母线系统及其备用母线连接装置的制作方法

本发明涉及电力系统技术领域，具体涉及一种母线系统及其备用母线连接装置。

背景技术：

在高压电站输电系统中，三相主变压器与三相主母线之间对应设置有导流的三相母线以及气体绝缘金属封闭开关设备，如果三相主变压器中的其中一相发生鼓胀时，则需要将整个主变压器停机直至故障被修好，才能再次投入运行，整个电站的停电时间较长，电站系统的运行可靠性较低。

为了解决电站停电时间长、可靠性低的问题，现有技术中的操作人员会在电站中使用一种辅助母线，例如申请公布号为cn106712013a，申请公布日为2017.05.24的专利申请文件中所公开的一种电站系统及其连接装置，包括三相母线，三相母线中分别设置有主接地开关和主隔离开关，在电站中还设置有与三相母线对应的单相辅助母线，单相辅助母线通过接线装置与三相母线各相连接，单相辅助母线中设置有控制其通断的辅助隔离开关和单相接地开关。接线装置包括封闭套管和设置在封闭套管内的导电杆，导电杆具有与三相母线分别连接的三个接线端，以及与单相辅助母线连接的连接端。

当主变压器输出的三相电流中的一相出现异常时，则需要使该异常相与三相母线断开，同时通过接线装置将该相所对应的单相辅助母线接入三相母线中来代替异常相，使辅助变压器输出的该相电流补入到三相母线中。异常相退出运行，起到备用作用的单相辅助母线投入使用，从而减小电站系统的停电时间，增加了运行可靠性。在电站系统中，连接单相辅助母线与三相母线连接的连接装置包括封闭套管和设置在封闭套管内的导电杆，而封闭套管由四个顺次连接的三通筒体组成，各三通筒体之间通过波纹管伸缩节连接，各三通筒体与对应相的单相辅助母线连接时，通过三通筒体上的法兰盘与单相辅助母线筒体的法兰盘对接实现固定，并依靠固定在两法兰盘之间的盆式绝缘子来实现电路的导通。各三通筒体之间通过波纹管连接，能够对gis地基误差、gis安装误差及筒体制造误差进行弥补，但是在接线装置中使用较多的波纹管无疑增加了电站及其设备的成本。

技术实现要素：

本发明的目的在于提出一种备用母线连接装置，能够解决现有技术中电站设备生产成本高的问题；本发明另外的目的在于提出一种使用该备用母线连接装置的母线系统，既方便调节，又具有成本低，经济性好的优点。

为实现上述目的，本发明中的备用母线连接装置采用如下技术方案：

备用母线连接装置，包括汇集连接筒体，所述汇集连接筒体由与各相分支母线分别连接的分支筒体组合形成；

各分支筒体上设置有用于连接对应相分支母线的分支母线连接端，以及与相邻分支筒体连接的分支筒体连接端，其中一个分支筒体上设置有与备用母线连接的备用母线连接端；

备用母线连接装置还包括设置在汇集连接筒体内的导电杆，导电杆用于导通各分支母线连接端和备用母线连接端；

备用母线连接端和分支母线连接端均为刚性连接端，供相应的分支母线和备用母线的母线筒直接连接；

两相邻分支筒体之间通过由波纹管形成的柔性连接端连接。

其有益效果在于：操作人员在使用本发明中的备用母线连接装置时，通过两个刚性连接端来将一相分支母线及备用母线连接，在连接前操作人员直接调整分支母线的位置来保证该相分支母线与备用母线的对正，连接剩余两相分支母线时，通过分支筒体之间的两个波纹管来使对应分支筒体上的分支母线连接端与对应相分支母线的母线筒筒对正，由波纹管形成的柔性连接端通过自身轴向、径向变形能够对分支母线与备用母线连接装置之间的制造、装配误差进行补偿，相较于现有技术中利用三个波纹管来调整母线筒的方案，本发明中仅利用两个波纹管就能够达到相同的效果，减少了母线系统及设备的成本。同时，在装配过程中仅需要调整与分支筒体的位置，调节量小，减轻了操作人员的任务量，省时省力，并且通过波纹管也减少了分支筒体之间的应力。

进一步的，在设置有备用母线连接端的分支筒体上，分支母线连接端与备用母线连接端以同轴布置的方式设置在该分支筒体的相背两侧。

其有益效果在于：将分支母线连接端与备用母线连接端同轴布置，便于直接调整与刚性连接端对应的分支母线的位置，也比较容易确定分支母线与备用母线是否对正，操作方便，结构简单。

进一步的，各分支筒体上的分支母线连接端设置在汇集连接筒体的同一侧。

其有益效果在于：将分支母线连接端中的刚性连接端与柔性连接端设置在同一侧，便于操作人员将三相分支母线与汇集连接筒体连接，结构较为简单。

进一步的，同时设置有分支母线连接端和备用母线连接端的分支筒体为t形筒体，t形筒体与三相分支母线中的边相母线对应，t形筒体的两个开口沿分支母线的延伸方向相对布置，相对布置的两个开口作为刚性连接端分别与分支母线及备用母线连接，t形筒体的剩余开口作为分支筒体连接端与相邻的分支筒体柔性连接。

其有益效果在于：将边相母线与备用母线以同轴的方式连接，操作人员具有较大的操作空间来调整边相母线的位置以保证该边相母线与备用母线的对正，并且使用t形筒体也便于操作人员将导电杆装配到汇集连接筒体中。

进一步的，两相邻的分支筒体连接端之间还设置有两端分别穿装在对应分支筒体法兰上的连接螺杆；所述连接螺杆的两端与相应端的筒体法兰通过固定连接结构连接，以在备用母线连接装置对接完成后固定两相邻的分支筒体。

其有益效果在于：通过连接螺杆与分支筒体法兰连接来实现分支筒体固定，连接关系牢靠，结构简单，并且连接螺杆对分支筒体进行支撑，保证了连接的稳定性。

进一步的，备用母线连接装置还包括靠近汇集连接筒体中分支母线连接端设置以用于支撑各相分支母线的分支母线支架。

其有益效果在于：通过分支母线支架来对分支母线进行支撑，结构简单，保证了连接的稳定性。

为实现上述目的，本发明中的母线系统采用如下技术方案：

母线系统，包括备用母线和三相分支母线，三相分支母线与备用母线之间设置有备用母线连接装置，备用母线连接装置包括汇集连接筒体，所述汇集连接筒体由与各相分支母线分别连接的分支筒体组合形成；

各分支筒体上设置有用于连接对应相分支母线的分支母线连接端，以及与相邻分支筒体连接的分支筒体连接端，其中一个分支筒体上设置有与备用母线连接的备用母线连接端；

备用母线连接装置还包括设置在汇集连接筒体内的导电杆，导电杆用于导通各分支母线连接端和备用母线连接端；

备用母线连接端和分支母线连接端均为刚性连接端，供相应的分支母线和备用母线的母线筒直接连接；

两相邻分支筒体之间通过由波纹管形成的柔性连接端连接。

其有益效果在于：操作人员在使用本发明中的备用母线连接装置时，通过两个刚性连接端来将一相分支母线及备用母线连接，在连接前操作人员直接调整分支母线的位置来保证该相分支母线与备用母线的对正，连接剩余两相分支母线时，通过分支筒体之间的两个波纹管来使对应分支筒体上的分支母线连接端与对应相分支母线的母线筒筒对正，由波纹管形成的柔性连接端通过自身轴向、径向变形能够对分支母线与备用母线连接装置之间的制造、装配误差进行补偿，相较于现有技术中利用三个波纹管来调整母线筒的方案，本发明中仅利用两个波纹管就能够达到相同的效果，减少了母线系统及设备的成本。同时，在装配过程中仅需要调整与分支筒体的位置，调节量小，减轻了操作人员的任务量，省时省力，并且通过波纹管也减少了分支筒体之间的应力。

进一步的，在设置有备用母线连接端的分支筒体上，分支母线连接端与备用母线连接端以同轴布置的方式设置在该分支筒体的相背两侧。

其有益效果在于：将分支母线连接端与备用母线连接端同轴布置，便于直接调整与刚性连接端对应的分支母线的位置，也比较容易确定分支母线与备用母线是否对正，操作方便，结构简单。

进一步的，各分支筒体上的分支母线连接端设置在汇集连接筒体的同一侧。

其有益效果在于：将分支母线连接端中的刚性连接端与柔性连接端设置在同一侧，便于操作人员将三相分支母线与汇集连接筒体连接，结构较为简单。

进一步的，同时设置有分支母线连接端和备用母线连接端的分支筒体为t形筒体，t形筒体与三相分支母线中的边相母线对应，t形筒体的两个开口沿分支母线的延伸方向相对布置，相对布置的两个开口作为刚性连接端分别与分支母线及备用母线连接，t形筒体的剩余开口作为分支筒体连接端与相邻的分支筒体柔性连接。

其有益效果在于：将边相母线与备用母线以同轴的方式连接，操作人员具有较大的操作空间来调整边相母线的位置以保证该边相母线与备用母线的对正，并且使用t形筒体也便于操作人员将导电杆装配到汇集连接筒体中。

进一步的，两相邻的分支筒体连接端之间还设置有两端分别穿装在对应分支筒体法兰上的连接螺杆；所述连接螺杆的两端与相应端的筒体法兰通过固定连接结构连接，以在备用母线连接装置对接完成后固定两相邻的分支筒体。

其有益效果在于：通过连接螺杆与分支筒体法兰连接来实现分支筒体固定，连接关系牢靠，结构简单，并且连接螺杆对分支筒体进行支撑，保证了连接的稳定性。

进一步的，备用母线连接装置还包括靠近汇集连接筒体中分支母线连接端设置以用于支撑各相分支母线的分支母线支架。

其有益效果在于：通过分支母线支架来对分支母线进行支撑，结构简单，保证了连接的稳定性。

附图说明

图1为本发明中母线系统的结构示意图；

图2为本发明中母线系统的电气原理图，ds代表隔离开关，es代表接地开关；

图3为图1中d处的局部放大图；

图4为本发明中备用母线连接装置的波纹管部分的结构示意图；

图5为图4中e处的局部放大图；

图中：10-a相分支母线；20-b相分支母线；30-c相分支母线；40-备用母线连接装置；41.分支筒体；411-法兰；412-第一分支筒体；413-第二分支筒体；413-第三分支筒体；42-导电杆；43-l形转接导体；44-t形转接导体；45-波纹管；46-连接螺杆；47-盆式绝缘子；50-备用母线；70-固定连接结构；71-球形垫片组；72-锁紧螺母；73-并紧螺母。

具体实施方式

现结合附图来对本发明中备用母线连接装置及母线系统的具体实施方式进行说明。

如图1及图2所示，为本发明中母线系统的一种实施例：母线系统包括三相单独布置的a相分支母线10、b相分支母线20及c相分支母线30，还包括与这三相分支母线中各相对应以起到替代作用的备用母线50，当母线系统中某一相分支母线因故障而不能工作时，操作人员能够通过操作相应开关来使与其对应的备用母线50代替故障母线，使母线系统仍能够继续稳定工作。

a相分支母线10、b相分支母线20及c相分支母线30均包括母线筒和设置在母线筒内的导电杆42，分支母线的母线筒包括沿图示水平方向布置的水平筒体，还包括连接在水平筒体上的、沿图示竖直方向布置的竖直筒体。水平筒体用于与备用母线50的母线筒连接。母线系统中设置有连接在各相分支母线与备用母线50之间的备用母线连接装置40，备用母线连接装置40的汇集连接筒体由三个分体的分支筒体41顺次连接而成，分支筒体41为能够实现三通的t形筒体。如图3所示，位于最上层的与a相分支母线10对应连接的第一分支筒体412具有两个沿水平方向间隔布置的水平连接口和朝下的竖直连接口，而位于汇集连接筒体中下部的第二分支筒体413、第三分支筒体414均具有两个沿竖直方向间隔布置的竖直连接口和沿水平方向朝向分支母线布置的水平连接口。第一分支筒体412的竖直连接口与第二分支筒体413中朝上的竖直连接口对接，第三分支筒体414中朝上的竖直连接口与第二分支筒体413中朝下的竖直连接口对接。

第一分支筒体412的两个沿水平方向间隔布置的水平连接口，其中一个水平连接口为与a相分支母线10的母线筒连接的分支母线连接端，该分支母线连接端为通过法兰直接与a相分支母线10的母线筒连接的刚性连接端，第一分支筒体412的另一个水平连接口为通过法兰直接与备用母线50的母线筒直接连接的备用母线连接端。第二分支筒体413的竖直连接口作为分支筒体连接端分别与第一分支筒体412、第三分支筒体414连接，第二分支筒体413的的水平连接口作为分支母线连接端与b相分支母线20的母线筒直接连接。而第三分支筒体414的水平连接口作为分支母线连接端与c相分支母线30的母线筒直接连接。第二分支筒体413和第三分支筒体414的分支母线连接端布置在同一侧。

由分支筒体41连接形成的汇集连接筒体中布置有导电杆42，导电杆42通过实现导体转向的l形转接导体43及t形转接导体44，以及直线形的导体连接来导通三相分支母线与备用母线，导电杆42与分支母线中的导电杆的连接端上对应设置有实现导体滑动连接的触指座或触头，触指座内设置有弹簧触指来与触头保持导通。在本实施例中，汇集连接筒体内的开口处及汇集连接筒体内均设有盆式绝缘子47，盆式绝缘子47上嵌设有导通电路的嵌件，嵌件的一侧设有与嵌件导电连接的触指座，另一端设置有与嵌件导电连接的触指座或触头。

在第一分支筒体412与第二分支筒体413之间、第二分支筒体413与第三分支筒体414之间设置有作为柔性连接端的波纹管，波纹管45的两端分别与两相邻分支筒体41上的竖直连接口连接，作为柔性连接端的波纹管45能够补偿两相邻分支筒体41的相对位移。

如图4及图5所示，由于波纹管45是沿着竖直方向布置在两相邻分支筒体41之间的，因此为保证备用母线连接装置40在对接完成后的稳定性，在两相邻分支筒体41连接端之间还设置有绕分支筒体41轴向布置的连接螺杆46，连接螺杆46两端分别与分支筒体41的法兰411连接。分支筒体41的法兰411上设置有供连接螺杆46的穿设的穿孔，穿孔的孔径大于连接螺杆46的直径，连接螺杆46上设置有位于法兰411两侧的固定连接结构70来保证连接螺杆46与分支筒体41相对固定。固定连接结构70包括靠近分支筒体41的法兰411侧面设置的球形垫片组71、用于将球形垫片组71压在法兰411上的锁紧螺母72以及实现防松的并紧螺母73，通过调整连接螺杆46上锁紧螺母72及并紧螺母73的位置能够改变波纹管45的伸缩长度。

操作人员在对母线系统进行对接时，a相、b相和c相分支母线中各相筒体之间设置有补偿分支母线连接时安装误差的分支筒体波纹管，且三相分支母线的筒体均受到对应支撑座的支撑，由于a相分支母线10通过分支筒体41与备用母线50连接，操作人员需要保证a相分支母线10的安装位置以尽可能地减小或消除与备用母线的安装误差。操作人员在连接时，通过与a相对应的分支母线筒体之间的分支筒体41波纹管45及移动支撑座来使a相分支母线10达到预设的安装位置，即a相分支母线和备用母线50处于对正状态，对正之后的a相分支母线10在其他相分支母线连接时不再需要调整位置。

在继续安装b相分支母线20及c相分支母线30时，通过分支筒体41之间的波纹管45来使各分支筒体41上的分支母线连接端与b相分支母线20及c相分支母线30的母线筒对正，最后通过连接螺杆46来保证各分支筒体41之间的相对固定。波纹管45能够补偿汇集连接筒体径向、轴向的安装误差，在这三个与三相母线分别对应的分支筒体41之间，仅利用两个波纹管45就能够完成三相分支母线与备用母线的连接，不再需要调整b相、c相分支母线中的分支筒体波纹管及支撑座，整个对接过程中调节量小。

在母线系统中，包括两组三相分支母线，这两组三相分支母线左右对称布置，且每组分支母线均连接有备用母线连接装置40，这两组分支母线对应的备用母线50连接在同一导体上。

在其他实施例中，可以在备用母线连接装置对接完成后，使用分支母线支架来对各相分支母线进行支撑，以此来保证汇集连接筒体中各分支筒体相对位置的确定，而不再采用连接螺杆的方案。

在其他实施例中，母线系统中仅布置有一组三相分支母线，需要说明的是，三相分支母线的布置结构属于现有技术，而本发明提出的改进在于通过备用母线连接装置来将三相分支母线与备用母线连接，所以三相分支母线的数量可以根据母线系统的需求进行设置，例如布置4组、6组等三相分支母线来通过备用母线连接装置与备用母线连接。

在其他实施例中，备用母线连接端的位置可以设置在汇集连接筒体的中部位置，此时需要使用具有四通结构的十字形分支筒体来分别与对应相母线筒、其他分支筒体及备用母线连接，即此时该十字形分支筒体具有一个分支母线连接端、一个备用母线连接端及两个分支筒体连接端。

在其他实施例中，分支筒体上的作为分支母线连接端的水平连接口可以错开布置，水平连接口的水平投影之间具有夹角，使作为分支母线连接端的水平连接口异面，不局限于将分支母线连接端布置在汇集连接筒体上同一侧的方案。

在其他实施例中，汇集连接筒体可以沿水平方向延伸布置，此时在相邻的分支筒体之间可以仅设置波纹管，而不再设置有固定相邻分支筒体位置的连接螺杆。

本发明中备用母线连接装置，与上述母线系统实施例中的备用母线连接装置的结构和使用方法相同，因此关于备用母线连接装置的实施方式不再重复说明。

以上所述的具体实施方式，对本发明的发明目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡是在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。