专利名称：一种气体绝缘金属封闭开关设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种气体绝缘金属封闭开关设备，是高压输变电系统中的关键设备，是对电力系统进行线路测量、控制、保护检修和调峰用，属于高压开关
背景技术：
常规的气体绝缘金属封闭开关设备主要有断路器、隔离开关、接地开关、电流互感器、电压互感器、避雷器、母线和出线元件等组成，它们是独立的元件，之间通过标准件连接组合到一起，其缺点有——断路器的灭弧单元采用压气式结构，该结构必须配用较大的操作功来完成动作；——断路器的动作通过一种气动装置来完成，而这种装置的动作必须配有一个压缩空气站作为动力源并通过铺设一定长度的管路，将气源送到这种气动装置中，管路的铺设容易造成压缩空气漏气，导致气动装置无法达到动作的压力值，此外压缩空气站的放置造成设备占地面积大、设备造价高；——隔离开关整体尺寸较大且通用性较差；——密封轴结构复杂；——电压互感器与电缆终端箱未组合到一起；——母线结构尺寸大，占地面积大；——大容量母线连接结构复杂。
发明内容
本实用新型的目的是发明一种占地面积小，电站建设成本低，结构简单，降低操作功，提高设备通用化、复合化的气体绝缘金属封闭开关设备。
为实现以上目的，本实用新型的技术方案是提供一种气体绝缘金属封闭开关设备，其特征在于，由三极相互平排的气体绝缘金属封闭开关组成，每一个气体绝缘金属封闭开关由断路器、底架、电流互感器、母线隔离开关、支架、主母线、
接地开关、两个母线隔离开关、连接母线、电压互感器、电缆终端连接箱组成，底架置于基础上，可旋转的断路器垂直与底架连接，两个相互平行的电流互感器一端分别垂直设于断路器的上下两个出线端，上侧出线电流互感器的另一端与具有出线功能的两个母线隔离开关连接，两个母线隔离开关的下端两侧分别设有一个接地开关，在母线隔离开关的另一端与连接母线连接，连接母线末端垂直连接电压互感器，上侧出线电流互感器、母线隔离开关和连接母线设于同一中心线上，电压互感器的下端设有电缆终端连接箱，电缆终端连接箱引出高压电缆，可调的电缆终端连接箱固定在支架上，电压互感器、电缆终端连接箱和支架设于同一中心线上，所述的断路器下侧出线端的电流互感器的另一端连接两个连接到一起的母线隔离开关，下侧出线端的电流互感器和两个连接到一起的母线隔离开关设于同一中心线上，在外侧母线隔离开关的另一端连接接地开关，两个母线隔离开关下端分别与两个相互平行的主母线垂直连接，可调的主母线固定在支架上。
本实用新型将断路器的压气式灭弧结构改为自能式灭弧结构，使操作功减小，将气动装置改为弹簧操动装置，取消了气源设备，使设备布置更加紧凑，使电站面积大大缩小，降低了电站建设资金投入，同时缩小了隔离开关的外形尺寸，增强了结构的通用性，简化了密封轴结构，使设备更加简单可靠，便于产品的制造，将电压互感器与电缆终端箱组合到一起，简化了母线连接结构，缩小了外形尺寸，使设备更加紧凑。
本实用新型的优点是占地面积小，电站建设成本低，结构简单，降低操作功，提高设备通用化、复合化。
图1为一种气体绝缘金属封闭开关设备外形结构示意图；图2为一种气体绝缘金属封闭开关设备俯视图；图3为一极气体绝缘金属封闭开关结构示意图；图4为断路器结构示意图；图5为电流互感器结构示意图；图6为母线隔离开关6a开关结构示意图；
图7为母线隔离开关6aH向结构示意图；图8为接地开关结构示意图；图9为母线隔离开关6b开关结构示意图；图10为主母线结构示意图；图11为连接母线结构示意图；图12为电缆终端连接箱14结构示意图；图13为实施例2气体绝缘金属封闭开关设备外形结构示意图；图14为实施例3气体绝缘金属封闭开关设备外形结构示意图；图15为实施例4气体绝缘金属封闭开关设备外形结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
实施例1如图1、2、3所示，为一种气体绝缘金属封闭开关设备结构示意图，所述的由三极相互平排的气体绝缘金属封闭开关1组成，每一个气体绝缘金属封闭开关1由断路器2、底架3、电流互感器4、母线隔离开关6a、6b、支架7、主母线8a、8b、接地开关9、两个母线隔离开关11、连接母线12、电压互感器13、电缆终端连接箱14组成，用金属型材做成的底架3安装在基础10上，可旋转的断路器2垂直与底架3连接，这种连接是可调节连接，两个相互平行的电流互感器4一端分别垂直安装在断路器2的上下两个出线端，上侧出线电流互感器4的另一端与具有出线功能的两个母线隔离开关11连接，两个母线隔离开关11的下端两侧分别安装一个接地开关9，在母线隔离开关11的另一端与连接母线12连接，连接母线12末端垂直连接电压互感器13，上侧出线电流互感器4、母线隔离开关11和连接母线12设于同一中心线上，电压互感器13的下端设有电缆终端连接箱14，电缆终端连接箱14引出高压电缆15，可调的电缆终端连接箱14固定在支架16上，这种固定是一种可调节固定，电压互感器13、电缆终端连接箱14和支架16设于同一中心线上，所述的断路器2下侧出线端的电流互感器4的另一端连接两个连接到一起的母线隔离开关6a、6b，下侧出线端的电流互感器4和两个连接到一起的母线隔离开关6a、6b设于同一中心线上，在外侧母线隔离开关6a的另一端连接接地开关9，两个母线隔离开关6a、6b下端分别与两个相互平行的主母线8a、8b垂直连接，可调的主母线8a、8b固定在支架7上。
断路器2每极外壳上部出线通常可以绕极轴旋转90°或180，由于断路器2每极都有独立的驱动装置，因此每极可以有不同方向的出线。
如图4所示，为断路器2结构示意图，所述的断路器2的外壳17中心上端的静触头20通过固定绝缘子21与盖板22连接，盖板22上安装防爆炸片23，静触头20通过右侧垂直安装的触头装置24与电流互感器4的滑动导体28连接，静触头20下端安装动触头装置25，动触头装置25通过固定绝缘子26与外壳17底部法兰27连接，静触头20、动触头装置25分别通过右侧垂直安装的触头装置24与电流互感器4的滑动导体28连接，动触头装置25中心安装绝缘操作杆18，绝缘操作杆18的上端设有动触头19，绝缘操作杆18的下端连接驱动装置5，驱动装置5安装在外壳17的下端，外壳17、静触头20、动触头装置25和驱动装置5设于同一中心线上，外壳17间隙中装满SF6气体。
触头装置25通过触头装置24将电流、电压传递到断路器2的下部，并在断路器合闸时接通工作电流，驱动装置5通过力的转换将力传递到绝缘操作杆18上，绝缘操作杆18推动动触头装置25中的动触头19向上运动，安装时固定在盖板24上的灭弧单元上部从上方吊入外壳中。
如图5所示，为电流互感器结构示意图，所述的电流互感器4包括一个气密的金属外壳29及装在其内部的一次导体28、二次线圈30、屏蔽筒36，用螺栓将屏蔽筒36固定在外壳29内，在屏蔽筒36的上面可以放1～5只二次线圈30，为了使二次线圈30装在屏蔽筒36上不会因震动而发生位移，在二次线圈30的上部用一套固定在屏蔽筒36上的金属夹具31将其固定，在屏蔽筒36的中心穿过一根一次导体28，一次导体28的一端与断路器2连接，另一端通过接触组件37、38、39、40和连接母线12连接，在电流互感器4工作时，当电流通过高电位的一次导体28时，在二次线圈30感应出低电位的二次电流，并通过电流引出线32引出，电流引出线32通过固定在一个绝缘子33的连接导线34上，将该电流信号引到外部，绝缘子99用螺栓与金属外壳29气密连接。且外部用一个金属罩子35罩起来。
如图6、7所示，为母线隔离开关结构示意图，所述的母线隔离开关6a的壳体43左侧导体57穿过的绝缘子56通过法兰58和盖板59与壳体43的孔41用螺栓气密连接，在盖板59外侧装有另一个用来固定盖板59的法兰60，并垂直与绝缘拉杆61连接，绝缘拉杆61穿过屏蔽罩55连接驱动装置62，屏蔽罩55内安装可垂直方向运动的动触头49，导体47固定在导体42上，导体42与电流连接导体57连接，在导体47上安装一个活动触头48，通过导体47连接动触头49，以便电流从隔离开关的导体47流到动触头49上，动触头49、活动触头48均处于同一轴线上，导体51穿过的绝缘子53通过法兰54与壳体43下端连接，导体51的上端安装触头座50，导体47和触头座50外表面均应圆滑过渡，以利于电场分布，触头座50靠近屏蔽罩55一端安装一个与动触头48相匹配的静触头52，用一个有电界作用的屏蔽罩55和静触头52之间设有断开距离，当隔离开关6a打开时，屏蔽罩55和静触头52之间有一定的断开距离，能耐受运行时加在此部位上的全部电压，壳体43的右侧通过法兰46与接地开关9连接，壳体43的上端通过法兰44与端盖45连接，电流连接导体57、51在运行中处于高电位，并与产品的金属外壳绝缘。
当隔离开关6a接通时，通过隔离开关驱动装置62操动的绝缘拉杆61使动触头48沿垂直轴线方向运动到与静触头52接触，由于在屏蔽罩55和静触头52之间的工频电压在隔离开关接通过程中产生电压预击穿，通过屏蔽罩55和静触头52的几何结构，可以把屏蔽罩55和静触头52之间由工频电压所引起的动触头49和静触头52间的电压预击穿电弧完全控制，不会扩展到外壳43，隔离开关驱动装置62设计成在任何情况下都能可靠地使动触头49运动到预定的接通位置，这样就保证了在额定电流下的触头可靠通电，同样隔离开关断开也无问题。
如图8所示，为接地开关结构示意图，所述的接地开关9的壳体66内设有同心布置的触头座67，该触头座67内壁设有连接触指64和两个园环68，动触头69安装在触头座67的中心，一端与带有屏蔽罩63的接触装置62连接，接地开关壳体66的末端设有防爆炸片65。
如图9所示，为隔离开关6b结构示意图，隔离开关6b的结构与隔离开关6a完全相同，只不过没有装入接地开关9，取而代之的是载流导体70通过连接导体57与隔离开关6a连接共用一个接地开关9就能可靠接地了。
隔离开关6a、6b可以装在产品的任意位置，接地开关9同样也可以装在任意位置使用，因此不受安装位置限制，接地开关9既可以当接地开关使用，也可作为故障关合接地开关使用，与接地开关9连接的隔离开关6a、6b结构紧凑，并在轴线的方向上占有足够小的空间位置，这样整个产品就可以做成较小的尺寸。
隔离开关6a、6b的触头运动由一个布置在隔离开关外壳外部的电动或弹簧驱动装置来控制，但隔离开关6a、6b也可手动驱动，接地开关9的触头运动也由一个布置在接地开关外壳外部的电动或弹簧驱动装置控制，且隔离开关6a、6b和接地开关9的驱动装置布置在易于触及、同一水平。隔离开关和接地开关设有机械连接的位置指示器和闭锁装置，其优点是操作、维修方便。
如图10所示，为主母线结构示意图，所述的主母线8a和主母线8b结构相同，所述的主母线8a为三极共箱型，母线壳体71内部装有三个绝缘支持件77，通过触头座76分别与三极载流导体78连接，三极载流导体78呈三角形布置，每个触头座76沿垂直方向安装导体75，在导体75上方安装一个带有屏蔽罩的连接触头74，触头组件72装于连接触头74内，触头组件72与电流连接导体51用螺栓连接，电流连接导体51穿过的绝缘子53与法兰73连接，这样就可以将外部电流引入主母线8a、8b。
如图11所示，为连接母线结构示意图，所述的隔离开关11的静触头侧绝缘子79上的电流连接导体80向外延伸与一个接触组件81连接，接触组件81下端通过静触头82与垂直设于隔离开关11下端的接地开关9连接，接触组件81和接触组件85通过带有连接环83的载流导体84连接，接触组件85与绝缘子86上的连接导体87连接。
隔离开关11与接地开关9的连接方式与隔离开关6a和接地开关9的连接方式相同，唯一的区别是与隔离开关6a连接的接地开关9动、静触头沿水平轴线方向。
如图12所示，为电缆终端连接箱14结构示意图，所述的电缆连接终端箱14内部的连接导体89一侧通过连接导体90与绝缘子86上的连接导体87连接，电缆连接终端箱14上方通过固定在连接导体89上的触头座93、连接导体92及接触组件91与测量电压的互感器13电连接，下方通过固定在连接导体89上的带有梅花触头95的接触组件94与电缆末端的连接导体96连接，考虑到电场均匀分布，在接触组件94和电缆的连接导体96外部设有屏蔽罩97。
工作时，本实用新型作为一种高压开关产品，在电站中起到一个断电和通电的功能，当电站需要向外送电时，将该设备中接地开关9分闸、隔离开关6和断路器2合闸，当电站设备需要检修或其他原因需切断电源时，该设备中隔离开关6和断路器2分闸，接地开关9合闸。
实施例2如图13所示，为实施例2气体绝缘金属封闭开关设备外形结构示意图，本实用新型可以根据需要把靠近断路器2侧的隔离开关6b和母线8及导体70去掉，把右侧带有接地开关9与隔离开关6a连接，断路器2上侧布置的出线也可以沿轴线旋转180°布置。
实施例3如图13所示，为实施例3气体绝缘金属封闭开关设备外形结构示意图，本实用新型仅仅是一种电缆进出线方式，当变为架空线进出线方式时，将电压互感器13取消，取而代之的是内部装有载流导体的瓷套管98，此套管轴线与基座10相垂直，下部电缆终端连接箱14和电缆15也取消，取而代之的是连接导体100，且装有与接触组件93相同的接触组件的母线99，该段母线壳体通过螺栓上侧与瓷套98管法兰连接，左侧与连接母线12壳体法兰连接。
实施例4如图14所示，为实施例4气体绝缘金属封闭开关设备外形结构示意图，本实用新型由与电缆连接变为与变压器连接时，将电压互感器13取消，装一个盖板101用螺栓封住这个孔，下部结构与电缆连接方法相似，唯独不同的是把电缆末端环氧椎换成变压器末端油气套管102即可。
权利要求1.一种气体绝缘金属封闭开关设备，其特征在于，由三极相互平排的气体绝缘金属封闭开关(1)组成，每一个气体绝缘金属封闭开关(1)由断路器(2)、底架(3)、电流互感器(4)、母线隔离开关(6a、6b)、支架(7)、主母线(8a、8b)、接地开关(9)、两个母线隔离开关(11)、连接母线(12)、电压互感器(13)、电缆终端连接箱(14)组成，底架(3)置于基础(10)上，可旋转的断路器(2)垂直与底架(3)连接，两个相互平行的电流互感器(4)一端分别垂直设于断路器(2)的上下两个出线端，上侧出线电流互感器(4)的另一端与具有出线功能的两个母线隔离开关(11)连接，两个母线隔离开关(11)的下端两侧分别设有一个接地开关(9)，在母线隔离开关(11)的另一端与连接母线(12)连接，连接母线(12)末端垂直连接电压互感器(13)，上侧出线电流互感器(4)、母线隔离开关(11)和连接母线(12)设于同一中心线上，电压互感器(13)的下端设有电缆终端连接箱(14)，电缆终端连接箱(14)引出高压电缆(15)，可调的电缆终端连接箱(14)固定在支架(16)上，电压互感器(13)、电缆终端连接箱(14)和支架(16)设于同一中心线上，所述的断路器(2)下侧出线端的电流互感器(4)的另一端连接两个连接到一起的母线隔离开关(6a、6b)，下侧出线端的电流互感器(4)和两个连接到一起的母线隔离开关(6a、6b)设于同一中心线上，在外侧母线隔离开关(6a)的另一端连接接地开关(9)，两个母线隔离开关(6a、6b)下端分别与两个相互平行的主母线(8a、8b)垂直连接，可调的主母线(8a、8b)固定在支架(7)上。
2.根据权利要求1所述的一种气体绝缘金属封闭开关设备，其特征在于，所述的断路器(2)的外壳(17)中心上端的静触头(20)通过固定绝缘子(21)与盖板(22)连接，盖板(22)上设有防爆炸片(23)，静触头(20)通过一侧垂直设有的触头装置(24)与电流互感器(4)的滑动导体(28)连接，静触头(20)下端设有动触头装置(25)，动触头装置(25)通过固定绝缘子(26)与外壳(17)底部法兰(27)连接，静触头(20)、动触头装置(25)分别通过同侧垂直设有的触头装置(24)与电流互感器(4)的滑动导体(28)连接，动触头装置(25)中心设有绝缘操作杆(18)，绝缘操作杆(18)的上端设有动触头(19)，绝缘操作杆(18)的下端连接驱动装置(5)，驱动装置(5)设于外壳(17)的下端，外壳(17)、静触头(20)、动触头装置(25)和驱动装置(5)设于同一中心线上，外壳(17)中设有SF6气体。
3.根据权利要求1所述的一种气体绝缘金属封闭开关设备，其特征在于，所述的电流互感器(4)包括一个外壳(29)及装在其内部的一次导体(28)、二次线圈(30)、屏蔽筒(36)，屏蔽筒(36)固定在外壳(29)内，在屏蔽筒(36)的上面设有二次线圈(30)，二次线圈(30)的上部通过固定在屏蔽筒(36)上的金属夹具(31)固定，在屏蔽筒(36)的的中心设有一次导体(28)，一次导体(28)的一端与断路器(2)连接，另一端通过接触组件(37、38、39、40)和连接母线(12)连接，二次线圈(30)通过电流引出线(32)引出，电流引出线(32)通过绝缘子(33)固定在连接导线(34)上，绝缘子(33)与金属外壳(29)连接，金属罩子(35)设于绝缘子(33)外。
4.根据权利要求3所述的一种气体绝缘金属封闭开关设备，其特征在于，所述的二次线圈(30)为1～5只。
5.根据权利要求1所述的一种气体绝缘金属封闭开关设备，其特征在于，所述的母线隔离开关(6a)的壳体(43)一侧导体(57)穿过的绝缘子(56)通过法兰(58)和盖板(59)与壳体(43)的孔(41)连接，在盖板(59)外侧设有另一个用来固定盖板(59)的法兰(60)，并垂直与绝缘拉杆(61)连接，绝缘拉杆(61)穿过屏蔽罩(55)连接接触装置(62)，屏蔽罩(55)内设有可垂直方向运动的动触头(49)，导体(47)固定在导体(42)上，导体(42)与电流连接导体(57)连接，在导体(47)上设有一个活动触头(48)，通过导体(47)连接动触头(49)，动触头(49)、活动触头(48)均处于同一轴线上，导体(51)穿过的绝缘子(53)通过法兰(54)与壳体(43)下端连接，导体(51)的上端设有触头座(50)，触头座(50)靠近屏蔽罩(55)一端设有一个与动触头(48)相匹配的静触头(52)，屏蔽罩(55)和静触头(52)之间设有断开距离，壳体(43)的另一侧通过法兰(46)与接地开关(9)连接，壳体(43)的上端通过法兰(44)与端盖(45)连接。
6.根据权利要求1所述的一种气体绝缘金属封闭开关设备，其特征在于，所述的接地开关(9)的壳体(66)内设有同心布置的触头座(67)，该触头座(67)内壁设有连接触指(64)和两个园环(68)，动触头(69)设于触头座(67)的中心，一端与带有屏蔽罩(63)的接触装置(62)连接，接地开关壳体(66)的末端设有防爆炸片(65)。
7.根据权利要求1所述的一种气体绝缘金属封闭开关设备，其特征在于，所述的主母线(8a)和主母线(8b)结构相同，所述的主母线(8a)为三极共箱型，母线壳体(71)内部设有三个绝缘支持件(77)，通过触头座(76)分别与三极载流导体(78)连接，三极载流导体(78)呈三角形布置，每个触头座(76)沿垂直方向设有导体(75)，在导体(75)上方设有一个带有屏蔽罩的连接触头(74)，触头组件(72)设于连接触头(74)内，触头组件(72)与电流连接导体(51)电连接，电流连接导体(51)穿过的绝缘子(53)与法兰(73)连接。
8.根据权利要求1所述的一种气体绝缘金属封闭开关设备，其特征在于，所述的隔离开关(11)的静触头侧绝缘子(79)上的电流连接导体(80)向外延伸与一个接触组件(81)连接，接触组件(81)下端通过静触头(82)与垂直设于隔离开关(11)下端的接地开关(9)连接，接触组件(81)和接触组件(85)通过带有连接环(83)的载流导体(84)连接，接触组件(85)与绝缘子(86)上的连接导体(87)连接。
9.根据权利要求1所述的一种气体绝缘金属封闭开关设备，其特征在于，所述的电缆连接终端箱(14)内部的连接导体(89)一侧通过连接导体(90)与绝缘子(86)上的连接导体(87)连接，电缆连接终端箱(14)上方通过固定在连接导体(89)上的触头座(93)、连接导体(92)及接触组件(91)与测量电压的互感器(13)电连接，下方通过固定在连接导体(89)上的带有梅花触头(95)的接触组件(94)与电缆末端的连接导体(96)连接，在接触组件(94)和电缆的连接导体(96)外部设有屏蔽罩(97)。
专利摘要本实用新型涉及一种气体绝缘金属封闭开关设备，其特征在于，每一个气体绝缘金属封闭开关的断路器垂直与底架连接，两个电流互感器一端分别设于断路器的上下两个出线端，上侧出线电流互感器的另一端与两个母线隔离开关连接，两个母线隔离开关的下端两侧分别连接接地开关，在母线隔离开关的另一端与连接母线连接，连接母线末端垂直连接电压互感器，电压互感器的下端设有电缆终端连接箱，断路器下侧出线端的电流互感器的另一端连接两个母线隔离开关，在外侧母线隔离开关的另一端连接接地开关，两个母线隔离开关下端分别与主母线垂直连接。本实用新型的优点是占地面积小，电站建设成本低，结构简单，降低操作功。
文档编号H02B13/035GK2796202SQ200520042180
公开日2006年7月12日 申请日期2005年6月6日 优先权日2005年6月6日
发明者钱卫, 侯平印, 唐剑, 张峰, 辛重文, 郝延梅, 黄琴 申请人:正泰电气股份有限公司