专利名称：带户外套管的气体绝缘母线构件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种气体绝缘的母线构件，其包括一个接地且填充保护气体的外壳以及至少一个在该外壳内沿纵向延伸的母线导体，该母线导体通过绝缘的母线支座支承在所述外壳上，其中，每个母线导体与一个保护气体绝缘的断路开关连接。
例如由DE 10119530A1已知一种这样的气体绝缘的母线构件。在那里已公开的配电装置设计用于三相电网以及有两条互相平行延伸的母线，它们分别由一些母线构件组件，这些母线构件在端侧借助气密的法兰连接装置互相连接。每个母线构件具有封闭在一外壳内的三极的母线导体并填充耐高压的绝缘保护气体。处于地电位的外壳通过一个管状的接管与一开关外壳气密地连接，在此开关外壳内装有断路器。在所述接管内安装保护气体绝缘的断路开关，这些断路开关在接触位置分别将一个母线导体与一个断路器连接起来。固定在开关外壳上的户外套管用于断路器与空气绝缘的高压线连接，其中，每条高压线通过一个断路器与断路开关连接。因此这种已知母线构件的保护气体绝缘的母线导体只能经由断路器与所述空气绝缘的导线电连接。
例如由DE 3137783以及DE 3141437A1已知其他一些多极式封闭的和单极式封闭的母线构件。
本发明所要解决的技术问题是提供一种前言所述类型的气体绝缘母线构件，它甚至在工作状态也能方便地与一空气绝缘的导体连接和与之分离。
上述技术问题按照本发明是这样解决的，即，将断路开关安装在一个固定在所述外壳上的户外套管内。
通过所述户外套管，可以按简单的方式将一根或多根空气绝缘的导线转移到在母线构件工作状态下在外壳内部存在的保护气体环境内。在这里，母线构件通过恰当的连接器件例如法兰连接与其他管状外壳气密地连接，从而形成一个封闭的可填充保护气体、如六氟化硫的气腔。
通过将所述断路开关从一允许电流流过该断路开关的接触位置转移过渡到一切断电流的分离位置，可方便地将空气绝缘的导线与与其对应配设的母线导体隔离。因此按照本发明可以将一母线直接从空气绝缘环境转移过渡到一气体绝缘环境。按照本发明不需要其他构件或开关。绝缘介质的这种变换例如在所谓复合式配电装置中是有利的。
在本发明的优选实施方式中，设有三个各带有一个户外套管的母线导体，为了避免电压击穿，所述户外套管彼此的距离等于取决于电压的击穿距离。一种以此方式进一步改进的本发明母线构件尤其适用于三相交流电网。
按照一项与此有关的相宜的扩展设计，将所述户外套管布置在一个平面内。因此，这些户外套管可以垂直地定向以及将它们的重心准确地设在支承它们的外壳上方，由此简化了母线构件的结构。
所述户外套管相宜地设计为管状或空心圆柱体形。多极的封闭在外壳内的母线导体通常互相平行地沿水平方向延伸。尤其在下述情况下是有利的，即，所述户外套管垂直地定向以及它们的重心准确地处于母线上方，从而提高了气体绝缘的母线的稳定性。
在本发明的一种优选的实施方式，至少所述其中一个户外套管具有一个接地开关。该接地开关具有一个接地触指，在接地位置它贴靠在与母线导体电连接的对应触头上。为了驱动接地开关，相宜地设有一安置在户外套管的固定器件内的接地轴。在这里例如通过电动或手动地驱动此接地轴。
每个断路开关借助用绝缘材料制成的固定器件有利地固定在所述户外套管内。这些固定器件保证与母线导体无关地将断路开关固定在户外套管内。因此，户外套管可以作为独立的构件与断路开关一起制造，并就地例如通过一相宜的插塞触头与所述外壳以及与母线导体连接。通过断路开关在母线导体上的插塞触头或其他连接装置，提供了断路开关附加的固定以及提高了断路开关的稳定性。
所述固定器件有利地是气密的。作为气密的固定器件例如考虑一种屏形绝缘件(Schottdurchführung)，它限定了一个设计在户外套管内的分离器气腔。在这里一个与断路开关电连接的连接导体穿过屏形绝缘件的中央以及通过恰当的密封器件与屏形绝缘件气密连接。因此，分离器气腔构成一个独立于一个由所述外壳限定的母线腔的气腔，该气腔例如可填充不同的气体或可施加不同的压力。
与之不同，所述固定器件是透气的，所以在工作状态下由户外套管的内部及其外壳内腔构成一个共同的气腔，在气体绝缘的母线构件完成装配后，可以在恰当的设备中通过共同的密封性试验检验该气腔的不密封性。例如一种支座绝缘子适用于作为透气的固定器件。
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传统户外套管的相关经验。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户外套管的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，例如耦合杆、摇杆等，被空心连接导体包封，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分离器轴，其中，每根分离器轴借助于一相宜的枢轴承安装在所述户外套管的固定器件内。其中，恰当的密封器件保证分离器轴气密地例如穿过固定器件的外壁。当然，分离器轴也可以气密地装在外壳内。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。
每个户外套管有利地配备一个电流互感器。该电流互感器在二次侧与接地的外壳连接以及可以设计为外加式电流互感器，所以在需要更换此外加式电流互感器时可免去打开共同的或单独的气腔。
相宜地设有用于避免在所述户外套管内发生局部放电的场控制元件。
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，采用至少一个支承在所述户外套管上的驱动单元，用于产生驱动运动。以这种方式所述户外套管可以作为同步生产的零件独立于所述外壳地制造。驱动单元可以或者驱动一个极的断路开关，或者驱动所有极的断路开关。
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用剖切侧视图表示所述气体绝缘的母线构件的一种实施方式；以及图2用横剖面图表示按照图1的气体绝缘的母线构件。
图1纵剖面图表示所述按照本发明的母线构件1的一种实施方式。图中所示的母线构件1具有一封闭的处于地电位的外壳2，该外壳基本上设计为管状和空心圆柱体形。母线导体3在外壳2内部沿外壳2的纵向延伸，母线导体3通过用一种绝缘材料制造的在图中未表示出的支座绝缘子固定在外壳2内。在外壳2端侧可看到连接法兰5，外壳2通过这些连接法兰5可以气密地与另一些管状的外壳构件连接成一封闭的气腔。为了电连接所述母线导体3，在它们的端侧配备有插塞触头6a、6b，其中，用附图标记6a表示的插塞触头的连接销可以插入到用附图表示6b表示的相应设计的连接构件的孔内使触点接通。
此外，在外壳2上成形有一些接管7，它们分别规定用于气密地连接一个户外套管8。
户外套管8具有一个设计为空心圆柱形的绝缘子9，绝缘子9具有一个用于安装一个断路开关11的空腔10。断路开关11由一个固定的内插触头12以及一个同样固定的滑动触头13组成，其中内插触头12通过一触杆14与一户外接头15连接，以便连接一空气绝缘的高压线。户外接头15设在绝缘子9的端侧以及具有一个用胶粘剂气密地与绝缘子9连接且气密地封闭绝缘子9的空腔10的密封帽16。
一触销17在滑动触头13内运动导引，其中，滑动触头13通过一空心连接导体18、一安置在外壳2内的插塞触头19和一横接管20与母线导体3电连接。其中，横接管20成形在母线导体3上。换句话说，触杆14、内插触头12、触销17、滑动触头13、连接导体18、插塞触头19和横接管20，在断路开关11处于接通位置，即此时触销17已插入到内插触头12内时，建立了在户外接头15与各自母线导体3之间的导电连接。
在绝缘子9的背离户外接头15的那一端，户外套管8具有固定器件21，这些固定器件21用一种金属材料例如铝制造以及包括一个与绝缘子9粘结的法兰段22和一个中间壳体23。固定器件21同样设计为管状以及沿绝缘子9长度尺寸方向直线地延伸。中间壳体23通过法兰连接与所述接管7用螺钉固定连接，在这里不能看到的密封器件保证户外套管8气密地连接到外壳2上。
为了将开关运动引入到触销17内，采用一个设置在中间壳体23内的不导电的绝缘摇杆34，在这里，侧向的固定盖25规定用于气密地封闭一个由中间壳体23限定的中间空腔26。该中间空腔26增大了所述空腔10。
为了通过连接导体18固定滑动触头13，设一气密的屏形绝缘件27作为固定器件或支架，它固定安装在中间壳体23与接地的接管7之间。在这里连接杆18在中央通过屏形绝缘件27伸出，其中在图1中不能看到的密封器件保证将连接杆18气密连接到屏形绝缘件27上。因此通过空腔10构成一独立且气密的气腔，该气腔可以填充灭弧气体或绝缘气体，例如六氟化硫。
屏形绝缘体27用一种绝缘材料制成，例如浇注树脂。
户外接头15规定用于连接空气绝缘的高压线，反之，外壳2处于地电位。为了避免在固定器件21的角和棱边处基于高的电场强度而出现电压峰值，设有与固定器件21和外壳2电连接的场控制元件28。
为了将驱动运动从绝缘摇杆24传递到触销17上而设有一耦合杆29，该耦合杆29铰接在绝缘摇杆24上以及在其背对绝缘摇杆24的端部通过一触销导引装置30与触销17固定连接。可以看出，触销17和触销导引装置30装在空心连接导体18的内部，由于此原因空心连接导体18除了单纯的电连接外还起到导引装置的作用。为了能实现绝缘摇杆24的运动，连接导体18有一个与绝缘摇杆24对置的侧向孔31。
此外，绝缘摇杆24与分离器轴32防旋转地连接，该分离器轴通过一个恰当地配备有密封器件的枢轴承从中间壳体23伸出。通过旋转所述分离器轴32，将绝缘摇杆24转移到图1中所示的分离位置33，在此分离位置触销17从内插触头12中拔出，所以在内插触头12与滑动触头13之间提供一个断路间隔。
此外，在固定盖25上和与绝缘摇杆24对置处可以看到一个接地开关34，它在打开断路开关17后用于将断路开关17传动侧的接地。为此，接地开关34在一个处于连接导体18电位的接地触头35与处于地电位的外壳2之间建立导电连接。为了驱动接地开关34，设一根从中间壳体23伸出的接地轴31。此外，设一个固定在中间壳体23上的用于安装驱动单元的驱动箱37。驱动单元设计为产生用于分离器轴32和以及用于接地轴36的驱动运动。
图2以横剖面图表示按照本发明的气体绝缘母线构件1的另一种实施方式。由此图可以看出，一些通过它们将母线导体3分别与一个断路开关11连接起来的横接管20设计为有所不同以及根据各自母线导体3在外壳2内的具体位置来设计。在这里户外套管8设在一个平面内以及垂直地处于外壳2的上方，所以在图2中只能看到一个户外套管8。
此外，户外套管8有一个外加式电流互感器38，它在二次侧与处于地电位的固定器件21连接。此外加式电流互感器38可以在不拆开气腔10或不取走户外套管8的情况下例如在维修时从外壳2取下或更换。
权利要求
1.一种气体绝缘的母线构件(1)，其包括一个接地且填充保护气体的外壳(2)以及至少一个在该外壳(2)内沿纵向延伸的母线导体(3)，该母线导体(3)通过绝缘的母线支座绝缘子(4)支承在所述外壳(2)上，其中，每个母线导体(3)与一个保护气体绝缘的断路开关(11)连接，其特征为所述断路开关(11)安装在一个固定在所述外壳(2)上的户外套管(8)中。
2.按照权利要求1所述的气体绝缘的母线构件(1)，其特征为为三个母线导体(3)分别配设一个对应的户外套管(8)，其中，为了避免电压击穿，所述户外套管(8)彼此之间的距离等于取决于电压的击穿距离。
3.按照权利要求2所述的气体绝缘的母线构件(1)，其特征为所述户外套管(8)布置在一个平面内。
4.按照权利要求1至3中任一项所述的气体绝缘的母线构件(1)，其特征为至少所述其中一个户外套管(8)具有一个接地开关(34)。
5.按照权利要求1至4中任一项所述的气体绝缘的母线构件(1)，其特征为每个断路开关(11)借助于用绝缘材料制成的固定器件(27)固定在所述户外套管(8)内。
6.按照权利要求5所述的气体绝缘的母线构件(1)，其特征为所述固定器件(27)是气密的。
7.按照权利要求5所述的气体绝缘母线构件(1)，其特征为所述固定器件(27)是透气的。
8.按照权利要求1至7中任一项所述的气体绝缘的母线构件(1)，其特征为所述断路开关(11)具有互相在端侧对置的触头(12、13)，其中，所述断路开关(11)可通过引入一个提升运动从一个允许电流流通的接触位置转移过渡到一个分离位置，在该分离位置，在所述触头(12、13)之间提供一个电绝缘的断路间隔。
9.按照权利要求8所述的气体绝缘的母线构件(1)，其特征为所述断路开关(11)具有一个位置固定的内插触头(12)和一个通过一空心连杆(18)固定支承在所述户外套管(8)的固定器件(21)上的滑动触头(13)，其中，为了与所述内插触头(12)触点接通设一个由该滑动触头(13)运动导引的触销(17)，该滑动触头通过设在所述连接导体(18)内的驱动装置来驱动。
10.按照权利要求1至9中任一项所述的气体绝缘的母线构件(1)，其特征为设有至少一根用于将一驱动运动引入到所述断路开关(11)中的分离器轴(25、36)，其中，每根分离器轴(25、36)安装在所述户外套管(8)的固定器件(21)内。
11.按照权利要求1至10中任一项所述的气体绝缘的母线构件(1)，其特征为设有一个用绝缘材料制成的绝缘摇杆(24)，以用于将一驱动运动引入到所述断路开关(11)内。
12.按照权利要求1至11中任一项所述的气体绝缘的母线构件(1)，其特征为设有用于避免在所述户外套管(8)内发生局部放电的场控制元件(28)。
13.按照权利要求1至12中任一项所述的气体绝缘的母线构件(1)，其特征为设有一个用于显示所述断路开关(11)的状态的显示元件。
14.按照权利要求1至13中任一项所述的气体绝缘的母线构件(1)，其特征为每个户外套管(8)配备一个电流互感器(38)。
15.按照权利要求1至14中任一项所述的气体绝缘的母线构件(1)，其特征为设有至少一个支承在所述户外套管(8)上的驱动单元(29)，以用于产生一驱动运动，可以将该驱动运动引入到一个相位的断路开关(11)内或引入到所有相位的断路开关(11)内。
全文摘要
本发明涉及一种气体绝缘的母线构件(1)，其包括一个接地且填充保护气体的外壳(2)以及至少一个在该外壳(2)内沿纵向延伸的母线导体(3)，该母线导体(3)通过绝缘的母线支座绝缘子(4)支承在所述外壳(2)上，其中，每个母线导体(3)与一个保护气体绝缘的断路开关(11)连接。本发明的目的是提供一种按此类型的气体绝缘的母线构件，它即使在工作状态也能方便地与空气绝缘的导体连接和与之分离。为达到此目的本发明建议，将所述断路开关(11)安装在一个固定在所述外壳(2)上的户外套管(8)内。
文档编号H02B13/035GK1795597SQ200480014455
公开日2006年6月28日 申请日期2004年4月30日 优先权日2003年6月2日
发明者汉斯-彼得·丹姆比茨, 曼弗雷德·迈纳兹 申请人:西门子公司