在单个外壳中使用单相设备的三相开关设备的制作方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年12月19日提交的欧洲专利申请号18214153.1的申请日的权益，其全部内容通过引用并入本文。

本发明涉及一种用于变电站的低压、中压或高压的三相开关设备或控制设备。

背景技术：

在最先进的开关设备和控制设备(也称为控制装置)设计中，三相的初级电路针对每个馈电电路成组地布置，从而共同形成三相馈电电路。针对所有三个相，存在用于断路器的一个公共驱动机构、用于隔离器的一个公共驱动器和用于接地开关的一个公共驱动器。

这种布置对于处理和维护目的可能是有问题的，并且在整个电源电路中具有内部电弧故障的相关风险。

有必要解决这些问题。

技术实现要素：

因此，具有开关设备或控制设备的更好设计将是有利的。

本发明的目的通过独立权利要求的主题来解决，其中其他实施例并入从属权利要求中。

在第一方面，提供了一种三相开关设备或控制设备，该三相开关设备或控制设备包括：

-至少一个隔室；

-第一相的多个部件；

-第二相的多个部件；以及

-第三相的多个部件。

第一相、第二相和第三相的多个部件各自包括主母线、三位置线性或旋转运动隔离开关、单相断路器极和电缆连接件。第一相、第二相和第三相的多个部件被容纳在至少一个隔室中。

在示例中，至少一个隔室包括至少两个隔室。对于第一相、第二相和第三相，主母线、三位置线性或旋转运动隔离开关和单相断路器极被容纳在至少两个隔室中的第一隔室中。

在示例中，三个电缆连接件被容纳在至少两个隔室中的第二隔室中。

在示例中，第二隔室包括门或可移除壁区段。开关设备或控制设备被配置为使得操作人员可以在开关设备或控制设备运行时经由门或可移除壁区段访问第二隔室的内部。

在示例中，第二隔室通过防电弧隔离装置与第一隔室隔开。

在示例中，对于第一相、第二相和第三相，套管组被用于将每相的电缆连接件连接到被容纳在第一隔室中的每相的部件。

在示例中，电流和电压传感器被嵌入到三个套管组中的每个套管组中。

在示例中，第一相、第二相和第三相的多个部件各自包括断路器单相执行器。

在示例中，三个断路器单相执行器被容纳在除第一隔室之外的隔室中。

在示例中，至少一个隔室包括第三隔室。三个断路器单相执行器被容纳在第三隔室中。

在示例中，容纳有三个断路器单相执行器的隔室包括门或可移除壁区段。开关设备或控制设备被配置为使得操作人员可以在开关设备或控制设备运行时经由门或可移除壁区段访问第三隔室的内部。

在示例中，容纳有三个断路器单相执行器的隔室通过防电弧隔离装置与第一隔室隔开。

在示例中，电流和电压传感器被嵌入在三个单相断路器极中的每个中。

附图说明

下面将参考以下附图描述示例性实施例：

图1示出了三相开关设备或控制设备的示例；以及

图2示出了三相开关设备或控制设备的示例。

具体实施方式

图1至图2示出了用于在低压、中压或高压变电站中操作的开关设备或控制设备的示例。

一个示例涉及一种三相开关设备或控制设备，该三相开关设备或控制设备包括至少一个隔室3、9、10、12、第一相的多个部件、第二相的多个部件和第三相的多个部件。第一相、第二相和第三相的多个部件各自包括主母线8、三位置线性或旋转运动隔离开关2、单相断路器极4和电缆连接件7。第一相、第二相和第三相的部件被容纳在至少一个隔室中。

根据示例，至少一个隔室包括至少两个隔室。对于第一相、第二相和第三相，主母线、三位置线性或旋转运动隔离开关和单相断路器极被容纳在至少两个隔室中的第一隔室9中。

根据示例，三个电缆连接件被被容纳在至少两个隔室中的第二隔室10中。

根据示例，第二隔室包括门或可移除壁区段。开关设备或控制设备被配置为使得操作人员可以在开关设备或控制设备运行时经由门或可移除壁区段访问第二隔室的内部。

根据示例，第二隔室通过防电弧隔离装置与第一隔室隔开。

根据示例，对于第一相、第二相和第三相，套管组5用于将每相的电缆连接件连接到被容纳在第一隔室中的每相的部件。

根据示例，电流和电压传感器被嵌入到三个套管组中的每个套管组中。

根据示例，第一相、第二相和第三相的多个部件各自包括断路器单相执行器1。

根据示例，三个断路器单相执行器被容纳在除第一隔室之外的隔室中。

根据示例，至少一个隔室包括第三隔室12。三个断路器单相执行器被容纳在第三隔室中。

根据示例，容纳有三个断路器单相执行器的隔室包括门或可移除壁区段。开关设备或控制设备被配置为使得操作人员可以在开关设备或控制设备运行时经由门或可移除壁区段访问第三隔室的内部。

根据示例，容纳有三个断路器单相执行器的隔室通过防电弧隔离装置11与第一隔室隔开。

根据示例，电流和电压传感器被嵌入在三个单相断路器极中的每个中。

因此，提供了一种新的变电站开发，其中三相开关设备或控制设备具有逐相分离的初级电路布置。这使得所有开关设备的驱动器都能够被设计为仅单相，并且从而避免了对并联布置的需要。由于每个单相具有驱动器(即，所需要的驱动器数的三倍)，每相的初级电路可以以更紧凑的方式布置，从而节省大量材料和组装工作，同时相间距离显著增加。在很多操作方面，开关设备或控制设备的行为也得到了改进。

新设计既适用于人工操作的开关设备和控制设备，也适用于具有无人操作和维护的开关设备或控制设备。

换言之，所有当前最先进的开关设备和控制设备设计都具有按馈线分组的初级电路。然而，对于这里描述的新设计，已经发现开关设备或控制设备进展到初级电路上的逐相布置是有利的。这种布置将初级电路上的部件数目减少到最少，降低了整个电源电路中内部电弧故障的风险，并且允许将部件模块化为单相开关设备加上驱动子部件。这有助于人工或自动化维护系统更好地处理(与当今的三相设备相比，重量和尺寸更小)。

继续附图，现在描述具体特征。

图1示出了三相开关设备或控制设备的详细示例，其中为了便于参考，列出了以下所示特征：

1.断路器相执行器和辅助设备；

2.具有单相执行器和辅助设备的三位置隔离器；

3.防电弧外壳；

4.单相断路器极；

5.内嵌有电流和电压传感器的套管；

6.接地铜；

7.电缆连接件铜；

8.主母线；

9.电路的主空间(这可以包括自动化维护系统)；

10.电缆隔室与电路9的主空间隔离，侧壁用于在馈线之间进行隔离，在移除可移除盖子或打开门(如图1中的底壁所示)之后可访问。

如图1所示，三相开关设备或控制设备的不同相的初级电路具有逐相布置，而不是按馈线组布置。通过相分离可以获取以下优点：

1.)尽量减少部件数目和初级电路的总长度；

2.)通过增加相间距离来降低相间内部电弧故障的风险，同时保持开关设备或控制设备的小占地面积；

3.)增加相间距离会在短路情况下降低初级电路上的机械应力；

4.)增加相间距离会降低绝缘部件上的介电应力；

5.)这种布置可以显著减少开关设备或控制设备的占地面积；

6.)与当今最先进的技术相比，可以改善热通风，从而更好地利用铜

7.)能够切换单相负载。

新的逐相布置的开关设备或控制设备为主开关设备的重新设计开辟了空间，该设备可以被模块化为单相开关设备加上驱动子部件。这可以通过人工或自动化维护系统更好地处理(与当今的三相设备相比，重量和尺寸更小)。

现有开关设备或控制设备布置中使用的很多部件可以在新布置中重复使用。三位置隔离开关如图1所示，但它的可抽出式断路器工作原理是一种可行的替代选择。

各相馈线电路与主母线、三位置隔离开关、断路器和电缆连接杆具有短路t-off。虽然主母线和开关设备可以位于所有馈线共用的一个大的隔室中，但电缆连接件位于每个馈线分开的电缆终端盒中。这有助于操作人员在开关设备或控制设备运行时访问电缆终端。

电缆隔室与主电路空间的隔离为操作人员提供了最低ip1x防护等级。每个隔离的电缆隔室都配备有用于在发生内部电弧时排出热气的挡板，或者可以使用快速动作的主动电弧故障保护装置来避免对电缆隔室加压。因此，每个电缆隔室外壳都可以对主电路的主空间以及外部空间进行防电弧。

电流和电压测量优选地由电流和电压传感器提供，电流和电压传感器可以被嵌入在主电路空间与电缆隔室隔离的套管中。

如图1所示，电流和电压测量是经由嵌入在套管中的电流和电压传感器提供的。然而，电流和电压测量可以由电流和电压互感器提供。

图1示出了所有三相共用的主电路隔室。在相之间提供接地金属或绝缘材料隔离进一步增加了针对相间内部电弧的保护。

图1示出了针对每个馈线而嵌入所有三相的电缆隔室箱10。电缆隔室还可以每相被隔离，以增加针对相间内部电弧的保护。

图1示出了与主电路空间分开的防电弧电缆室。然而，电缆室不必与主电路空间分开。

还需要注意，图1所示的旋转三位置隔离开关可以替换为线性三位置隔离开关。

然而，可以应用可抽出式操作原理，即，断路器极可以被设计为可抽出式并且极的运动实现断开，而不是具有隔离开关装置。

在图1中，电流和电压传感器被嵌入在套管中。但是，这些部件也可以单独设计，并且定位在电缆隔室或主电路隔室中。此外，电流和电压传感器可以嵌入断路器极中。

图1示出了具有无人操作的开关设备或控制设备，主电路空间中的初级电路只有在断电时才可供操作人员使用。

如图2所示，对于人工操作和维护的开关设备或控制设备，实现了与关于图1所描述的相同的原理。安全空间12被提供作为其中容纳有断路器单相执行器和辅助设备的附加隔室，该安全空间12通过附加的防电弧隔离装置11与主隔室隔开。因此，通过为维护和操作人员添加覆盖主电路隔室的防电弧隔离装置而提供了另一功能。电缆终端隔室的底壁(如图2底部所示)可以是可移除盖子或门，以便于操作人员访问。

初级电路可以包括图1中未描述的其他部件和设备，诸如接地开关、电压指示、电涌放电器、ufes、is限制器、接触器、负载断路开关、熔断器。在这种情况下，保留了所描述的逐相分离原理。

还应当注意，如果开关设备或控制设备位于在开关设备或控制设备运行时拒绝人员访问的变电站中，则开关设备或控制装置外壳不必是防电弧的。