中等电压开关设备组件 |
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申请号 | CN200480041245.3 | 申请日 | 2004-12-20 | 公开(公告)号 | CN1914704A | 公开(公告)日 | 2007-02-14 |
申请人 | ABB技术股份公司; | 发明人 | 哈拉尔德·芬克; 迪尔特玛尔·根奇; 迈克·许伦巴克; | ||||
摘要 | 本 发明 涉及一种如 权利要求 1的前序部分所述的中等 电压 开关 设备组件,其具有至少一个开关隔离器,并且其 驱动器 单元设置在一个气室的内部和/或外部。为了开发一种通用类型的开关设备组件,使其更为紧凑且功能性更强,所述开关隔离器被实现为三点 真空 室开关。 | ||||||
权利要求 | 1.一种中等电压开关设备组件,具有至少一个开关隔离器,该 开关隔离器的驱动器设置在气区内部和/或外部,其特征在于,所述开关隔离器是三点真空室开关(1)的形式。 |
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说明书全文 | 本发明涉及具有至少一个开关隔离器的中等电压开关设备组件, 如权利要求1的前序部分中所述。电气开关设备组件、特别是中等电压开关设备组件,不仅包含通 常永久性安装的断路器,还包含可具有三种位置的隔离器:即连接位 置、隔离位置和接地位置;也就是说,该隔离器采取三点开关的形式。 此外,该三点开关可提供有负载中断器和/或断路器功能。 在连接位置,形成到活母线(live busbar)的连接,而在接地位 置,形成到地的连接。在隔离位置,隔离器的移动接触片处于连接位 置和接地位置之间的中间位置。 常规的三点隔离器已知的形式为直插式(in-line)或闸刀开关。 还已知也可以由“三点真空开关室”有利地提供类似的功能。 通常,隔离器被用作负载中断开关或断路器相同的气区内、或单 独的气区内的自动工具,特别是在双母线配置的情况下。这些工具的 电气部件一般是该气区的组成元件,并通过气密套管连接到位于气区 内部和外部的驱动器,在中等电压应用中其通常是机械或磁性驱动器 的形式。 作为自动工具,如果隔离器被设置在与负载中断开关或断路器相 同的气区内,那么隔离器就需要相应的大型外壳,或者,如果被隔离 器单独设置的话,它就需要其自己的气区。 在这两种情况下,材料、组件和测试都要求额外的复杂度。开关 设备组件的尺寸相应变大,而这是很不利的。 因此本发明基于这样一种目的,即开发一种更紧凑、功能性更强 的通用类型的开关设备组件。 根据本发明,用于开发这种通用类型的开关设备组件的上述目的 是通过权利要求1所述的区别特征来实现的。 有关这一点的具有优点的细化在从属权利要求中指出。 本发明的主旨是这样一种情况,即开关隔离器采取三点真空室开 关的形式。 另一种有利的细化规定了所述三点真空开关室以下述方式来设 计:即它形成并取代了从所述气区内部引向该气区外部的套管,并形 成到母线的直接连接。 该气区可采用三相或者一相的气体绝缘或固体绝缘母线的形式。 除了一个气区之外,一半气区以及该设备也可以在两侧封装到另一个 固体中。 在另一种有利的细化中,三点真空开关室被设计为使其集成到从 所述气区内部引向气区外部的环形密封中。 将三点真空开关室集成到树脂成型的套管中也是有利的,即可以 为其提供一个树脂成型的壳体。 在这种情况下,该三点真空开关室可以被设计为通过其自身的陶 瓷自己形成套管。 此外,在一种有利的细化中,所述三点开关被如此设计:使其除 了隔离功能外,还可以执行负载切换和功率切换的功能。 在最后一种有利的细化中,对隔离器套管所述的要求可用于单母 线和双母线应用中。 对于高水平功能集成的紧凑的中等电压开关设备组件,将三点真 空开关室形式的隔离器直接集成到与功能相关的部件、如树脂成型的 套管中,或者将三点真空开关室设计成使其(通过其自身的陶瓷)自 己形成套管显然是有利的。在提到的第一种情况中,特别是对真空开 关室来说封装技术是众所周知的,属于现有技术。 套管的目的通常是为了连接不同气区内的活电流路径并使其与 接地的封装之间绝缘。同时,套管可在不同的封装之间提供机械稳定 性,还能够保持它们的分立性。 负载中断器开关或断路器连接到三点隔离器的一侧。该侧表示连 接到安装在三点真空开关室内的移动接触片的馈线。作为隔离器的一 个电气部件,所述真空开关室可完全封装在成型树脂内,该树脂成型 的壳体是套管的形式。如果隔离器(驱动器)的机械部件位于气区的 外部,那么它通常经由气密的套管和链接连接到真空开关室。 三点真空开关室的另一侧,即连接到安装在真空开关室内的固定 触点的馈线,形成了到母线的直接连接。该连接可在绝缘气体下形成。 因此需要物理上较小的气区以接纳该连接,并将母线继续延伸到下一 开关设备面板或模块的气区(母线通过多个面板接合点结合在一起)。 该气区可采用传统的三相母线区域的形式,或者采取一相气体绝缘母 线的形式。 一个模块依次包括具有共同的气区的多个开关设备面板。在这个 气区内没有任何移动部件。另外,在该气区内不执行任何开关操作。 此外,三点真空开关室到具有固体绝缘的轨道的连接可采取插入 式(plug-in)形式,或者甚至例如可以在一侧或者在两侧再次封装到 一个固体内。在这种情况下,套管被设计为受到保护,以避免与和母 线相结合的一侧形成直接接触,即它提供有一个导电涂层。母线可通 过插入式触点连接,其中所述触点是套管的一部分。 具有三点真空开关室(DSK)的套管自身被如此设计:使得在真 空开关室处于连接状态时形成到母线的连接。当真空开关室处于“隔离 位置”,也就是说处于连接位置和接地位置之间的中间位置时,不同的 电位可以被隔离。这种配置具有隔离路径/绝缘的能力。 在下文中将更具体地描述本发明,并通过附图进行说明,其中: 图1:示出了根据本发明的一个开关隔离器。 图2:示出了根据本发明的具有套管的引导功能的开关隔离器。 图3:示出了具有负载中断器和断路器能力的套管开关隔离器。 接地位置需要一个集成到套管中的、从“接地点”至真空开关室1 的金属中心部分2的连接,该连接位于图1所示的绝缘陶瓷3、4之间。 在图1所示的状况下,通过与图2所示状况下相同的方法,其中 三点真空开关室自身被直接用作套管,一个边缘板5被安装到三点真 空开关室的金属中心部分2上,并可形成到“接地点”的连接。所述边 缘板5还可配备有一个密封6,它提供与气区之间的密封。 这可以通过电气接地点非常方便地实现,所述电气接地点与机械 连接形成了一个单元,这样就通过套管的安装确保了接地连接。 所描述的隔离器套管的配置可用于单母线和双母线的应用。 套管隔离器形式的三点真空开关室按照下面所述、基于大得多的 功能集成来设计。 图3示出了一个相应的套管开关隔离器,除了连接位置、隔离位 置和接地位置的功能之外,它还能执行负载切换和功率切换的功能, 也就是说它另外还具有负载开关和功率开关的能力。 为此目的,如图3所示,所使用的真空开关室具有第二个区域10 或位于真空开关室内的至少一个防护区,该防护区可单独设置在其中 具有该开关路径的真空开关室内。 这样就可以在实际中确保在负载电流或短路电流中断的期间内, 等离子体不会从该开关路径传递到接地路径的区域。 这就降低了绝缘路径的挥发,或者在使用单独的区域时彻底避免 了它的挥发,从而在中间位置提供了安全绝缘。这是由通过波纹管或 通过交织防护元件组成的曲径所形成的两条路径间的隔离来实现的。 一个接触系统可位于负载中断器开关区域,由刀口式触点形成。对于 短路电流隔离能力来说,需要断路器真空开关室的特性。RMF和AMF 接触系统都可以用于该目的。 RMF对径向磁性区域来说较短,而AMF对轴向磁性区域来说较 短。 与不具有隔离能力的三点真空开关室不周,这种具有隔离能力的 开关室要求一种能以已知方式使开关接触片快速分开的驱动器,至少 在其隔离期间使其分开,至少是在隔离位置(中间位置)的区域分开。 |