专利名称：用于非常高的电压的变电站的断路器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于在超过1100千伏(kV)的非常高的电压下 以交流(AC)工作的变电站的断路器，以及还涉及一种包括这种断路 器的变电站。
背景技术：
非常高的电压的变电站尤其包括电路断开器和断路器，其中电路 断开器置于用于在非常高的电压下载送交流电的两个汇流排之间，断 路器置于电路断开器与一个汇流排之间。变电站中的断路器具有安全操作的原因在于，其在电路断开器已 被打开之后打开，从而，确保了变电站处所发生的任何活动的安全。在现有技术中，非常高的电压低于800kV，从而，要求断路器打 开5米(m)至6m左右的间距，以便避免任何电弧放电。用于800kV的变电站的断续器的类型通常为文献CH334101中所 述的垂直移位类型。断路器为伸縮型，其包括两个细长、铰接的平行 四边形，它们折叠起来以打开断路器。还存在水平移位断路器，其包括彼此铰接的两个臂，且使其中一 个臂枢转地安装在绝缘支撑件上。当断路器处于其闭合位置时，两个 臂彼此对齐。当两个臂对齐并处于闭合位置时，它们的长度此时为5m 至6m。当电压在1100kV左右时，所要求的打开距离为10m至12m左右。 因此，现有技术的断路器不再合适。
关于这一点，断路器的活动元件的尺寸和重量使得不能设想采用 垂直移位实现打开距离为12m的打开操作，这是因为断路器在处于闭 合位置时具有压曲的危险。因此，为了避免出现这种情况，必须增加 伸縮装置的刚性，这会增大活动元件的重量和尺寸、以及断路器的结 构尺寸。
此外，绝缘支撑件由陶瓷或复合材料制成，它们具有不适于支撑 这种重量的机械特性。
对于具有在处于闭合位置时对齐的两个铰接臂的垂直移位的断 路器，压曲的危险性也是非常高的。外部环境例如风和冰所施加的应 力也必须要考虑到。
可以想象，现有技术中的两个垂直移位断路器可以串连。通过这 种方式可实现10m至12m的间距。然而，该解决方案要求提供尺寸非 常大的中心电极。此时变电站的总尺寸可能要远大于12m。
而且，电压分布性能也劣于现有技术中的断路器的性能。电压分 布还取决于电容耦合，该电容耦合依赖于到中心电极的局部电容。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种用于在1100kV左右的非常高的
电压下工作的变电站的断路器。
本发明的另一目的是提供一种用于非常高的电压(1100kV)的变电站的断路器，其在处于闭合位置时具有良好的电压分布性能、有限 的尺寸和稳定性。上述目的通过用于非常高的电压的变电站的断路器 实现，该断路器包括两个铰接件，它们中的每个均固定到绝缘支撑件、 且适于彼此形成接触，以闭合断路器，所述铰接件使得在处于闭合位 置时构成每个铰接件的两个臂在它们之间形成非平角。
换言之，断路器具有被布置成彼此接触的两个半伸縮装置，该两 个半伸縮装置彼此抵靠着接合。在闭合断路器的操作中，半伸縮装置 未完全展开，从而，枢转地安装在绝缘支撑件上的半伸縮装置部分具 增加断路器的刚性的作用。
因此，避免了压曲，并提高了抗意外破坏的能力。
此外，由于半伸縮装置未完全展开，因此，尺寸大、重量大的元 件的移位较为容易。
因此，本发明主要提供了一种用于在超过1100kV的非常高的电 压下工作的变电站的水平移位型变电站，其具有可活动地安装在第一绝 缘支撑件上的第一活动部件、和可活动地安装在第二绝缘支撑件上的第 二活动部件，所述第一和第二活动部件分别包括彼此铰接的第一臂和第 二臂，第一臂通过第一纵向端部安装在相应的绝缘支撑件上，第二臂布 置成通过第二纵向端部彼此形成接触，其中，在断路器处于其闭合位置 时，每个活动部件的第一臂和第二臂一起形成非平角，从而它们形成弓 形，两个第二臂彼此对齐并处于大致水平位置。
术语"活动部件"和"铰接件"可互换地使用。
在处于闭合位置时，第一臂优选向着彼此向上倾斜，从而，要经受压力。在处于折叠位置时，每个活动部件处于折叠位置，且第一臂和第二 臂可大致彼此平行并处于垂直位置，从而可使得以减小的总尺寸获得断 路器所需的打开距离或间距。在实施例的一个示例中，角度(a)可处于135°至150°的范围内。将彼此接触的活动部件的自由端部之间的打开距离处于10m至12m 的范围内。例如，第一臂的长度处于3.5m至4m的范围内，第二臂的长度处于 3. 8m至4, 2m的范围内。优选地，两个活动部件相对于垂直平面对称，这简化了断路器的制造。本发明还提供了一种用于1100kV左右的非常高的电压的变电站，其包括根据本发明的至少一个断路器。
鉴于以下描述和附图，本发明可被更清楚地理解，附图包括 图1是根据本发明的断路器处于其闭合位置时的图解前视图； 图2是图l所示的断路器的图，示出了断路器所要经受的力； 图3是不能正确起作用的对齐型断路器的图，其是为了对比目的给 出的；图4A至4F是根据本发明的断路器的闭合顺序的多个视图；以及 图5是图1的图解形式。
具体实施方式
图1示出了处于其闭合位置时的根据本发明的断路器。断路器包括两个铰接件或活动件即第一铰接件2和第二铰接件4、以及绝缘支 撑件8和10，且铰接件2和4分别被枢转地安装在绝缘支撑件8、 10 中的相应的一个上。绝缘支撑件分别包括两个相应的支撑件8.1、 8.2、 10.1、 10.2。支 撑件8.1和10.1有效地构成用于相应的铰接件2和4的垂直支撑件， 支撑件8.2和10.2除了作为垂直支撑件以外，还构成用于控制相应的 铰接件2和4的展开的连接杆。绝缘支撑件8和IO本身分别设置在相应的金属结构11和12上， 从而形成桥塔。桥塔被彼此分开大致等于10m至12m的距离D，该距离与本发明 的非常高的电压的断路器所需的打开距离或间距相对应。下面详细描述第一铰接件2，第二铰接件4与第一铰接件2相同。 在所示的示例中，第一铰接件2包括第一臂14和第二臂16，第 一臂14通过第一纵向端部14.1经由枢转连接件固定到绝缘支撑件8， 第二臂16在第一纵向端部16.1处通过枢轴固定到第一臂14的第二纵 向端部14.2。第一铰接件包括第一臂114和第二臂116，第一臂114加装到绝 缘支撑件10。因此，第一臂14可绕着与图纸面正交的固定轴线X1转动，第二 臂16可绕着与图纸面正交的轴线X2转动，轴线X2可在该图纸面上移动。通过示例，第一臂14的长度可为3.5m至4m，第一臂16的长度 可为3.8m至4.2m。第一和第二铰接件2和4构成半伸縮装置，其操作和使用对于电 断路器领域的普通技术人员来说是众所周知的。例如，FR1204754描 述了一种用于展开这种半伸縮装置的机构的示例。图5详细地示出了根据本发明的桥塔。在该图中，可以看到控制 杆8.2，其包括在绝缘支撑件8中，且由设置在桥塔的下部中的壳体 22中的机构致动。在曲柄28与第一臂14之间固定着连接杆30，该连 接杆30借助于铰接件32和34可在所有平面内移动。当控制杆8.2被沿顺时针方向转动时，曲柄28顺时针转动指定角 度。然后第一臂14被连接杆30移动，并到达相对于水平面倾斜的位 置。在该移动中，第二臂16绕着轴线X1转动，并到达水平位置。在 该移动结束时，如图1所示，断路器闭合。断路器的打开例如通过逆时针转动控制杆以与闭合相反的方式 实现。第一和第二铰接件2和4设置成通过连接器18经由它们的自由 端部电连接在一起。连接器18可与文献FR2590073中所描述的连接器相同，其包括 由铰接件2、 4中的一个携带的公接触部和由铰接件2、 4中的另一个 携带的母接触部。连接器18特别好地适于严重的结冰环境，这是由于 公接触部和母接触部得到了保护。在铰接件2和4的展开过程中，公接触部和母接触部彼此自动对 准，然后公接触部进入母接触部中。根据本发明，处于展开位置时，铰接件呈现弓的形式，这增加了 断路器的刚性。特别地，第二臂16与第一臂14形成角度ci ，这与第一臂和第二臂彼此对齐的现有技术中的断路器不同。在此处所示的示例中，此时断路器在处于其闭合位置时具有等腰梯形的形式，其中，较小底边包括第一铰接件2、第二铰接件4相应 的两个第二臂16和116。第一、第二铰接件2和4在连接器18的水 平面处彼此抵靠着接合。角度a优选处于135。至150°的范围内。角度a越小，在打开断路器操作的过程中活动臂14和16的移动就越为便利，从而，可以以 合理的成本获得功能上的可行性。此外，角度a不能太太，这是因为 当断路器处于其闭合位置时，优选实现自由水平行程，以便应对桥塔 8-11、 10-12的任何可能移位。图2是断路器的图解视图，其中，示出了重力分布。 由断路器的重量产生的力F垂直向下作用。通过本发明，力F被 分为两个力F1和F2，它们的方向是每个铰接件的第一臂14和114的 方向，第一臂14和114分别承受指向绝缘支撑件8和IO的压力，这 确保了断路器处于稳度位置。作为比较，图3图解地示出了两个铰接件2'和4'在闭合位置彼此 对齐的断路器。此时，力F仅沿垂直向下的方向作用。绝缘支撑件没有分担力。这种结构对外部影响例如风或冰非常敏感。而且，机械稳 定性不能得到保证。此外，由于铰接臂均被张开，因此，它们携带公接触部和母接触 部的自由端部不能被以任何可靠的方式引导。从而，存在使公接触部 不能触及到母接触部的非常大的危险。相比，通过本发明，铰接件2和4中的每个在连接过程中均具有 刚性，从而，使得接触部能被精确地引导，这确保了每次均能实现连 接。图1以虚线的形式示出了被折叠在断路器的打开位置的铰接件2 和4。铰接件与相应的绝缘支撑件成一直线而处于垂直位置。该垂直 结构使得能以减小的结构尺寸实现12m的打开距离。关于此点，如果 铰接件2和4向着彼此倾斜，则需要将桥塔间隔开12m以上，以便为 断路器实现12m的有效打开距离。图4A至4F示出了根据本发明的铰接件的展开顺序。 图4A中，铰接件2被折叠起来而使得第一臂14和第二臂16彼 此大致平行。在图4B至4D中，第二臂16绕着轴线X2枢转，且远离第一臂 14移动，同时，第一臂14绕着轴线X1枢转，直到与绝缘支撑件8大 致成合适的角度为止。然后，在图4E和4F中，第一臂14绕着轴线X1枢转，且向着第 二铰接部分倾斜，同时第二臂16继续枢转并远离第一臂14移动，直 到它到达图4F所示的角度位置，其中，第二臂16处于大致水平位置。当角度a等于135。时，第一臂14绕着轴线XI相对于垂直平面转动 了45° ，同时第二臂16绕着轴线X2相对于垂直平面转动了90。。已在上面对具有两个臂的铰接件进行了描述，但具有包括三个臂 或更多个臂的铰接件的断路器没有脱离本发明的范围。下面，描述闭合本发明的断路器的操作。当需要在电路断开器处于其打开位置的情况下闭合断路器时，每 个绝缘支撑件8或10枢转，使得相应的铰接件2和4以图4A至4F 所示的顺序展开。臂14被使得例如以上述方式动作。展开操作以使公接触部与母接触部排成直线且在展开步骤结束 时进入母接触部的方式进行，使得两个铰接件此时彼此抵靠着接合。断路器通过以与图4A至4F所示的闭合顺序相反的顺序折叠铰接 件而被打开。在图l所示的示例中，两个铰接件是对称的，但也可提供非对称 的铰接件，其中，第一铰接件的第二臂比第二铰接件的第二臂长。因此，本发明的断路器在其处于闭合位置时具有高的稳定性，尤 其是可准确地引导公接触部和母接触部跨过大于10m的距离。
权利要求
1.一种用于在超过1100kV的非常高的电压下工作的变电站的水平移位型断路器，其具有可活动地安装在第一绝缘支撑件(8)上的第一活动部件(2)、和可活动地安装在第二绝缘支撑件(10)上的第二活动部件(4)，所述第一和第二活动部件(2，4)分别包括彼此铰接的第一臂(14，114)和第二臂(16，116)，第一臂(14，114)通过第一纵向端部安装在相应的绝缘支撑件(8，10)上，第二臂(16，116)设置成通过第二纵向端部彼此接触，其中，在断路器处于其闭合位置时，每个活动部件(2，4)的第一臂(14，114)和第二臂(16，116)一起形成非平角(α)，使得它们形成弓形，两个第二臂(16，116)彼此对齐并处于大致水平位置。
2. 如权利要求1所述的断路器，其特征在于，处于闭合位置时，第 一臂(14， 114)向着彼此向上倾斜，从而要承受压力。
3. 如权利要求1所述的断路器，其特征在于，处于折叠位置时，每 个活动部件(2， 4)处于折叠位置，且第一臂(14)和第二臂(16)大 致彼此平行并处于垂直位置。
4. 如权利要求1所述的断路器，其特征在于，处于闭合位置时，第 一臂(4， 114)向着彼此向上倾斜，从而要经受压力，处于折叠位置时， 断路器打开，每个活动部件(2， 4)处于折叠位置，且第一臂(14)和第二臂(16)大致彼此平行并处于垂直位置。
5. 如权利要求1所述的断路器，其特征在于，角度(a)处于135° 至150°的范围内。
6. 如权利要求1所述的断路器，其特征在于，将彼此接触的活动部 件(2， 4)的自由端部之间的打开距离处于10m至12m的范围内。
7. 如权利要求1所述的断路器，其特征在于，第一臂的长度处于3. 5m 至4m的范围内，第二臂的长度处于3.8m至4.2m的范围内。
8. 如权利要求1所述的断路器，其特征在于，两个活动部件相对于 垂直平面对称。
9. 一种用于1100kV左右的非常高的电压的变电站，其特征在于， 包括如权利要求1所述的至少一个断路器。
10. 如权利要求9所述的用于1100kV左右的非常高的电压的变电站， 其特征在于，将彼此接触的活动部件(2， 4)的自由端部之间的打开距 离处于10m至12m的范围内。
11. 如权利要求10所述的用于1100kV左右的非常高的电压的变电站，其特征在于，第一臂的长度处于3,5m至4m的范围内，第二臂的长 度处于3. 8m至4. 2m的范围内，且角度处于135°至150°的范围内。
全文摘要
本发明主要涉及一种用于超过1100kV的非常高的电压的变电站的水平移位型断路器，其包括第一活动部件(2)和第二活动部件(4)，所述第一活动部件(2)和第二活动部件(4)分别包括至少两个铰接臂(14，16，114，116)，它们布置成通过自由端部彼此形成接触。处于为断路器的闭合位置的闭合位置时，每个活动部件(2，4)的第一臂(14，114)和第二臂(16，116)形成非平角(α)，从而它们形成弓形，两个第二臂(16，116)彼此对齐并处于大致水平位置。
文档编号H01H71/10GK101246793SQ20071015439
公开日2008年8月20日 申请日期2007年9月26日 优先权日2006年9月28日
发明者F·迪亚宁, S·塞拉芬, S·德桑蒂 申请人:阿雷瓦T&D共同股份公司