紧凑型接地隔离器 |
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| 申请号 | CN201180032511.6 | 申请日 | 2011-04-28 | 公开(公告)号 | CN102959668A | 公开(公告)日 | 2013-03-06 |
| 申请人 | 阿尔斯通技术有限公司; | 发明人 | 卢卡斯·特赖尔; | ||||
| 摘要 | 一种接地隔离器，包括固定的接地触头(16)、移动的接地触头(18)和相触头，所述固定的接地触头(16)、移动的接地触头(18)和相触头沿纵轴线(Y)基本对齐，可移动触头(18)能够沿纵轴线(Y)移动以便与相触头 接触 ，固定的触头(16)紧固到电设备的壳体(6)上，移动的触头(18)与固定的触头(16)电接触，可移动触头(18)被安装为沿着纵轴线(Y)在固定的触头的 外壳 (24)中滑动，所述外壳的面向相触头的一个端部打开，所述外壳(24)的壁(25)包括纵向延伸的至少一个侧狭槽(28)，以便将可移动触头(18)和连接到 驱动器 机构的 传动系统 机械联接。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种接地开关，包括至少一个固定的接地触头(16)、可移动接地触头(18)和相触头，所述固定的接地触头(16)和可移动接地触头(18)与所述相触头沿纵轴线(Y)基本对齐，所述可移动接地触头(18)适用于沿所述纵轴线(Y)移动，以便接近并接触所述相触头或者自所述触头移开，所述固定的接地触头(16)被设计为紧固到填充有受压的介电气体的气体绝缘开关设备的壳体(6)上并连接到大地，所述可移动接地触头(18)与所述固定的接地触头(16)电接触，所述可移动接地触头(18)适用于沿所述纵轴线(Y)在所述固定的接地触头(16)中滑动，所述固定的接地触头(16)包括在面向所述相触头的端部中向外打开的具有纵轴线(Y)的外壳(24)，所述可移动触头(18)安装在所述外壳(24)中，所述外壳(24)的壁(25)包括纵向延伸的两个狭槽(28)，所述两个狭槽(28)径向相对，以便能在联结到所述接地开关的驱动器机构上的传动系统和所述可移动接地触头(18)之间侧向地建立机械连接，所述传动系统和所述可移动接地触头(18)之间的所述机械连接通过套筒形成，所述套筒由介电材料(34)制成，并安装为围绕所述固定的接地触头(16)滑动。 |
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| 说明书全文 | 紧凑型接地隔离器技术领域背景技术[0002] 具有密闭包壳的开关设备一般设置有接地开关，以便将金属包壳内侧的导体接地，以在开关设备各部分的维护检测期间确保操作人员的安全。 [0003] 例如，由文件EP 0 196 240已知这样的接地开关。所述接地开关包括可在打开位置和用于接地的关闭位置之间轴向移动的元件。 [0005] 该可移动触头穿过套筒形式的触头并在其中滑动。 [0006] 一般而言，相关技术的接地开关呈现出显著的轴向延展。需要提供充分的空间，用以容纳轴向延伸的可移动触头和用于传动由外侧驱动器机构给出的移动的装置。 [0007] 文件JP 2008-140587描述了这样的开关设备，其带有线性驱动器机构，以及围绕杆形接地触头滑动的管形可移动触头。因此，该开关设备十分笨重。 [0008] 因此，本申请的目的在于提供一种新的用于接地开关的配置。 [0009] 本申请的目的还在于提供一种更加紧凑的接地开关。发明内容 [0010] 本申请的上述目标由这样的一种接地开关来实现，所述接地开关具有适用于在接地的固定部分中滑动的可移动元件以及连接到导体棒上的相触头(phasecontact)，所述固定部分包括用于使所述活动部分能被紧固到轴向的位移器件上的侧部的开口。 [0011] 本申请能实现优异的引导。 [0013] 与新的接地开关的构型相关的转动轴能获得极大的紧凑性，因为可以将所述位移装置和所述接地开关并列放置。 [0014] 相反，在现有的开关设备中，位移装置沿接地开关的活动部分的滑动轴相对于所述开关是错位的。 [0015] 因此本申请提供了一种接地开关，包括至少一个固定的接地触头、可移动接地触头和相触头，所述固定的接地触头和可移动接地触头与所述相触头沿纵轴线基本对齐，所述可移动接地触头适用于沿所述纵轴线移动，以便接近并接触所述相触头或者自所述触头移开，所述固定的接地触头被设计为紧固到填充有受压的介电气体的气体绝缘开关设备的壳体上并连接到大地，所述可移动接地触头与所述固定的接地触头电接触，所述可移动接地触头适用于沿所述纵轴线在所述固定的接地触头中滑动，所述固定的接地触头包括在面向所述相触头的端部中向外打开的具有纵轴线的外壳，所述可移动触头安装在所述外壳中，所述外壳的壁包括纵向延伸的两个狭槽，所述两个狭槽径向相对，以便能在联结到所述接地开关的驱动器机构上的传动系统和所述可移动接地触头之间侧向地建立机械连接，所述传动系统和所述可移动接地触头之间的所述机械连接通过套筒形成，所述套筒由介电材料(dielectric material)制成，并安装为围绕所述固定的接地触头滑动。 [0016] 所述套筒确保了良好的引导和良好的弹性绝缘。所述套筒使受损接地开关和所述传动系统电绝缘。 [0017] 所述可移动接地触头包括横向孔和销，所述横向孔在与设计为和所述相触头接触的端部相反的纵向端部处，所述销穿过所述横向孔而将所述可移动接地触头固定到所述套筒上，并且所述销穿过所述两个狭槽。 [0018] 所述固定的接地触头可包括设计为穿过罩盖的实心杆的部分以及限定所述外壳的空心杆端部。 [0019] 举例来说，本申请的开关包括由两个平行的侧板连接到一起并垂直于所述纵轴线的两个平行的穿孔的腹板，所述固定的接地触头穿过所述两个腹板，所述套筒包括限定两个小截面端部部分的中间环形突起，所述套筒的所述环形突起在两个腹板之间固定，所述传动系统设计为铰接到所述侧板上。 [0020] 所述接地开关适用于三相开关设备，包括相触头和可移动接地触头以及固定的接地触头的三个组件。 [0021] 本申请的开关有利地包括横向棒，所述可移动接地触头被迫使与所述横向棒一起移动。每个套筒可包括限定两个小截面端部部分的中间环形突起，并且对于每个可移动接地触头而言，所述横向棒包括垂直于所述纵轴线的两个平行的穿孔的腹板，所述三对腹板由两个平行的侧板连接到一起，所述固定的接地触头穿过所述两个腹板，并且所述套筒的环形突起在所述两个腹板之间固定，所述传动装置设计为铰接到所述侧板上。 [0022] 与所述可移动接地触头接触的所述固定的接地触头的端部包括例如郁金香形(tulip-shaped)的触头元件，并且所述相触头也是郁金香形的。 [0023] 有利地，所述固定的接地触头已经安装在被设计为以密闭的(leaktight)方式紧固到所述壳体上的罩盖上。 [0024] 本申请的另一主题是一种填充有受压的介电气体的气体绝缘开关设备，包括根据本申请的接地开关、至少一个上面安装有所述相触头的电导体、以及与放置在所述壳体外侧的驱动器机构相连的移动传动系统。举例来说，所述导体沿正交于所述纵轴线的轴线延伸，所述固定的接地触头、可移动接地触头以及所述相触头沿所述纵轴线对齐。 [0025] 优选所述接地触头例如通过所述套筒与所述传动系统电绝缘。 [0026] 在示例中，所述传动系统包括穿过所述壳体并与所述驱动器机构相连的驱动轴、被迫使与所述驱动轴一起转动的操作杆、以及被铰接以在所述操作杆和所述可移动接地触头上枢转的连接杆，所述驱动轴设计为围绕其轴线旋转移动。 [0027] 有利地，所述驱动轴正交于所述接地触头的纵轴线，并且特别有利的是，在处于打开接触位置时，穿过所述销的轴线并正交于所述驱动轴的转动轴线的垂直于所述纵轴线的轴线与所述驱动轴的转动轴线之间的最短距离最多等于所述驱动轴的转动轴线与用于将所述操作杆紧固到所述棒上的点之间的距离的0.5倍。 [0028] 本申请的另一主题是一种包括三个电导体的三相开关设备，其中所述接地开关包括本发明的三个触头组件，每个触头组件包括相触头和可移动接地触头以及固定的接地触头。 [0029] 优选三个所述可移动接地触头被迫使沿所述纵轴线移动。举例来说，三个所述可移动触头在横向棒中，所述传动系统的连接杆铰接到所述横向棒上。 [0030] 本申请的开关设备可包括被迫使与平行于所述驱动轴的联接轴一起转动的第二操作杆、铰接到所述侧板之一和所述第二操作杆之间的第二连接杆、以及在所述联接轴和所述驱动轴之间的联接联动装置。 [0031] 所述驱动轴以非常有利的方式被放置在第一触头组件和第二触头组件之间，并且所述联接轴被放置在所述第二触头组件和第三触头组件之间。 [0033] 由附图和以下说明可以更好地理解本申请，附图中： [0034] 图1A为本申请的开关设备的一部分的纵向截面视图，在该部分上可见本申请的接地开关； [0035] 图1B为图1A的开关设备的相触头部分的变型实施例的纵向截面视图； [0036] 图1C为图1A的开关设备的相触头部分的另一变型实施例的纵向截面视图； [0037] 图2A为图1A的接地开关的透视图； [0038] 图2B为图2A的细节的视图； [0039] 图3A和图3B分别为处于打开位置和关闭位置的三相开关设备的接地开关的正视图； [0040] 图4为图3A和图3B中示出的布置的细节的透视图；以及 [0041] 图5为单相开关设备的变型实施例的细节的视图。 具体实施方式[0042] 本申请应用于单相接地开关以及三相接地开关。 [0043] 以下说明涉及三相接地开关，并更一般地涉及三相开关设备。 [0044] 图1A和图2A显示本申请的开关设备2的在本申请的接地开关4附近的部分。 [0045] 在图1A中，三相接地开关4是从侧面轮廓被观察的，因此仅可见一个触头，但由图3A和图3B可见，所述开关包括三个触头。 [0046] 开关设备2包括填充有受压的介电气体(dielectric gas)例如六氟化硫(SF6)的密闭的壳体6。开关设备2包括容纳在壳体6内的三个电流导体8(例如高电压导体)，三个电流导体8中仅一个在图1A中可见。 [0047] 电流导体8沿着电流沿其流动的轴线X延伸，并携带有设计为使导体8能够接地的侧向突起的触头10，所述触头10在本文中被称为“相触头”。 [0048] 触头10沿正交于轴线X的轴线Y取向。在示出的示例中，触头10包括与导体8电连接的外壳12和用于接纳接地开关4的触头元件的端部的郁金香形的触头元件14。 [0049] 该郁金香形并非限制性的。 [0050] 本申请的接地开关包括三个基本相似的组件E1、E2、E3，每个组件与相应的导体8相关联。 [0051] 仅详细描述了一个组件E1。 [0052] 壳体6可为管形，导体平行于壳体6的轴线。 [0053] 在示出的示例中，壳体6包括侧凸出部7，凸出部7中容纳接地开关的三个组件E1、E2和E3。 [0054] 凸出部7通过模制(molding)制成，并位于壳体的管形部分上，所述凸出部包括例如环形法兰，该环形法兰通过诸如平垫圈(未示出)的密封装置和螺钉螺母组件以密闭方式紧固到所述管形部分的法兰上。 [0055] 本申请的接地开关的所有元件均以特别有利的方式安装在凸出部7上，因此使接地开关能容易地安装在壳体6上并容易地去除。 [0056] 因此开关是预先制成为子组件的形式。 [0057] 在总装期间，仅需在管形部分的法兰和凸出部7的法兰之间设置静态密封。 [0058] 组件E1包括紧固到壳体6上的固定的接地触头16以及设计为使固定的接地触头16与电导体8电连接的可相对于固定的接地触头16移动的可移动接地触头18。 [0059] 固定的接地触头16呈细长的形状，并经开口20以密闭的方式穿过壳体6。 [0060] 用于密封受压的气体的垫圈设置在可移动接地触头16穿过所述壳体之处。 [0061] 固定的接地触头16包括位于壳体6外侧的纵向第一端部16.1和位于壳体6内侧的纵向第二端部16.2。 [0062] 纵向第一端部16.1连接到大地，从而将固定的接地触头16和可移动接地触头18接地。 [0063] 壳体6也连接到大地。 [0064] 纵向第二端部16.2包括具有轴线Y的外壳24。因此，外壳24的轴线和触头元件14的轴线对齐。外壳24设置有外围隔离部25。 [0065] 可移动接地触头18呈现细长的形状，例如沿轴线Y在外壳24中滑动安装的杆。外壳24的内径和可移动触头18的外径选择为使得可移动触头18不与外壳24发生接触。举例来说，外壳24的内径比可移动触头18的直径大1mm至4mm。 [0066] 可移动触头18和固定的触头16之间的电接触通过郁金香形的触头16.3获得，触头16.3在固定的触头16中紧固于外壳24的打开的端部上。这样，可移动触头18由所述触头16.3引导，并主要由下述的引导套筒34引导。 [0067] 举例来说，可移动接地触头18的截面为圆形，并且外壳24呈现为圆形截面。 [0068] 在示出的示例中，可移动接地触头18包括设计为刺入相触头10的触头元件14的第一纵向端部18.1。 [0069] 可移动接地触头18的第二纵向端部18.2与位移器件(displacement device)26机械连接，位移器件26用于沿Y轴线轴向移动可移动接地触头18(由图3A和图3B可见)。 [0070] 图1B显示触头14的变型，该触头安装在在导体8中加工的孔中。 [0071] 图1C显示另一变型，其中导体8的轴线与所述接地触头的轴线Y对齐。郁金香形的触头14收纳在与相触头10相似的相触头10′中，相触头10′容纳在穿过电绝缘板15的通道15.1中，并连接到相对于所述接地触头位于绝缘板15的相反侧的导体8上。绝缘板15由杆17紧固到壳体6上。 [0072] 位移器件26和可移动接地触头18之间的机械连接在侧部。为此，外壳24的隔离部25包括至少一个纵向狭槽28，所述可移动接地触头通过该纵向狭槽28与所述位移器件机械连接。 [0073] 在示出的示例中，外壳24的隔离部25有利地包括两个径向相对的纵向狭槽28，并且可移动接地触头18的纵向第二端部18.2包括正交于轴线Y的通孔30，连接到位移器件26上的销32安装到所述通孔中。 [0074] 该连接确保了平衡的机械耦合(mechanical coupling)。 [0075] 由图3A和图3B可见，位移器件26由此被放置在所述接地触头之间以及组件E1、E2的旁边。因为所述位移器件在凸出部7中，因此减小了所述接地开关的纵向范围。固定的接地触头16之间的距离由相之间所需的距离给出，相之间所需的距离由所述开关设备的耐压确定。在所述接地触头的位置处，所述电压被减小，因此其间的空间是可用的。在本申请中，该可用的空间用于容纳位移器件26，尤其是容纳下述的轴36和51。 [0076] 在示出的示例中，位移器件26和销32之间的机械连接通过电绝缘的套筒34而获得，该套筒34包围固定的接地触头16并围绕其滑动。有利地，套筒34在所述外壳处呈现基本等于固定的接地触头16的外径的内径。举例来说，绝缘套筒34由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、环氧树脂( )或聚四氟乙烯(PTFE)制成，以确保良好的引导和良好的电绝缘。有利地，套筒34使所述接地触头与位移器件26电绝缘。 [0077] 设置了防止销32沿其轴线移动并确保可移动接地触头18被紧固地保持在固定的接地触头16中的装置。为此，销32被防止在套筒34和所述可移动接地触头的横向孔30中移动。 [0078] 图2B详细显示了套筒34中的销32的实施例。销32由两个桩32.1、32.2形成，每个桩在其端部之一上设置有螺纹。所述两个桩在可移动接地触头18两侧穿过套筒34，并螺钉固定到横向孔中，所述横向孔制成于可移动接地触头18的第二端部18.2中。桩32.1、32.1的直径使销32能在狭槽28中滑动。 [0079] 各桩有利地设置有将可移动接地触头18横向紧固到外壳24中的肩部33.1、33.2。可移动接地触头18由此处于由套筒34引导的外壳24的中心。 [0080] 除了向可移动接地触头18传递运动之外，套筒34还使位移器件26与固定的接地触头16和可移动接地触头18绝缘。此外，套筒34提供可移动接地触头18的纵向引导。 [0081] 在示出的示例中，位移器件26为将由驱动轴36供应的转动移动传递为沿所述可移动接地触头的轴线Y的平移移动的连接杆类型。驱动轴36以密闭方式穿过壳体6，并机械连接到位于壳体6外侧的驱动器机构(未示出)上。 [0083] 位移器件26包括被迫使与驱动轴36一起转动的操作杆38，以及枢转地铰接到操作杆38和所述可移动接地触头上的连接杆40。 [0084] 有利地，在处于打开接触位置时，穿过销32的轴线并正交于驱动轴36的转动轴线的垂直于纵轴线Y的轴线X1与驱动轴36的转动轴线之间的最短距离d最多等于驱动轴36的转动轴线与用于将操作杆38紧固到棒40上的点之间的距离的0.5倍。该布置用于使所述位移器件更紧凑。 [0085] 有利地，如图3A和3B可见，实施单个位移器件26，以通过将三个可移动接地触头18机械连接到一起的横向棒42来移动所有三个可移动接地触头18，所述三个可移动接地触头被迫使随横向棒42一起移动。 [0086] 横向棒42相对于轴线Y基本垂直地延伸，并导致三个可移动接地触头18一起移动。连接杆40枢转地铰接到将移动传递到可移动接地触头18上的横向棒42上。 [0087] 图4详细地显示了横向棒42的实施例。 [0088] 在示出的示例中，横向棒42限定三个外壳46(其中一个外壳由图4可见)，所述外壳46使固定的接地触头16在所述外壳中穿过，并容纳在外壳46中固定的套筒34。 [0089] 外壳46由两个在所述三个组件两侧的基本平行的横向压板44和两个腹板45限定，各腹板设置有通道47，固定的接地触头16穿过通道47，所述腹板被压折连接(crimped)到横向压板44上。 [0090] 有利地，如在其外围外侧表面示出的，套筒34包括在其每一纵向端部处限定出更小直径的部分50的相应的中间环形突起48。 [0091] 各突起48从而容纳在两个腹板45之间，并且仅两个更小直径的部分50穿过孔47。套筒34从而简单而牢固地轴向紧固到外壳46上。力的传递通过该安装而以较低的表面压强进行。 [0092] 有利地，外壳46的腹板45的侧边缘被折起，以使横向棒42更刚性。 [0093] 在示出的示例中，横向板44被穿孔，使所述组件的重量被降低。 [0094] 有利地，如图3A和3B所示，位移器件26包括两个操作杆-连接杆组件，以确保三个可移动接地触头18的平衡而均匀的移动。 [0095] 有利地，位移器件26包括驱动轴36和联接轴51，所述联接轴仅用作第二连接杆40′和第二操作杆38′的转动轴线轴(rotary axis shaft)。 [0096] 联动装置52设置在所述两个组件之间，以联接两个组件的致动，并将转动驱动由所述驱动轴传动到组件38′和40′上。 [0097] 联动装置52包括联接棒54，联接棒54具有枢转地铰接到被迫使与驱动轴36一起转动的联接操作杆56上的第一端部，以及枢转地铰接到被迫使与联接轴51一起转动的联接操作杆58上的第二端部。 [0098] 连接杆40和40′在套筒34的外壳46之间铰接到横向棒42上，以确保连接杆40和40′在横向棒42上具有均衡的作用。 [0099] 所述实施例呈现出的优点是具有穿过壳体6的单个轴，从而简化了(尤其是所述密封处的)装配，并降低了生产成本。 [0100] 自然地，包括用于各可移动接地触头的各位移器件的三相接地开关不超出本申请的范围。 [0101] 也可以设置用于所述三个可移动接地触头的两个驱动器器件，各器件包括驱动轴、操作杆和连接杆，各连接杆铰接到所述横向棒上。 [0102] 图5示出具体地适用于单相开关设备的固定的接地触头和位移器件之间的组件的另一示例。在该示例中，连接杆40铰接到侧板44之一上，与所述固定的接地触头的纵轴线Y基本平齐。 [0103] 以下描述本申请的接地开关的操作。 [0104] 在所述开关设备的正常操作期间，所述电导体不接地。所述接地开关处于图3A示出的位置。 [0105] 当需要对所述开关设备采取行动时，断开电路，电流不再在所述导体中流动。 [0106] 为安全起见，优选将导体8接地。 [0107] 为此，启动驱动器机构，所述机构使驱动轴36开始逆时针转动，以使操作杆38同样逆时针枢转，这样连接杆40也被向下驱动。同时联接操作杆56也被逆时针驱动，从而使连接杆54向右移动，并导致联接操作杆58围绕联接轴51逆时针枢转，使得操作杆58被逆时针驱动，并且连接杆40被向下移动。 [0108] 由于两个连接杆40、40′均铰接到横向棒42上，则所述横向棒被向下驱动，并且所有三个可移动接地触头18均由此沿Y轴轴向移动而接近所述相触头。所述驱动器机构启动，直到可移动接地触头18的自由端部穿透到所述相触头中，如图3B所示。所述接地触头由此关闭，并且导体8被接地。 [0109] 建立了自相触头10经郁金香形的触头14、可移动接地触头18、固定的接地触头16的郁金香形的触头16.3至连接到接地连接棒(未示出)上的所述固定的接地触头的第一端部16.1的导电路径。 [0110] 郁金香形的触头16.3形成用于可移动接地触头18的机械引导部。可移动接地触头18还受到围绕固定的触头16滑动的套筒34的引导，由位移器件26在所述引导发生处施加显著的侧向力。 [0111] 郁金香形的触头16.3的引导表面与可移动接地触头18的外侧表面发生机械接触。套筒34的引导表面与固定的接地触头16的外侧表面配合。这样，即便套筒34引起磨损，所述郁金香形的触头和可移动接地触头18之间的电接触也不致退化。 [0112] 为了打开所述接地开关，所述驱动器机构被反向启动，以顺时针移动驱动轴36。操作杆38、38′由此而顺时针枢转，并引起连接杆40、40′(以及由此横向棒42)的向上的移动，从而将可移动接地触头18的自由端部与所述相触头分开。所述驱动器机构被启动，直到所述接地开关回到其休止位置(图3A)。 [0113] 本申请的接地开关比起现有开关来说特别紧凑。所述开关设备的壳体的侧部上的突起由于侧向连接以及所述可移动触头与所述驱动器机构之间的传动装置的具体结构而更小。 [0114] 构成所述接地开关的元件的组件被紧固到所述侧凸出部上，从而简化了所述接地开关组件的装配和去除。 [0115] 此外简化了实施密封，因为限制了需要这样的密封的区域。此外在总装期间以单个子组件安装所述接地开关则仅需要所述开关设备的管形部分的法兰和所述突起的法兰之间的静态密封。 [0117] 此外，所述可移动接地触头在所述固定的触头中在所述外壳的整个长度上均受到引导，因此这样获得的引导是十分精确的。 [0118] 所述接地开关还可轻易地适用于所述开关设备的其它几何构型。 [0119] 此外，所述位移器件尤其在所述活动的部分的移动方向上特别紧凑。所需的绝缘气体的体积降低了。此外，带有两个操作杆-连接杆组件的横向棒的实施确保了所有三个可移动接地触头的均匀而稳定的移动，从而限制了任何歪斜的风险。 [0120] 使所述可移动接地触头具有横向于所述突起的移动意味着所述可移动接地触头的冲程、所述固定的接地触头的长度以及所述相触头的长度并不受限于所述突起的法兰的直径。 [0121] 应理解可以通过在所述固定的接地触头中仅制成一个纵向狭槽而使所述固定的接地触头紧固到所述位移器件上。 [0122] 对于用于三相开关设备的接地开关，所述横向棒可以仅包括在上面紧固外壳的横向板。 [0123] 对于单相开关设备，所述接地开关类似于所述用于三相开关设备的开关，尤其是就所述可移动接地触头和所述套筒之间的连接而言，所述可移动接地触头和所述套筒可以具有在其中穿过的销，就所述连接杆和所述套筒之间的连接而言，所述套筒可以被紧固在两个水平的腹板之间，所述腹板本身由横向板连接到一起，连接杆铰接到所述横向板上。 |
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