用于通过平的接口连接的连接器以及中压变电站的制造方法与工艺

文档序号:11199994阅读:655来源:国知局
用于通过平的接口连接的连接器以及中压变电站的制造方法与工艺
本发明涉及在开关单元和在中压配电站中的客户连接接口之间的简化连接。特别地,本发明涉及包括作为连接接口的末端件的元件,其设计为从中压变电站露出,以及设计为装配在变电站的电气开关单元上的连接装置。该连接器包括过模制在当前导体上的部分可变形材料,其使得电连接由在变电站内侧的平的表面之间的接触获得。在至少露出部分的高度,刚性的外罩使得耐久的连接通过电缆获得。

背景技术:
在电气装备中,特别地在中压MV配电站(有时也称作高压HVA)中,即,大约1至52kV或者75kV,用于切断电流和/或测量的不同的开关单元不得不彼此电连接。进一步,由于高压以及为了保护它们,有利地是通过过模制绝缘该连接,有利地是甚至将它们金属包层以为了增加组件的紧凑型以及为了指引电场。已经改进了不同的解决方案,特别地装配连接到开关单元的刚性杆。根据标准EN50181,外部或者内部圆锥类型的插入式连接器被接着插入。在EP2,063,495中公开了一个可替换的解决方案,其使得整个尺寸被减少,特别是高度。使用可压缩的平的接口的该解决方案进一步有助于连接操作。然而,确实明显的是,如果另一个连接系统使用相同的原理,使用该种类型的连接是优化的。然而,延展到与电缆和/或A,B,C类型,或者任何其它如根据标准EN50181限定的客户连接件的接口的简单的实施不是直接的,以及为了解决出现的介电或者简单维护的问题,技术选择是必需的。

技术实现要素:
在其它优点中,本发明的目标是提出使用平的以及可压缩的连接接口且能够布置中等电压变电站的连接辅助件。本发明特别地涉及连接器,其特别地设计用于中等电压,包括锥形类型的连接末端件以及通过平的接触用于连接至电开关单元的装置。本发明也涉及用于电流输入和输出包括该类型的连接器的三相MV配电站。特别地,连接器包括柔性的,弹性体材料,特别地过模制在连接器的导电核心上的EPDM,该接口被紧紧地密封且没有间隙。在连接末端件所处的侧面上,连接器包括刚性外壳,有利地在末端件的位置处的恒定厚度,其中设置柔性材料以为了有助于单独的输入电缆连接器的连接。固定部分位于末端件和连接装置之间,在该部分中,柔性材料由刚性外壳围绕,其可以具有肋条类型的加强件和/或固定附件。在外壳内侧,围绕导电核心的柔性材料的厚度增加,具有从末端件的端部向上直至连接区域的恒定的斜度,在连接区域的位置处,斜度极大地增加,至少四倍,连接区域因此形成囱道。进一步,连接装置包括由绝缘材料制成的支撑件,其能够变形且由两个大致平行的相对连接表面限定,以及导电连接插入件,其在绝缘支撑件中成一体,它在两个可折叠的平行的平的连接表面的位置处从绝缘支撑件向外开口。在它的连接表面之间实施夹紧的通孔有利地钻在插入件中。当支撑件的绝缘材料静止时,在它的两个连接表面之间的插入件的高度小于两个连接表面之间的距离,当支撑件的绝缘材料在它的连接表面之间受到压缩完全变形时,在它的两个连接表面之间的插入件的高度大于或等于所述距离,特别地当与相同类型的另一个接口实施连接时,例如通过借助于穿过插入件的杆夹紧。连接装置由有利地弯曲连接部分延伸,其中导电插入件涂覆有相同的绝缘材料。固定部分优选地包括导电外涂层,其设计为保证由金属化形成的屏蔽的电连续性。连接器的弹性体除了为了连接目的的表面外也涂覆有屏蔽。在绝缘支撑件之间的接口,导电插入件,外壳以及导电涂层是紧的,以及导电涂层和绝缘支撑件优选地通过过模制,充填或者不充填导电粒子的相同的弹性体获得。本发明也涉及连接器组,例如一组相同设计的三个连接器,其可以通过适合的构件彼此固定。该固定构件优选地包括平片状金属类型的元件,该片形成于该组导电器正交且与三个连接器的末端件的端部的排列平行的平面。在中压变电站中对齐的连接器的连接和装配因此通过简单地将板固定到变电站包壳的壁实现。该组件的连接器的连接部分的长度可以是相同的,在这种情况下,连接装置优选地与连接末端件的端部对齐且平行。可替换地,具有弯曲部分的连接部分可以具有不同长度,以使得连接装置与末端件的端部的排列正交地对齐。更通常地,本发明涉及连接器,其包括第一部分,该第一部分具有用于连接至电开关单元的装置以及连接部分,以及第二部分,该第二部分包括通过固定部分向着第一部分延伸的大致锥形外部形状的连接末端件,金属插入件穿过连接器且在连接装置的位置处离开(exit)且在末端件中。金属插入件由可变形绝缘材料制成的支撑件围绕,在所述材料和金属插入件之间的接口是紧紧密封的。第二部分包括由刚性材料围绕可压缩材料制成的外壳,在所述材料和外壳之间的接口是紧紧密封的。在第二部分中可压缩材料的厚度增加,具有在第二部分的两个端部之间的恒定的斜度,除了在第一部分的连接部分的位置处的结合区域,其中弹性体材料的厚度增加,具有至少四倍更大的斜度。在末端件中可压缩材料的厚度的斜度与锥形的连接末端件的外斜度相同。附图说明其它的优点和特征将从以下在附图中示出、示例性地给出而绝非限制性例子目的给出的本发明的特定实施例的描述变得更加清楚、明显。图1示出根据本发明的优选实施例的中压配电站。图2A和2B示出用于根据本发明的实施例的配电站的在两个构型中的电流中断和断开设备。图3A和3B特别地通过连接杆的例子示出在根据本发明的实施例的配电站中的连接。图4A和4B示出配电站的其它元件的修改以优化根据本发明的配电站的优选连接。图5A示出用于根据本发明的实施例的优选配电站的连接器,图5B和5C示出其两个实施例。图6A、6B和6C示出用于根据本发明的配电站的连接器布置方式。图7示出用于中压配电站的功能测量单元。图8A和8B示出用于根据本发明的实施例的配电站中的连接的电缆。图9示出用于根据本发明的实施例的配电站中的连接的元件。图10A示出根据本发明的优选实施例的配电站的功能单元的包壳,该图带有气流图;图10B示出包壳的元件的放大图。具体实施方式如图1所示,中压(MV)配电站1安装在电力系统的输入端2和提供不同负荷的至少一个用户馈电线3之间。电流中断和/或接地功能在配电站1的位置关于每个电源相A、B和C而特别地执行。可以增加其它的功能,特别地,可以增加不同参数的测量。配电站1因此包括彼此关联的数种类型的单元。模块系统是已知的,其中每个功能单元包括用于执行至少一个功能的装置并且可以与另一相同或者不同类型的功能单元相关联,以尽可能好地形成达到用户要求的组件:参见由施耐德电气公司提供的SM6。MV配电站1的功能单元4包括:通常由金属制成的包壳,其包含至少一个电气设备并设置有使得能够接近单元4之间的耦合元件以及外面2,3的装置。有利地,全部的单元是相同宽度的,例如375毫米,或者为该间距的数倍。传统地,包壳由若干舱室形成,特别地包括被执行不同功能的其它元件围绕的MV功能组5。特别地,位于上方的外壳6保留用于低压保护、检测和控制设备。它的深度传统地对应功能组5的控制舱室5’的厚度,它的其它尺寸,特别地它的高度,可以根据它所罩住的装置而变化。优选地,LV外壳6如在文献FR2,950,202中描述的那样进行制造,并且它可以与线槽7相关联,线槽7使得LV外壳所必需的电缆能够“收藏起来”,该线槽7还能够在功能组5的控制舱室5’中竖直延伸。在功能组5下面,传统地具有专门用于管理电缆和MV输入/馈电线的底部舱室8,其如在专利申请FR1103799中那样有利地安置。如进一步地指出的,底部舱室8在优选实施例中安置用于气体流动,优选地与功能单元5的后部舱室9相关联,以优化所述气体流动。MV组可以执行不同的功能,特别地对应开关组10,20,30或者测量组40。在电流中断的范围中,功能模块5包括在它的前面板上的控制舱室5’,用于中断三相A,B,C的电开关设备50罩在包壳12中,包壳12通常由金属板制成并为矩形形状的。在本发明的优选实施例中,开关设备50A,50B,50C对于每相是相同的,并且遵照文献FR2,940,516中描述的柜。特别地,如图2A所示,开关柜50顺次包括执行中断和断开功能的真空盒52和两位置选择器54,该两位置选择器54可以具有允许电流流动的服务位置以及接地位置(或者,选择器54可以具有任选的第三打开位置)。接地选择器54的串联使得能够由小尺寸的柜执行断开,并且无需使用会产生温室效应的六氟化硫,包括在真空盒52后来出现故障的情形下。在有利的实施例中,选择器54罩在禁闭包壳56中。可以具有不同的选择:如在图2A中示意性地示出的,包壳56’罩住开关柜50的全部的元件52,54。相同组5的三个柜可以同一包壳中可以是统一的。在如图2B所示的优选实施例中,功能组10,20,30的三个选择器54罩在同一单一包壳56中。连接到它的真空盒52A,52B,52C位于所述包壳56外部,而当真空盒以紧密封方式固定到包壳以形成组件50时,除了连接端子60之外,组件的所有元件都未暴露在外。其它的替代方案也是可能的。如在前提及的,配电站1包括多个功能单元4,它们中的部分单元10,20,30可以包括开关柜50。特别地,在所示实施例中,可以看出,两个电流输入21,22连接到配电站1,该配电站为典型的开环或者双分支电力系统的构型。每个输入21,22与执行开关功能的柜501,502相连以为了从额定电流隔离电路。连接到每个输入2的三个导体的三个极50A,50B,50C罩在开关组10的同一包壳12中。两个输入线然后在汇流条的位置被连接,所述汇流条连接到装配在相邻单元中的总断路器,以为了通过中断短路电流而执行面板保护。优选地,总断路器组20的开关设备50g原则上类似于输入模块10的开关设备501,502。在总断路器模块20之后,共用线延续以延伸到其它的功能单元4,根据需要以特别地由若干使得能够供应用户限定的负荷的馈电线31,32终止,每个馈电线3与变压器保护断路器组30相连,变压器保护断路器组30用于中断源自配电站1的下游的MV/LV变压器的可能的故障的目的。在此,同样地,组30的开关设备50可以为与前面的类似原理的。开关柜50的优选实施例事实上使得能够通过修改一些参数,特别地仅修改用于制造真空盒52的触点的材料,而由相同的开关设备执行不同的功能。虽然这样的模块化减少工业基准的数量并有利于配电站1的安装,但是它保留到单元4之间的连接的支流,并且很快变得明显的是,支流的管理被证明是复杂的并需要一定量的空间。出于紧凑性的原因,根据本发明,首先简化电气设备之间的连接,所述连接借助于具有平坦接口的杆100执行,其原理和实施方式特别地描述在文献EP2,063,495中。特别地,如图3所示,杆100通过连接装置102连接单元101,102,20的两个柜501,502,50g,所述连接装置102位于所述柜的每个末端处并主要通过由绝缘材料制成的支撑件104形成,该支撑件具有用于连接的两个相对的表面,所述表面大致为平坦、彼此平行、圆形(其是管理不同绝缘现象以及优化堆的取向的最适当形状)并可叠加以使得杆100可以没有优选取向地被使用。在常见方式中,杆100是对称的,连接装置102是相同的,它们的连接表面彼此平行。绝缘支撑件104除了连接表面之外被包覆有导电层或者半导层106,该层具有根据其电阻确定的厚度以获得适当的包覆层106以执行组件的静电屏蔽。维持绝缘支撑件104内部的电场使得由设置有这样的装置102的杆100形成的连接的紧凑性能够得以提高。连接装置102包括具有高电导率的连接插入件110,其通常由铜或者铝制成,该连接插入件110贯穿连接装置102的在两个平坦且平行的连接表面之间的厚度,所述表面可以在绝缘支撑件104的每个侧面上接近。连接插入件110位于绝缘支撑件104的中心,并且旋转对称,以为了控制绝缘限制到最大量。为了优化绝缘强度,连接插入件110集成在绝缘支撑件104中,特别地,绝缘材料被过模塑在插入件110上以使得两个部件104,110之间的交界处被控制并且使得该接界处没有空的空间(或者充满空气的空间)。出于相同的原因,连接插入件110包括在绝缘支撑件104中的隆起,因此它的中心直径大于在绝缘材料围绕插入件形成颈或者咽喉112的位置的连接表面的直径,以为了减小在插入件所在侧面上的交界处的三相点位置的电场。导电插入件110以某一方式嵌入在绝缘材料104中。同一杆100的连接装置102通过具有与连接插入件110相同的高电导率的杆114彼此连接,并且根据流过那里的电流而定尺寸。杆114是不可压缩的,但是保证对应于连接装置102在连接方向(垂直于连接表面)的相对定位的容差的某些挠性,杆114的横截面为“变平”的长方形形状。导电连接杆114还在它的末端结合在连接装置102的绝缘体104中。在其剩余长度上,杆114的对应表观长度的剩余部分被包覆有绝缘体116,绝缘体116提供充分的绝缘强度。为了减小围绕杆100的必要的空间,剩余部分的静电屏蔽层118被配置。连接杆100的一组绝缘部件104,116事实上在一个步骤中形成在全部的导电元件110,114上。同样地,屏蔽层106,118是统一的。如图3A所示,有利地,对于杆100,100’,特别地,其连接装置1021,1022是共面的的杆100,以及其中两个装置102’2,102’g在垂直于它们的表面的方向彼此偏置插入件110的高度的杆100’,具有两种几何尺寸。这使得能够补偿由于相继连接三个柜501,502,50g的两个杆100,100’的串联连接的位置差异。有利地,所述偏置通过调整在杆100’上的支承件120的形状而实现,支承件120优选地配置在杆114的长度的一半上并被置于中心处。为了防止执行电连接时的闪络(flashover)以及保证两个杆100,100’的叠加的连接装置102,102’之间的紧密接触,支撑件104的绝缘材料是可变形的,特别地,它的厚度可以通过在两个相对面之间的垂直挤压而减小。特别地,支撑件104通过模塑橡胶而获得,该橡胶的绝缘质量是已知的并被优化,特别地,为EPDM橡胶(EPDM代表三元乙丙橡胶)或者聚硅氧烷。这样,对于所关心的杆100的优选生产,首先通过现有技术,例如通过模压或者通过模塑,特别地由铝(对于630A)或者由铜(由1250A)制造导电芯部(插入件+杆)110,114。该组件由EPDM橡胶类型的绝缘体104,116进行过模塑,有利地具有粘着剂,从而保证导电芯部和绝缘包覆层之间的粘着的且无缺陷的连接。屏蔽层106,118可以通过用相同类型但是填充有导电颗粒的橡胶过模塑而例如实施在清理毛刺后的外部表面上,这使得在绝缘主体104和屏蔽层106之间在整个连接装置102上保留相同的变形属性。由导电插入件110的两个连接表面之间的距离限定的导电插入件110的高度因此小于绝缘支撑件104在原始状态下的厚度。绝缘支撑件104的垂直压缩可以向着支撑件104的连接表面进行以使得它们的分开距离等于所述高度。在使用中,绝缘表面被接触,从而执行变形,直到插入件110的导电连接表面彼此接触,组件由夹持装置保持在该位置,只要需要电连接的话。绝缘支撑件104的尺寸以及咽喉112的厚度取决于导电插入件110的尺寸,而导电插入件110自身的尺寸由流过那里的电流水平以及机电限制而确定。杆114的尺寸同样由使用的导电材料以及流过那里的电流确定。特别地,对于根据优选实施例的配电站1,用于连接装置102的推荐尺寸为:直径84毫米、高度42毫米的柔性材料104能够被压缩到高度38毫米的铝插入件110。对于17和24千伏的配电站,可以仅具有这种类型的单一的杆,其使得通过减少工业基准的量而优化原材料管理。根据优选实施例,对应于功能单元4的宽度的两个连接装置1021,1022之间的杆100的长度(从插入件到插入件110测量)等同于开关柜50的从端子到端子60测量的高度,即等于375毫米,以为了使得组5能够被杆100“替换”(进一步参见图1和7)。当杆100的连接装置102设计来连接到电气设备的端子60时,以及当组件的简单性意味着相同的杆100的连接装置102的两个相对表面时,开关柜50的端子60相应地设计为具有特别的“变平”以实现平坦的接口。特别地,如图4A所示,以类似于连接装置102的方式,端子60包括位于绝缘支撑件64的中心的连接插入件62,插入件62和支撑件64的接触表面叠置在杆...
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