个相施加电压，从而可以实施线间的耐压试验。 [0086] 图5是用于说明实施利用反向励磁的耐压试验时的连接状态的单线接线图。通过使可动刀片16向第一固定触点13一侧转动，从而在可动侧通电触点29与固定侧通电触点15a相接触时，使电压互感器VT与GIS电连接。 [0087] 在实施利用反向励磁的耐压试验的情况下，例如，将三相中的一个相的可动刀片16设置为图5的状态，在此基础上，从二次线圈25对该相进行反向励磁，从而在一次线圈 12中感应出相当于GIS耐压试验的电压，可在该相和对地间进行耐压试验。此外，在实施利用反向励磁的线间的耐压试验的情况下，将三相中的两相的可动刀片16设为图5的状态，在此基础上，只要对该两相的电压互感器VT进行反向励磁即可。 [0088] 图6是用于说明将接地端子23与试验装置相连接、在实施GIS的各种试验时的连接状态的单线接线图。通过使可动刀片16向第二固定触点14一侧转动，从而在可动侧通电触点29与固定侧通电触点15b相接触时，使接地端子23与GIS电连接。而且，接地端子23取代接地板22与试验装置相连接。 [0089] 例如，在测定主电路电阻的情况下，将三相中的两相的可动刀片16设置为图6的状态，在此基础上，从该试验装置使电流流过，从而可以测定电阻值。 [0090] 由此，能够使驱动轴屏蔽体17、绝缘操作杆18、及可动刀片16起到作为断路装置的功能，并可以也起到作为接地装置的功能。 [0091] 此外，在所有相的可动刀片16的自由端与固定侧通电触点15a相接触的情况下，GIS和电压互感器VT成为通常的连接状态，可以测定GIS的各相的电压。 [0092] 如上述说明的那样，由于本实施方式的气体绝缘仪表用电压互感器在一个金属容器10中具有三相的电压互感器VT、断路部1、及连接端子23，可利用操作部26对各断路部1分别进行操作，因此能够获得以下效果。 [0093] 第一，在本实施方式的气体绝缘仪表用电压互感器中，不需要对试验接地装置进行安装及拆下的操作，且通过使可动刀片16的自由端进行转动，从而可以使电压互感器VT与GIS电连接，且可以使电压互感器VT和GIS的电连接断开。因而，由于能对每个相从GIS侧实施耐压试验，不需要伴随拆下试验用接地装置而进行的绝缘气体的回收及再充入等的操作，因此与使用现有的气体绝缘仪表用电压互感器的情况相比较，可以大幅减少在GIS设置后的现场耐压试验的操作。 [0094] 第二，本实施方式的气体绝缘仪表用电压互感器由于包括对电压互感器VT的二次线圈25进行励磁的二次端子箱40，因此能对每个相实施利用反向励磁的耐压试验。即，不仅能将电压互感器VT作为电压互感器使用，也能将其作为耐压试验用装置使用。因此，不需要在GIS侧设置大型的试验装置就能实施耐压试验。 [0095] 第三，在从GIS侧实施耐压试验时，在因耐压试验的电压和频率的关系而使铁心24可能饱和的情况下，通过使任一相的可动刀片16处于中间位置的驱动轴屏蔽体17内，从而能够在电路上断开电压互感器VT的状态下实施GIS的耐压试验。 [0096] 第四，由于不仅能够使接地端子23起到作为试验用接地装置的功能，而且还能够使其起到作为试验用接地装置以外的试验装置的功能，因此通过将接地端子23与预定的试验装置相连接，从而例如也能够实施GIS内的电流互感器的试验、电阻测定等试验。 [0097] 工业上的实用性 [0098] 由此，本发明适用于可与高压电路进行连接或断开的气体绝缘仪表用电压互感器，特别是作为不需要进行气体处理而能以相为单位来实施现场耐压试验的发明而言是有用的。 |
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