专利名称：断路器的制作方法
技术领域：
本发明通常涉及一种应用于50kV以上的高压装置中的断路器。 本发明特别涉及提供有用于测量流过断路器的电流的电流传感器的
断路器。
背景技术：
电力传输网络由断路器来保护和控制。这样的断路器被分为两 类外壳带电断路器，其中容纳断路机械装置的外壳具有线路电位， 即，"带电的，，，以及外壳接地断路器，其中外壳具有接地电位。
一种用于高压装置的断路器，包括至少一个断路单元和支撑绝缘 子，其中支撑绝缘子具有一个适于与接地电位连接的端部和另一个 适于连接到高压电位上的端部。支撑绝缘子机械连接到 一 个或多个 断路单元的高电位端部。断路单元包括装有可移动的和固定的触点 的断开室。
这就需要监视断路器的不同操作参数，例如由断路器传导的电 流。为了这个目的，公知的是提供具有某种测量设备的断路器。一 种目前正在使用的测量设备是所谓的光纤电流传感器，其工作原理 如下。通过介质的磁场改变光的极性。通过光纤从介质传导光到分 析器并且分析其极性，可以高精确度地确定与流过该介质的电流成 正比的石兹场。
这样的设置是公知的，例如在W0 00/08664和US 368567中。在 所有这些情况中，光学传感器被设置在断路器的断开室中。然而断 路器需要维修，例如替换触点。那么这就需要拆开该断路器。那么 设置在断开室中的光纤电流传感器将受到影响。有时，整个断路单 元需要替换。更进一步地，大的断路器需要分解成各个部分以分别
4运输，并且断路单元将在开关站(switchyard)被组装到支撑绝缘 子上。然后光纤必须在开关站中被组装，这通常是在户外，这是极 其不方便的并且能危害光纤电流传感器的精确度。
因此，如果该光纤电流传感器能被设置在一个其光学连接根本不 受断路单元拆开或组装到支撑绝缘子影响的位置上，那么这将是一 个优点。
GB 864,835示出了 一种具有电流传感器的断路器，包括电流互 感器，用于测量通过断路器的电流。该电流互感器被安装在支撑绝 缘子的较低的端部上，其适于连接到接地电位。断路单元的电流被 引导流过整个支撑绝缘子到设置在支撑结构的较低端部上的电流传 感器。这是不利的，因为它需要在断路器中的初级电流路径和支撑 绝缘子的较低部分的较低法兰之间的完全高压绝缘。该完全绝缘是 昂贵的并且使断路器的制造复杂化。
发明内容
本发明的一个目的是提供具有用于感测流过断路单元的电流的 光纤传感器的断路器，其容易组装和拆开。
该目的是这样实现的，提供一种断路器，具有支撑绝缘子，其可 移除地连接到断路单元，传感器具有光纤线圏，设置在支撑绝缘子 的高压端部中，并且该断路器包括将电流从断路单元传导到传感器 以便使电流通过传感器线圏的装置。
因为传感器设置在支撑绝缘子中，所以使得在组装和拆开断路器 的断开室时不影响传感器系统成为可能。本发明的进一步优点是不 需要传感器的绝缘，因为传感器线圏设置在支撑绝缘子的高压部分 并且传感器线圈的收集光纤本身具有好的电绝缘性。而且，在支撑 绝缘子中的电流路径的长度相对于在GB864， 8 35中所公开的断路器 中的电流路径也减少了很多，因为电流路径不需要延伸通过整个支 撑绝缘子到支撑绝缘子的较低部分。
进一步优选实施例通过从属权利要求限定。
现在参考附图通过示例的方式描述本发明，其中
图1是根据本发明的断路器的第一实施例的全视图，
图2示出了图1断路器中所包含的顶部机械壳体，
图3是断路单元与图2中符号III所表示区域中顶部机械壳体之
间的接口的细节截面视图，
图4是支撑绝缘子与图2中符号IV所表示区域中顶部机械壳体
之间的接口的细节截面—见图，
图5是根据本发明的断路器的第二实施例的全视图，以及
图6是支撑绝缘子与图5中符号VI所示的隔离式断路器的断路
单元之间的接口的细节截面视图。
具体实施例方式
以下将给出本发明优选实施例的详细描述。在该描述中，术语"高 压"将用来表示lkV及以上的电压。
图1示出了根据本发明的断路器的全视图， 一般标记为100。所 描述的断路器即所谓的隔离式断路器，但是本发明也可应用到其他 高压断路器，其中电流传感器被用来测量流过该设备的电流。
断路器IOO，其是双单元断路器，包括两个水平串联连接的断路 单元110，每一个包括有断路器，设置成在控制单元130的控制下通 过在介质中分离两个触点而断开大电流，这样的介质，例如为六氟 化硫(SF6),具有极好的绝缘和灭弧特性。该触点通过操作杆112 来操作，见图3。断路单元处于带电电压并且断路器因此被称为外壳 带电类型的断路器。
断路单元110由垂直的支撑绝缘子120机械支撑，其将断路单元 与地绝缘。支撑绝缘子具有一个端部121处于高压电位，并且相对 的端部122处于接地电位，支撑结构的高压端部机械连接到断路单 元110。绝缘子包括一个陶瓷的或聚合复合材料的中空圆柱形壳体。两个断路单元110和支撑绝缘子120通过顶部机械壳体140机械 地相互连接，其截面视图如图2所示。在传统的现有技术的断路器 中，电流路径直接通过顶部机械壳体从一个断路单元到另一个断路 单元。然而，在根据本发明的断路器中，电流路径在一个断路单元 110和顶部机械壳体之间被中断，其中断路单元110在所示实施 例中为右侧的断路单元。这是通过附加法兰114来实现的，该法兰 114被设置在右侧的断路单元110与顶部机械壳体140之间。该法兰 114通过以绝缘盘116形式的绝缘与顶部机械壳体绝缘，参见图3。 所有用来固定断路单元110的螺栓必须与顶部机械壳体140的法兰 绝缘。操作杆112也必须通过套管118绝缘以避免引起测量误差的 分流电流。
断路器包括光纤传感器，用于感测流过断路单元110的电流。该 传感器具有光纤线圏150，其被设置在支撑绝缘子的高压端部121 中。电流在旁路连接器142中传递到被安装在支撑绝缘子120的上 部的传感器线圈150,参见图4，其中通过垂直的点划线示出了断路 器的中心轴。将来自旁路连接器的电流引导向附接到支撑绝缘子12 0 上的附加法兰122。该位于支撑绝缘子120的顶部的附加法兰122 是通过绝缘盘124与顶部机械壳体140电气绝缘的。传感器线圏150 设置在附加法兰122的凹槽中，并且两个螺旋型触点126会将电流 传输到圆柱体128并且更进一步传输到顶部机械壳体140和第二断 路单元，以便使电流通过传感器线圈150。
相互连接传感器线圏15 0和设置在控制壳体130中的评估光学电 子器件的光纤152以合适的方式被提供，例如被提供在支撑绝缘子 圆柱体里面，从而避免外界环境的干扰和其他危害。然而，光纤也 能被提供在绝缘子圆柱体的材料中。
顶部机械壳体140通过多个螺钉144可移除地附接到支撑绝缘子 120上，其中多个螺钉144之一如图4所示地延伸通过在支撑绝缘子 120和附加法兰122中的各自的孔。例如，在维修期间，通过移除螺 钉144，顶部机械壳体140能从支撑绝缘子120上移开。因为传感器线圈150是设置在支撑绝缘子120里面而不是被提供在顶部机械壳 体或任意一个断路单元中，因此顶部机械壳体的移开将不会机械地 影响该传感器。
根据本发明的断路器的第二实施例将参考图5和图6进行描述。 该断路器， 一般标记为200，其为单一单元的分离式断路器，包括垂 直断路单元210，其包括设置成在控制单元230的控制下通过在介质 中分离两个触点断开高电流的断路器，如同第一实施例。断路单元 210通过垂直支撑绝缘子220来机械支撑，从而将断路单元与地绝
缘。绝缘子包括陶瓷或聚合复合材料的中空圆柱壳体。
断路单元210和支撑绝缘子通过法兰的设置机械相互连接，其将 参考图6详细描述，其中该断路器的中心轴以垂直的点划线示出。
断路单元210通过终端法兰212附接到支撑绝缘子220上，该终 端法兰212通过多个螺钉214附接到断路单元，其中多个螺钉214 之一如图6所示。终端法兰212也通过多个螺钉222附接到支撑绝 缘子220，其中多个螺钉222之一如图6所示。为了电气地绝缘在断 路单元的电流导体216中的、如箭头所示的电流路径，使其不直接 通向终端法兰212,连接电流导体216和终端法兰212的螺钉218 通过绝缘子元件219与电流导体216电气地绝缘。替代地，附加法 兰224被提供在终端法兰212和支撑绝缘子220之间，传感器线圈 250被设置在该附加法兰224中。两个螺旋触点226将电流从电流导 体216传输到圆柱体228,圆柱体228与附加法兰224连接，这样可 引导电流流过传感器线圏。
相互连接传感器线圏250和设置在控制壳体230中的评估光学电 子器件的光纤与第一实施例类似。
断路单元210可通过移除螺钉222从支撑绝缘子220上移开。由 于传感器线圏250是安装在支撑绝缘子220里面，断路单元210的 移除将不会机械地影响传感器线圈并且因此避免了其机械调整。
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权利要求
1.一种用于高压装置的断路器，包括-至少一个断路单元(110；210)，-支撑绝缘子(120；220)，具有一个接地电位上的端部和另一个高压电位上的端部，并且所述高压电位上的端部机械连接到所述断路单元，以及-光纤传感器，用于感测流过所述断路单元的电流，其特征在于，-所述支撑绝缘子可移除地连接到所述断路单元，-所述传感器具有光纤线圈(150；250)，设置在所述支撑绝缘子的高压端部中，以及-所述断路器包括用于将电流从所述断路单元传导到所述传感器以便电流流过所述传感器线圈的装置。
2. 根据权利要求1所述的断路器，其中所述用于传导电流的装 置包括至少一个绝缘子元件(116, 118, 124; 219)，设置成阻 止电流直接从所述断路单元流向终端法兰；以及旁路连接器(l"; 228),将电流从所述断路单元传导通过所述传感器然后进一步传导 到所述终端法兰。
3. 根据权利要求1或2所述的断路器，其中所述断路器(100; 200 )是隔离式断路器。
4. 根据权利要求1-3中任意一个所述的断路器，其中电流从至 少一个断路单元(110; 210)传导到与所述支撑绝缘子(120; 220 ) 连接的附加法兰(122; 224 )。
5. 根据权利要求4所述的断路器，其中所述传感器(150; 250 ) 被设置在所述附加法兰(122; 224 )中。
6. 根据权利要求1-5中任意一个所述的断路器，包括螺旋型触 点(126; 226 )，用于将电流传输到所述传感器(150; 250 )。
7. 根据权利要求2所述的断路器，包括一个与所述终端法兰(212)绝缘的电流导体(216),用于向所述支撑绝缘子(220 )转移电流。
8.根据权利要求1-7中任意一个所述的断路器，包括附加断路 单元(110)和壳体(140)，使所述至少一个断路单元、所述附加 断路单元、和所述支撑绝缘子(120)相互连接，以及在所述至少一 个断路单元和所述壳体之间的绝缘(116 ),用于向所述支撑绝缘子 (120)转移电流。
全文摘要
一种用于高压装置的断路器，包括至少一个断路单元(210)；支撑绝缘子(220)，具有一个接地电位上的端部和另一高压电位上的端部，高压电位上的端部机械连接到断路单元；以及用于感测流过断路单元的电流的光纤传感器。该支撑绝缘子可移除地连接到断路单元。该传感器具有光纤线圈(250)设置在该支撑绝缘子的高压端部中，并且该断路器包括用于将电流从断路单元传导到传感器以便使电流通过传感器线圈的装置。
文档编号H01H33/02GK101553894SQ200780045580
公开日2009年10月7日 申请日期2007年12月20日 优先权日2006年12月29日
发明者D·安德森, L·斯科尔德, U·阿凯森, Y·彼德森 申请人:Abb技术有限公司