包括变压器牵引车的变压器系统的制作方法

本公开的领域大体上涉及变压器系统，并且更具体地涉及变压器牵引车(transformertruck)，其设计成改善变压器系统内的变压器牵引车的安全性和电气封壳内的电气构件的封装效率。

背景技术：

变压器是用于配电、传输和控制系统的常见电气构件，例如用以将输入电压转变成期望的输出电压。变压器还可用于将输入电流转变成期望的输出电流。已知的配电、传输和控制系统可包括电气封壳，其具有包括变压器牵引车的开关装置，变压器牵引车构造成容纳变压器且在封壳内的多个位置(例如，包括操作位置和维护位置)之间传送变压器。至少一些已知的电气封壳允许操作者将变压器牵引车移动到维护位置，或使变压器牵引车"架出(rackout)"，其中电气封壳的门打开且变压器处于通电状态，潜在地对操作者带来安全风险。其它已知的变压器牵引车并入接地箔片以在变压器牵引车在维护位置时使变压器断电，但接地箔片在多次使用之后可能变得变形且在使变压器牵引车内的变压器完全接地方面变得低效。此外，至少一些已知的变压器牵引车构造成在阻止对每个变压器牵引车使用两个以上的变压器同时保持在电气与电子工程师协会(ieee)的紧凑开关装置尺寸要求内的布置中容纳变压器。

技术实现要素：

在一个方面，提供了一种用于变压器系统的变压器牵引车。变压器牵引车限定第一方向、第二方向和第三方向，三个方向正交于彼此。变压器牵引车包括壳体和接地开关机构。壳体布置成接纳第一变压器，第一变压器相对于第三方向处于第一定向，且侧向相邻的第二变压器相对于第三方向处于第二定向，其中第二定向与第一定向相对。接地开关机构联接至壳体且可在非接地条件与接地条件之间切换。接地开关机构包括成对接地臂以及在成对接地臂之间延伸的接地杆，接地臂各自联接到壳体的相应内部部分且可在非接地条件与接地条件之间旋转。

在另一方面，提供了一种用于电气封壳的变压器系统。电气封壳限定第一方向、第二方向和第三方向，三个方向正交于彼此。变压器系统包括变压器牵引车，其可联接在与至少一个电气构件联接的负载侧电力线以及与至少一个电功率源联接的线路侧电力线之间。变压器牵引车包括壳体、多个变压器和接地开关机构。多个变压器布置在壳体内，其中多个变压器中的第一变压器相对于第三方向具有第一定向，且其中多个变压器中的侧向相邻的第二变压器相对于第三方向具有第二定向，其中第二定向与第一定向相对。接地开关机构联接至壳体且可在非接地条件与接地条件之间切换。接地开关机构包括成对接地臂以及在成对接地臂之间延伸的接地杆，接地臂各自联接到壳体的相应内部部分且可在非接地条件与接地条件之间旋转。

在又一方面，提供了一种使变压器断电的方法。该方法包括使变压器牵引车沿托架从接合位置移动到脱离位置。变压器牵引车包括壳体和接地开关机构。壳体储存多个变压器，其包括相对于由变压器牵引车限定的第三方向具有第一定向的第一变压器以及相对于第三方向具有第二定向的侧向相邻的第二变压器，其中第二定向与第一定向相对。接地开关机构联接至壳体且可在非接地条件与接地条件之间切换。接地开关机构包括成对接地臂以及在成对接地臂之间延伸的接地杆，接地臂各自联接到壳体的相应内部部分且可在非接地条件与接地条件之间旋转。该方法还包括将接地开关机构从非接地条件切换至接地条件以引起接地杆接触多个变压器上的接地触点。

附图说明

在参照附图阅读以下详细描述时，本公开内容的这些及其它特征、方面和优点将变得更好理解，附图中相似的标号表示附图各处相似的部分，在附图中：

图1为电气封壳的示例性实施例的透视和局部剖视图；

图2为可结合图1中所示的电气封壳使用的变压器系统的示例性实施例的示意性侧视图，示出了处于接合位置的示例性变压器牵引车和处于非接地条件的示例性接地开关机构；

图3为图2中所示的变压器牵引车的前视图，示出了示例性变压器的示例性布置；

图4为可结合图3中所示的变压器使用的示例性熔断器组件的示意性侧视图；

图5为图2中所示的变压器系统的示意性侧视图，示出了处于脱离位置的变压器牵引车和处于非接地条件的接地开关机构；

图6为图5中所示的接地开关机构的局部侧视图；

图7为图2中所示的变压器系统的示意性侧视图，示出了处于脱离位置的变压器牵引车和处于接地条件的接地开关机构；

图8为图7中所示的接地开关机构的局部侧视图；以及

图9为使变压器系统断开和接地的示例性方法的流程图。

除非另外指出，否则本文提供的附图意在示出本公开的实施例的特征。这些特征认作是适用于包括本公开的一个或多个实施例的多种系统。因此，附图不意在包括本领域的普通技术人员已知的实施本文公开的实施例所需的所有常规特征。

零件清单

10坐标系

100电气封壳

102变压器隔间

104断路器隔间

105负载侧电力线

106变压器隔间门

107线路侧电力线

108变压器系统

110变压器

111外部面板

112支承框架部件

114外部环境

116电气构件

118内部面板

120孔口

200变压器牵引车

202接合位置

204熔断器组件

205负载侧电力线

206铰链，隔间门

207线路侧电力线

208打开位置

210关闭位置

212壳体

214接地系统

216接地开关机构

217壳体，熔断器

218熔断器

220插脚触点

222第一端，熔断器组件

224接地开关触点

226第二端

228内部宽度，变压器牵引车

230脱离位置，变压器牵引车

232非接地条件，接地开关机构

234接地条件，接地开关机构

236接地线缆

238接地触点

240托架

242接地臂，成对

244接地杆

246接地弹簧

248第一接地臂

250旋转轴

252第一壁，内部

254第二接地臂

256第二壁，内部

258远侧部分

260接地杆槽口

262槽口长度

264纵轴线，旋转臂

266接地杆轴

268旋转方向

270第一滚子通道

272第二滚子通道

274第一滚子

276第二部分

278第二滚子

280推板

282第一接地杆通道

284第二接地杆通道。

具体实施方式

在以下说明书和权利要求中，将参照若干用语，它们应当限定为具有以下意义。

单数形式"一个"、"一种"和"该"包括复数参照，除非上下文清楚地另外指出。

"可选"或"可选地"意思是随后描述的事件或情形可发生或可不发生，且描述包括事件发生的情况以及其不发生的情况。

如本文在说明书和权利要求各处使用的近似语言可用于修饰可允许在不导致其涉及的基本功能的变化的情况下改变的任何数量表达。因此，由一个或多个诸如"大约"、"大致"和"大概"的用语修饰的值不限于指定的准确值。在至少一些情况中，近似语言可对应于用于测量值的器具的精度。这里和说明书和权利要求各处，范围限制可组合和/或互换，此范围被识别且包括包含在其中的所有子范围，除非上下文或语言另外指出。

本文描述了包括变压器牵引车的变压器系统的示例性实施例。变压器牵引车是电气封壳内的一类电气开关装置，其设计成在电气封壳内的操作接合位置与维护脱离位置之间运送变压器。本文所述的变压器牵引车大体上包括壳体和接地开关。壳体构造成接纳多个变压器，它们布置成使得多个变压器中的第一变压器相对于第三方向具有第一定向，且多个变压器中的侧向相邻的第二变压器相对于第三方向具有第二定向，其中第二定向与第一定向相对。接地开关机构具有非接地条件和接地条件，且包括联接到壳体的内部部分的成对接地臂以及在成对接地臂之间延伸的接地杆，成对接地臂构造成沿旋转方向在非接地条件与接地条件之间旋转。在示例性实施例中，接地开关机构构造成在接地臂和接地杆处于接地条件且变压器系统隔间的门打开时使变压器断电。在一个实施例中，变压器牵引车包括沿第一方向延伸的托架，且变压器牵引车构造成沿托架在接合位置与脱离位置之间平移，同时变压器系统隔间关闭。变压器系统通过使用壳体内的变压器的垂直交错布置而便于电气封壳内的有效空间利用，且通过便于使电气封壳内的变压器断电而不使操作者暴露于通电的变压器来便于提高电气封壳的安全性。

图1为电气封壳(例如，电气封壳100)的示例性实施例的透视和局部剖视图。坐标系10包括第一水平x轴线、第二侧向y轴线，以及第三垂直z轴线，三条轴线正交于彼此。在示例性实施例中，电气封壳100包括至少一个变压器隔间102和断路器隔间104。各个变压器隔间102包括至少一个变压器隔间门106，其允许达到电气封壳100的内部，例如，达到变压器系统108(图2中示出)。在示例性实施例中，变压器系统108构造成使用内部构件的空间有效的布置来便于对电能的操纵，同时保持维修的简易性和安全标准。更具体而言，变压器系统108包括多个变压器110(图2中所示)，各个变压器110联接在负载侧电力线105与线路侧电力线107之间，且构造成通过电磁感应在两个或更多个电路之间传递电能。在示例性实施例中，各个变压器110是电压变压器110且改变变压器110的第一内部线圈中的电流，以产生变化的磁场来在变压器110的第二内部线圈中感生第二电压，且增大或减小来自第二内部线圈的输出电压。在备选实施例中，各个变压器110是电流变压器110。在其它备选实施例中，变压器110可为便于变压器系统108如本文所述那样操作的任何类型的变压器110或额外电气构件。

电气封壳100还包括布置在多个支承框架部件112上且联接到其上的多个金属或金属包层外部面板111，且其提供结构支承以及针对存在于电气封壳100外的外部环境114中的条件的保护。另外，在示例性实施例中，电气封壳100的内部包括多个电气构件116，诸如电线、开关装置、开关、连接器和将电气负载装置连接到例如主电力线、电路断路器和变压器所需的各种其它装置。此外，在示例性实施例中，电气封壳100的内部包括一个或多个内部面板118。内部面板118可包括限定穿过其间的一个或多个孔口120。孔口120构造成执行电气封壳100中的许多功能，包括而不限于便于其中的通风以及允许电气封壳100内的多个电气构件116的独立电气构件116之间的连接。

图2为可结合电气封壳100(图1中所示)使用的变压器系统108的示例性实施例的示意性侧视图，示出了处于接合位置202的示例性变压器牵引车200和处于非接地条件232的示例性接地开关机构216。图3为变压器牵引车200(图2中所示)的前视图，示出了示例性变压器110的示例性布置。图4为可结合变压器110(图3中所示)使用的示例性熔断器组件204的示意性侧视图。变压器隔间门106构造成围绕铰链206在打开位置208(图7中所示)与关闭位置210之间旋转。在备选实施例中，变压器牵引车200可包括便于变压器系统108如本文所述那样操作的任何构件。

在示例性实施例中，变压器牵引车200包括壳体212、包括接地开关机构216的接地系统214，以及三个变压器110。在示例性实施例中，变压器110包括单个熔断器组件204，其包括单个熔断器218。壳体212构造成接纳关于第三方向以交错布置定向的变压器110。更具体而言，变压器110中的第一变压器110相对于第三方向具有第一定向，且变压器110中的侧向相邻的第二变压器110相对于第三方向具有第二定向，其中第二定向与第一定向相对。该定向便于将三个变压器110定位在变压器牵引车200内，使得第一变压器110定位成竖直的，第二变压器110定位成上侧向下且沿侧向邻近第一变压器110，且第三变压器110定位成竖直的且沿侧向邻近第二变压器110，三个变压器110的各个熔断器组件204沿单条侧轴线定位。在备选实施例中，变压器110可以以便于变压器系统108如本文所述那样操作的任何方式布置在壳体212内。

在示例性实施例中，熔断器组件204包括熔断器壳体217、定位在熔断器壳体217内的熔断器218、定位在熔断器壳体217的第一端222处的插脚触点220，以及定位在熔断器壳体217的与第一端222相对的第二端226处的接地开关触点224。在示例性实施例中，熔断器218是限流中压熔断器218。在备选实施例中，熔断器218可为便于变压器110如本文所述那样操作的任何类型的熔断器218。熔断器壳体217构造成使熔断器218与外部环境隔离，以将插脚触点220保持在熔断器壳体217的第一端222处，且将接地开关触点224保持在熔断器壳体217的第二端226处。插脚触点220构造成便于线路侧电力线107与熔断器218之间的电连接，且接地开关触点224构造成便于熔断器218与接地系统214之间的电连接。在备选实施例中，熔断器组件204可以以便于变压器系统108如本文所述那样操作的任何方式构造。

变压器110的垂直交错布置便于将三个变压器110包含在各个壳体212内，同时满足电气与电子工程师协会(ieee)紧凑开关装置标准。更具体而言，满足ieee紧凑开关装置标准的变压器牵引车200具有六百五十毫米的内部宽度228。各个变压器110具有二百三十五毫米的外部宽度。定位成沿侧向邻近彼此且相对于第三方向带有相同定向的三个变压器110将具有七百零五毫米的总体宽度(即，大于内部宽度228)，这将不会允许三个变压器配合在满足ieee紧凑开关装置标准的变压器牵引车内。使用本文公开的垂直交错构造便于将三个变压器110接纳在满足ieee紧凑开关装置标准的变压器牵引车200内，且其沿单条侧轴线定位各个熔断器组件204来便于使用单个接地开关机构216。在备选实施例中，变压器牵引车200可构造成接纳以便于变压器系统108如本文所述那样操作的任何方式布置的任何数目的变压器110。

图5为变压器系统108(图2中所示)的示意性侧视图，示出了处于脱离位置230的变压器牵引车200和处于非接地条件232的接地开关机构216。图6为接地开关机构216(图5中所示)的局部侧视图。图7为变压器系统108(图2中所示)的示意性侧视图，示出了处于脱离位置230的变压器牵引车200和处于接地条件234的接地开关机构216。图8为接地开关机构216(图7中所示)的局部侧视图。在示例性实施例中，参看图1-8，托架240联接在变压器隔间102与壳体212之间，且构造成便于变压器牵引车200沿第一方向在接合位置202与脱离位置230之间移动，其中"接合"意思是插脚触点220与线路侧电力线107电接触，且"脱离"意思是插脚触点220未与线路侧电力线107电接触。接地系统214包括接地线缆236，其电联接在邻近托架240的接地触点238与接地开关机构216之间，且构造成用作地极以用于使开关机构216接地。在备选实施例中，变压器牵引车200可以以便于变压器系统108如本文所述那样操作的任何方式构造。

在示例性实施例中，接地开关机构216包括成对接地臂242、接地杆244和成对接地弹簧246。接地臂242包括第一接地臂248和第二接地臂254，第一接地臂248联接到与壳体212的内部第一壁252联接的旋转轴250，且第二接地臂254联接到与内部第一壁252对面的壳体212的内部第二壁256联接的另一个旋转轴250。接地杆244在第一接地臂248与第二接地臂254的远侧部分258之间延伸。第一接地臂248和第二接地臂254的远侧部分258包括接地杆槽口260，其沿第一接地臂248和第二接地臂254的纵轴线264延伸槽口长度262。成对杆轴266沿第二方向从接地杆244的相对端延伸，且构造成接合第一接地臂248和第二接地臂254的相应接地杆槽口260。第一接地臂248和第二接地臂254构造成沿旋转方向268围绕杆轴266在接地条件234与非接地条件232之间旋转。接地弹簧246构造成将力施加在接地臂242上以引起接地臂242朝非接地条件232偏置。在备选实施例中，接地开关机构216可包括任何构件，且以便于变压器系统108如本文所述那样操作的任何方式构造。

在示例性实施例中，壳体212包括联接至内部第一壁252的第一滚子通道270和联接至内部第二壁256的第二滚子通道272。第一滚子274联接至第一接地臂248的第二部分276，且第二滚子278联接至第二接地臂254的第二部分276。第一滚子274构造成由第一滚子通道270接纳，且第二滚子278构造成由第二滚子通道272接纳，以便于沿围绕接地杆轴266的旋转方向268在接地条件234与非接地条件232之间的整个行进范围约束接地臂242。推板280联接至变压器隔间门106，且构造成在变压器隔间门106处于关闭位置210且在变压器牵引车200处于脱离位置230时将接地开关机构216保持在非接地条件232。更具体而言，推板280构造成引起接地臂242沿旋转方向268旋转，使得在变压器牵引车200处于非接地条件232且变压器隔间门106处于关闭位置210时，第一滚子274和第二滚子278保持和/或接纳在第一滚子通道270和第二滚子通道272的相应一个内。在备选实施例中，接地臂242可在变压器牵引车200的操作期间以便于变压器系统108如本文所述那样操作的任何方式受约束。

在示例性实施例中，壳体212包括第一接地杆通道282和第二接地杆通道284，其构造成保持接地杆244且便于接地杆244沿第一方向平移。第一接地杆通道282联接至壳体212的内部第一壁252，且第二接地杆通道284联接至与内部第一壁252侧向相对的内部第二壁256。第一接地杆通道282和第二接地杆通道284沿第一方向延伸。接地开关机构216构造成使得，在变压器隔间门106处于关闭位置210时，接地杆244在变压器牵引车200从接合位置202到脱离位置230的整个行进范围中与熔断器组件204的接地开关触点224间隔开。如本文所述，接地开关机构216在变压器牵引车200处于脱离位置230且变压器隔间门106处于打开位置208时沿旋转方向268旋转，引起接地杆244沿第一方向朝熔断器组件204移动，直到产生与接地开关触点224的接触，从而使熔断器组件204内的熔断器218断电和/或接地。

在示例性实施例中，参看图1-8，接地开关机构216在变压器隔间102内的变压器牵引车200的整个运动范围中保持在非接地条件232，同时变压器隔间门106处于关闭位置210(如本文所述)。变压器系统108由于能够使变压器牵引车200从接合位置202移动到脱离位置230而不打开变压器隔间106而便于改善使用者的安全性，从而将使用者与变压器隔间102内的电能隔离。在变压器牵引车200处于脱离位置230时打开变压器隔间门106便于接地开关机构216从接地条件234移动到非接地条件232，从而使变压器110断电和/或接地(如本文所述)。

图9为可用来使用变压器系统108(图2中所示)使变压器110断电和/或接地的示例性方法300的流程图。参看图1-8，方法300包括使变压器牵引车200沿托架240从接合位置202移动302到脱离位置230。变压器牵引车200包括壳体212和接地开关机构216。壳体212储存多个变压器110，其包括相对于由变压器牵引车200限定的第三方向具有第一定向的第一变压器110，以及相对于第三方向具有第二定向的侧向相邻的第二变压器110，其中第二定向与第一定向相对。接地开关机构216可在非接地条件232与接地条件234之间切换，且包括成对接地臂242和接地杆244。各个接地臂242联接到壳体212的相应内部部分，且可在非接地条件232与接地条件234之间旋转。接地杆244在成对接地臂242之间延伸。方法300还包括将接地开关机构216从非接地条件232切换304至接地条件234以引起接地杆244接触多个变压器110上的接地触点238。

本文所述的实施例包括变压器系统，其包括变压器牵引车。变压器牵引车是电气封壳内的一类电气开关装置，其设计成在电气封壳内的操作接合位置与维护脱离位置之间运送变压器。本文所述的变压器牵引车大体上包括壳体和接地开关。壳体构造成接纳多个变压器，它们布置成使得多个变压器中的第一变压器相对于第三方向具有第一定向，且多个变压器中的侧向相邻的第二变压器相对于第三方向具有第二定向，其中第二定向与第一定向相对。接地开关机构具有非接地条件和接地条件，且包括联接到壳体的内部部分的成对接地臂以及在成对接地臂之间延伸的接地杆，成对接地臂构造成沿旋转方向在非接地条件与接地条件之间旋转。在示例性实施例中，接地开关机构构造成在接地臂和接地杆处于接地条件且变压器系统隔间的门打开时使变压器断电。在一个实施例中，变压器牵引车包括沿第一方向延伸的托架，且变压器牵引车构造成沿托架在接合位置与脱离位置之间平移，同时变压器系统隔间门关闭。变压器系统通过使用壳体内的变压器的垂直交错布置而便于电气封壳内的有效空间利用，且通过便于使电气封壳内的变压器断电和/或接地而不使操作者暴露于通电和/或非接地的变压器来便于提高电气封壳的安全性。

本文所述的方法、系统和设备的示例性技术效果包括以下至少一者：a)改善电气封壳内部空间使用效率，b)减少操作者到通电的电气构件的暴露，c)提高接地设备的有效性，以及d)提高变压器牵引车的可靠性。

上文详细描述了变压器牵引车和使用变压器牵引车的方法的示例性实施例。变压器牵引车和方法不限于本文所述的特定实施例，而是，变压器牵引车的构件和/或方法的操作可独立地且与本文所述的其它构件和/或操作分开来使用。此外，所述构件和/或操作也可限定在其它系统、方法和/或装置中或与其它们组合使用，且不限于仅关于本文所述的变压器牵引车和系统实施。

本文所示和所述的公开内容的实施例的操作的执行或进行的顺序不是必需的，除非另外指出。即，操作可以以任何顺序执行，除非另外指出，且本公开内容的实施例可包括多于或少于本文公开的那些的操作。例如，构想出了在另一个操作之前、与其同时或之后执行或进行特定操作在本公开内容的方面的范围内。

尽管本公开内容的各种实施例的特定特征可在一些附图中示出且在其它附图中未示出，但这仅是为了方便。根据本公开内容的原理，附图的任何特征可与任何其它附图的任何特征组合来参照和/或要求保护。

该书面描述使用示例来公开本公开内容，包括最佳模式，并且还使本领域技术人员能够实施本公开内容，包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何并入的方法。本公开内容可申请专利的范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它示例。如果这些其它示例具有不与权利要求的字面语言不同的结构元件，或者如果它们包括与权利要求的字面语言无实质差异的等同结构元件，则意在使这些其它示例处于权利要求的范围内。