专利名称：带有组合在内的断路开关的户外套管的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于将空气绝缘的高压线连接在处于地电位的气体封闭的外壳内的构件上的户外套管，该户外套管包括一些用于将户外套管气密地连接在外壳上的固定器件以及一个通过一空心绝缘子与固定器件气密地连接的用于连接高压线的户外接头，其中，导电的连接器件在绝缘子内在户外接头与一个用于连接所述构件的内部接头之间延伸。
由DE 10032656A1已知一种这样的户外套管。在那里已公开的户外套管具有一个用于承接一空气绝缘的高压电缆的高压接头以及具有一些用于将户外套管气密地安装在接地的金属外壳上的固定器件。在固定器件与高压接头之间设一空心圆柱形绝缘子，沿其纵向延伸一个电导体。此已知的户外套管仅用于将一空气绝缘的高压线与装在一接地外壳内的构件连接，为了减小外壳的结构体积在外壳内填充耐高压的绝缘气体。
EP 1207601A2公开了一种气体封闭的带一些开关的配电装置，所述开关固定在金属外壳上。开关具有一个用于容纳开关触头的空心圆柱形绝缘子。所述金属外壳在工作时处于高压电位，以及由于此原因安装在一绝缘的支架上。为了将驱动运动从处于地电位的驱动电机传递到处于高压电位的开关上，采用了一个复杂的传输机构。
由德国实用新型DE 29614799U1已知一种配电装置，它具有一个安装在一支架上的外壳，以用于包封一个断路器。为了避免在处于高压电位的断路器与处于地电位的外壳之间的间距过大，给所述外壳填充六氟化硫。此外，六氟化硫用作灭弧气体用于熄灭在断路器的触头分离时引起的电弧。此外，在外壳上设有互相倾斜叉开的接管，用于连接高压线的户外套管固定在这些接管上。为了在经历了较长的时间后仍能可靠地保持高的电压差，在接管内设有断路开关，它们的触头在通过断路器的电流断开后无电流地彼此分离。
本发明所要解决的技术问题是提供一种前言所述类型的户外套管，它除了单纯从空气绝缘过渡到接地外壳的保护气体绝缘地连接高压线外，借助其连接器件还提供一些附加的功能。
上述技术问题按照本发明是这样得以解决的，即，所述连接器件具有一个断路开关。
通过在绝缘子内设一断路开关，所述户外套管除了单纯从空气绝缘的高压线向在接地外壳内部的气体封闭的构件过渡衔接外，还能承担分离功能。按照本发明可以取消在外壳内设置断路开关。这提高了外壳的紧凑性。按照本发明的户外套管的尺寸可以与在工作时在处于地电位的固定器件与高压接头之间存在的电压相协调并因而相应于普通户外套管的尺寸。断路开关与绝缘子内壁之间的距离可以设计为任意小，无需担心户外套管的局部放电或电压击穿。此外，按照本发明还可以不受断路开关的类型或数量限制地设计处于地电位的外壳。例如没有断路开关的配电装置外壳可以制造成与一种规定用于例如包括两个断路开关的配电装置的外壳有相同的尺寸。
所述绝缘子相宜地用硬瓷或绝缘的复合材料，例如带有硅酮套的织物管制成。
所述绝缘子有利地设计为空心圆柱体形。
所述户外接头相宜地设在空心圆柱形绝缘子端侧以及具有一个借助恰当的接合剂例如胶粘剂与绝缘子气密地连接的密封帽。所述断路开关相宜地设在绝缘子中央，所以在绝缘子与断路开关之间各方向具有相同的距离。所述固定器件相宜地设在绝缘子背离户外接头那一端，以及同样通过接合剂，亦即胶粘剂、油灰等与绝缘子连接。
有利地设置用于将断路开关固定在绝缘子内的绝缘支承器件。这些支承器件将断路开关保持在绝缘子内以及机械地与工作时处于地电位的固定器件连接。为了保持在断路开关与固定器件之间存在的电压，所述支承器件用一种绝缘材料如浇注树脂、纤维增强的塑料或其他恰当的陶瓷制造。
按照一项与之有关的有利的扩展设计，所述支承器件是透气的。因此，当将户外套管安装到气密的外壳上之后只构成一个气腔，这一气腔由所述金属外壳的内腔和与此内腔连通的户外套管的空腔组成。因此，为了监测装配后的密封性只需要作一次密封性检验。例如支座绝缘子适用于作为透气的支承器件，它们一侧与固定器件连接以及另一侧与和断路开关固定连接的构件连接。断路开关借助支座绝缘子支承在固定器件上。
与之不同，所述支承器件是气密的。在本发明的这种实施方式中，即使在装配后仍通过户外套管构成一个单独的气腔，该气腔可以填充一种单独的与外壳的气体无关的气体。例如户外套管的气体可以与填充所述外壳的气体不同。例如不透气的屏形绝缘件(Schottdurchführung)适用于作为气密的支承器件。
所述断路开关有利地具有在端侧互相对置的触头，其中，所述断路开关通过引入提升运动可从一实现电流流通的接触位置转移到一断开位置，在该断开位置，在所述触头之间提供一个电绝缘的断路间隔。按照本发明的此项相宜的改进方案，所述断路开关在其设计结构方面基本上类似于一个沿轴向延伸的均匀圆柱形导体，所以可以利用在其内部没有断路开关的已知的高压套管的相关经验。这既适用其尺寸设计，也适用所采用的材料。
所述断路开关相宜地具有一个位置固定的内插触头和一个通过一空心的连接导体固定地支承在所述固定器件上的滑动触头，其中，为了与内插触头触点接通而设有一个由所述滑动触头运动导引的触销，该滑动触头通过设在所述连接导体内的驱动装置来驱动。设在空心连接导体内的驱动装置被该空心连接导体包封，从而即使在驱动运动期间也能避免在驱动装置的角和棱边处出现电压峰值并由此避免局部放电。此外，断路开关有两个固定触头，它们可通过简单的方式固定。因此避免触头在固定器件上复杂的运动支承装置。
在本发明另一项恰当的扩展设计中，采用至少一根用于将驱动运动引入到所述断路开关内的驱动轴。其中，每根驱动轴借助于一相宜的枢轴承安装在所述固定器件内，其中，恰当的密封器件保证驱动轴气密地例如穿过固定器件的外壁。按照本发明的这一实施形式，可以通过旋转运动将驱动运动引入到户外套管的在工作时气体绝缘的内部。
按照本发明的一项恰当的改进方案，设有一个用绝缘材料制成的绝缘摇杆，用于将驱动运动引入到所述断路开关内。绝缘摇杆机械地例如与一耦合杆连接，该耦合杆在其背对绝缘摇杆的端部设计一触销，在断路开关处于接触位置时，触销在断路开关的触头之间建立导电连接。绝缘摇杆将旋转运动转变为直线运动或提升运动作为驱动运动，并将平移运动引入断路开关中，在这里断路开关相应地设计为移动式开关。
有利地设一接地开关。该接地开关与所述固定器件连接并有一个触销，在一接地位置该触销与一个和断路开关电连接的导体触点接通。为了驱动接地开关，相宜地设一根安装在所述固定器件内的接地轴。该接地轴例如通过电动或手动来驱动。
在一种优选的实施方式中，所述固定器件具有一个中间壳体，它限定了一个扩展所述绝缘子的空腔的中间空腔。该中间壳体例如与一些连接器件连接，这些连接器件与绝缘子连接。在这里所述连接器件可以涉及一个与绝缘子粘结的法兰连接装置。中间壳体例如通过螺钉与连接器件固定连接。与之不同，所述中间壳体成形在所述连接器件上并与之构成一个整体。在这里，全部固定器件用一种金属材料例如铝制成。因此，此中间壳体为固定接地开关或为支承绝缘摇杆提供所需要的机械稳定性。
所述中间壳体恰当地包括一个有弯曲形状的拐角形壳体。一种弯曲的形状尤其是当在外壳上固定多个户外套管时是有利的，以便在它们的户外接头之间提供必要的间距。
所述户外套管有利地具有一个在二次侧处于地电位的电流互感器。在这里，电流互感器设在固定器件的区域内，所以即使在户外套管工作期间也能保证二次侧需要的地电位。若电流互感器是一个外加式电流互感器便获得了另一些优点它即使在户外套管固定安装时也能方便地，亦即通过简单地从绝缘子上拔出，而无需打开气腔便可从绝缘子上拆除。
所述固定装置相宜地为了避免局部放电而与一些场控制元件电连接。
此外，一个显示元件可有利地用于显示断路开关的状态。
有利地设至少一个支承在所述固定器件上的驱动单元用于产生驱动运动。因此，按本发明的户外套管可以作为同步生产的单个构件与以后用途无关地制造。
下面参见附图对本发明实施方式的说明给出本发明其他恰当的设计和优点，附图中相同的附图标记表示作用相同的构件，附图中
图1用剖切侧视图表示按照本发明的户外套管的一种实施方式；图2用剖切侧视图表示按照本发明的户外套管的另一种实施方式；图3用剖切侧视图表示按照本发明的户外套管的另一种实施方式；以及图4用剖切侧视图表示按照本发明的户外套管的另一种实施方式。
图1表示按照本发明的户外套管1的一种实施方式，该户外套管1具有一个设计为空心圆柱形的绝缘子2，该绝缘子2带有一个用于安放断路开关4的空腔3。断路开关4由一个固定的内插触头5和一个同样固定的滑动触头6组成。内插触头5通过一触杆7与一户外接头8连接。户外接头8安置在绝缘子2的端侧并具有一个借助胶粘剂与绝缘子2气密地连接并气密地封闭绝缘子4的空腔3的密封帽9。
一触销10在滑动触头6内运动导引，在这里，滑动触头6通过一空心连接导体11与图中没有表示出的作为内部接头的插塞触头电连接，所以当触销10如图1所示插入到内插触头5中后，在户外套管8与插塞触头之间建立了导电连接。换句话说，触杆7、内插触头5、触销10、滑动触头6和连接导体11构成了连接器件，它们使户外接头8在触销10处于插入到内插触头5内的接触位置中时与插塞触头导电连接。
在绝缘子2的背对户外接头8那一端设有固定器件，在图示的实施方式中它包括一中间壳体2和一作为连接器件的法兰连接装置13，在这里，绝缘子2与法兰连接装置13固定地粘结。用铝制成的固定器件设计成管状以及沿绝缘子2的长度尺寸方向直线地延伸。中间壳体12与法兰连接装置13用螺钉固定连接。
为了将开关引入到所述触销10内，采用一个设在中间壳体12内的不导电的绝缘摇杆14，在这里，侧向的固定盖15用于气密地封闭一个由中间壳体12限定的中间空腔16。此中间空腔16是空腔3的一部分。
为了将滑动触头6通过连接导体11固定在高压户外套管1内，设有一个气密的屏形绝缘件17作为支架，它固定地安装在中间壳体12与图中未表示出的外壳的一个接地接管18之间。在这里连接杆11在中央通过屏形绝缘件17伸出，其中在图1中不能看到的密封器件保证连接杆11通过屏形绝缘件17的气密连接。因此通过空腔3构成了一个单独且气密的气腔，该气腔可以填充灭弧或绝缘气体，例如六氟化硫。
所述屏形绝缘件17用一种绝缘材料制成，例如浇注树脂。
户外接头8规定用于连接空气绝缘的高压线，而外壳的接管18处于地电位。为了避免在固定器件(12、13)的角和棱边处基于高电场强度而出现电压峰值，设有场控制元件19。此外，可以看到一个普通的外加式电流互感器20，该外加式电流互感器与管状绝缘子2同心地安装。在这里，外加式电流互感器的二次侧与所述固定器件连接，所以在工作时为外加式电流互感器20提供必要的地电位。
为了将驱动运动从绝缘摇杆14传递到触销10上而设有一耦合杆21，该耦合杆21铰接在绝缘摇杆14上以及在其背对绝缘摇杆14的端部通过一触销导引装置22与触销10固定地连接。可以看出，触销10和触销导引装置22装在空心连接导体11的内部，由于此原因空心连接导体11除了单纯的电连接外还起到用于触销10以及驱动器件20、21、21的导引装置的作用。此外，通过连接导体的包封避免了在驱动器件20、21、22的角和棱边处发生局部放电。
为了能实现绝缘摇杆14的运动，连接导体11具有一个与绝缘摇杆14对置的侧向孔23。
此外，绝缘摇杆14与驱动轴24防旋转地连接，该驱动轴通过一个恰当地配备有密封器件的枢轴承从中间壳体13伸出。通过旋转所述驱动轴24，将绝缘摇杆14转移到一图1中所示的分离位置25，在此分离位置触销10从内插触头中拔出，所以在内插触头5与滑动触头6之间提供一个断路间隔。
另外，在固定盖15上和与绝缘摇杆20对置处可以看到一个接地开关26，它在打开断路开关4后用于将该断路开关4接地。为此，接地开关26在一个处于连接导体11电位的接地触头27与处于地电位的金属中间外壳12之间建立导电连接。为了驱动接地开关26，设一根从中间壳体12中伸出的接地轴28。
还可以看到一个固定在中间壳体12上的驱动箱29，其产生用于驱动轴24和接地轴27的驱动运动。
图2表示按照本发明的户外套管1另一种实施方式，它与图1所示的实施方式不同没有在中间壳体12内的接地开关26。连接导体11以及进而滑动触头6借助一个用绝缘材料如浇注树脂制成的支座绝缘子30固定在中间壳体12上，而不是通过一个气密的屏形绝缘体。为此，支座绝缘子30支承在固定盖15上并与连接杆11固定地连接。此支座绝缘子30设计成一透气的支架，所以增加了中间空腔16的空腔3与外壳18的内部容积连通。
图3表示按照本发明的户外套管1另一种实施方式，其中，中间壳体12由一个弯曲的拐角形壳体31和一个传动装置壳体32组成。传动装置壳体32规定用于容纳绝缘摇杆14和接地开关26，而在拐角形壳体31内设有一个带有保险片34的过滤器33。此外在图3中还可看到一个作为内部接头的插塞触头35。若在一个外壳上固定多个户外套管1，则中间壳体12的这种弯曲的形状是有利的，由此可以在它们的户外接头8之间提供在空气环境下避免电压击穿所需的间距。
在图3所示的实施方式中，中间壳体12的传动装置壳体32和拐角形壳体31设计为单独的构件。此外，一个气密的屏形绝缘件17用于支承断路开关4。
图4表示按照本发明的户外套管1的另一种实施方式，其中，连接器件13、拐角形壳体31和传动装置壳体32以及因而中间壳体12设计成一体式的。在这里，一个透气的支座绝缘子30用于支承断路开关14。
权利要求
1.一种用于将空气绝缘的高压线连接到处于地电位的气体封闭的外壳(18)内的构件上的户外套管(1)，其包括用于将所述户外套管(1)气密地连接在所述外壳(18)上的固定器件(12、13)以及一个通过一空心绝缘子(2)与所述固定器件(12、13)气密地连接的用于连接高压线的户外接头(8)，其中，导电的连接器件(4、7、11)在所述绝缘子(2)内在所述户外接头(8)与一个规定用于连接所述构件的内部接头(35)之间延伸，其特征为所述连接器件具有一个断路开关(4)。
2.按照权利要求1所述的户外套管(1)，其特征在于用于将所述断路开关(4)支承在所述固定器件(12、13)上的绝缘的支承器件(17、30)。
3.按照权利要求2所述的户外套管(1)，其特征为所述支承器件(30)是透气的。
4.按照权利要求2所述的户外套管(1)，其特征为所述支承器件(17)是气密的。
5.按照权利要求1至4中任一项所述的户外套管(1)，其特征为所述断路开关(4)具有在端侧互相对置的触头(5、6)，其中，所述断路开关(4)通过引入一提升运动可从一允许电流流通的接触位置转移到一分离位置，在该分离位置，在所述触头(5、6)之间提供一个电绝缘的断路间隔。
6.按照权利要求5所述的户外套管(1)，其特征为所述断路开关(4)具有一个位置固定的内插触头(5)和一个通过一空心连杆(11)固定地支承在所述固定器件(12、13)上的滑动触头(6)，其中，为了与所述内插触头(5)触点接通而设有一个由所述滑动触头(6)运动地导引的触销(10)，该滑动触头通过设在连接导体(11)内的驱动装置驱动。
7.按照权利要求1至6中任一项所述的户外套管(1)，其特征在于至少一根用于将驱动运动引入到所述断路开关(4)内的驱动轴(24、28)，其中，每根驱动轴(24、28)安装在所述固定器件(12、13)内。
8.按照权利要求1至7中任一项所述的户外套管(1)，其特征在于一个用绝缘材料制成的绝缘摇杆(14)，它用于将驱动运动引入到所述断路开关(4)内。
9.按照权利要求1至8中任一项所述的户外套管(1)，其特征在于一个接地开关(26)。
10.按照权利要求1至9中任一项所述的户外套管(1)，其特征为所述固定器件(12、13)具有一个中间壳体(12)，该中间壳体限定一个扩展了所述绝缘子(2)空腔(3)的中间空腔(16)。
11.按照权利要求10所述的户外套管(1)，其特征为所述中间壳体(13)包括一个具有弯曲走向的拐角形外壳(31)。
12.按照权利要求1至11中任一项所述的户外套管(1)，其特征在于一个二次侧的处于地电位的电流互感器(20)。
13.按照权利要求1至12中任一项所述的户外套管(1)，其特征为所述固定器件与用于避免局部放电的场控制元件(19)电连接。
14.按照权利要求1至13中任一项所述的户外套管(1)，其特征在于一个用于显示所述断路开关(4)的状态的显示元件。
15.按照权利要求1至14中任一项所述的户外套管(1)，其特征在于至少一个支承在所述固定器件上的驱动单元(29)，用于产生驱动运动。
全文摘要
本发明涉及一种用于将空气绝缘的高压线连接在处于地电位的气体封闭的外壳(18)内的构件上的户外套管(1)，其包括一些用于将户外套管(1)气密地连接在外壳(18)上的固定器件(12、13)以及一个通过一空心绝缘子(2)与固定器件(12、13)气密地连接的用于连接高压线的户外接头(8)，其中，导电的连接器件(4、7、11)在绝缘子(2)内在户外接头(8)与一个规定用于连接所述构件的内部接头(35)之间延伸。本发明的目的是提供一种此类型的户外套管，它除了单纯从空气绝缘到接地外壳的保护气体绝缘地连接高压线外，借助其连接器件还提供一些附加的功能。为此本发明建议，所述连接器件具有一个断路开关(4)。
文档编号H02B5/06GK1795594SQ200480014446
公开日2006年6月28日 申请日期2004年5月3日 优先权日2003年6月2日
发明者曼弗雷德·迈纳兹 申请人:西门子公司