分离或连接包括电压变换器的电路的两部分的断路器装置

摘要

公开了一种用于分离或连接电路的两个部分(2，3)的断路器装置，所述电路包括具有绕组(32)的电压变换器(2)，所述断路器装置适于呈现打开位置或闭合位置。它包括：一对电触头(123，121)，包括移动触头(123)和固定触头(121)，所述固定触头弹性安装以与变换器的连接元件(33)形成接触；伸缩式引导装置(10)，引导装置具有固定部分(122)和可移动滑动部分(125)，所述固定部分(122)相对于所述固定电触头(121)固定，所述可移动滑动部分承载移动电触头(123)；以及控制装置(100)，所述控制装置用于在断路器装置处于其闭合位置时使伸缩式引导装置(10)保持伸展状态，或在断路器装置处于其打开位置时使伸缩式引导装置保持缩回状态。所述成对的电触头(121，123)、伸缩式引导装置(10)和控制装置一起构成独立的子组件，以借助于固定装置(6)机械地装配到变换器。该断路器装置适用于变电站。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于分离或连接包括电压变换器的电路的两个部分的断路器装置。

最特别地，本发明适用于电路是气体绝缘变电站(GIS)或铠装变电站的一部分的情况，其在变电站中以中压或高压工作。电压变换器位于密封腔室中，并形成变电站的一部分。

当断路器装置打开时，电压变换器与变电站的其余部分电隔离，且可在不损坏变换器的情况下对变电站进行操作。

变电站是位于电力输送设备与配电线路的接合处的设备，其包含尤其是用于保护、变换和断开的开关装置，该开关装置设计成根据工作要求更改它连接到的电网的某些特性。

背景技术

公知多种用于连接或断开包含在腔室中的电压变换器的装置。在专利申请EP0008821中，变换器是可转动的或可平移运动的，且其连接元件可转动地移动或可平移地移动，以建立或断开与固定电接触元件的接触，所述固定电接触元件通过导体连接到变电站的其余部分上。变换器的移位借助于可移动元件实现。其中变换器可平移运动的结构占用大的空间。在其中变换器可转动的结构中，不可确保腔室正确地被密封，这是因为使用了从腔室突出以驱动变换器的转动的中空轴。此外，变换器被驱动以移动的操作需要大的驱动力。

在日本专利申请JP-2007-250597中，三相电压变换器固定在一个腔室中。它具有固定的高压连接元件。变换器的高压连接元件能够与通过可移动触头连接到变电站的其余部分的连接元件形成电接触，所述可移动触头由冠件承载，所述冠件设置成绕腔室的中心轴线转动，其中，可移动触头置于变换器的固定连接元件与连接到变电站的其余部分的固定连接元件之间。冠件通过转动带齿的轮被致动，所述冠件插入所述带齿的轮中。致动机构是复杂的和昂贵的。在断路器装置导入腔室之前以及其与变换器配合之前，不可预组装该断路器装置。

在法国专利申请FR2870635中，变换装置有固定的高压连接元件，该高压连接元件借助于柔性导电管与可移动电触头连接。当介电支撑件沿着可移动触头的轴线平移运动时，固定在刚性介电支撑件上的可移动触头能够与连接到变电站的其余部分的固定连接元件形成接触。设有用于引导介电支撑件的结构，这些结构固定到腔室上。实施致动切断电压。在该构造形式中，同样不可在断路器装置导入腔室之前预组装该断路器装置。对于高压应用，断路器装置需要大直径的挠性导电管。该断路器装置是笨拙的，因为柔性导电管必须未接触腔室的壁。

法国专利申请FR2080311描述了一种屏蔽的双断式断路器装置，该断路器装置具有两个固定连接元件和两个可移动连接杆，所述两个可移动连接杆可在金属支撑件中平移运动，以在它们部分突出到金属壳的外部时与固定连接元件形成接触。连接杆借助于驱动机构移动，该驱动机构是复杂和昂贵的。该断路器装置不是集成在变换器中，因此是笨拙和昂贵的装备件。

其他类型的断路器装置公知于专利申请DE2414200、EP0744803和DE19850430中。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种不具有上述缺点的断路器装置。

更特别地，本发明的目的是提供一种紧凑的、可预组装且可在变换器安装在密封腔室中之前固定到电压变换器上的断路器装置。类似地，本发明旨在降低断路器装置的总体尺寸，进而降低其成本。当断路器装置处于其闭合位置时，断路器装置的带电构件由刚性元件构成，从而可正确地被定位，且又能够降低总体尺寸，而且还降低了断路器装置的带电构件与附近的带电设备之间产生火花的危险。

本发明的另一目的是提供一种用手操作致动可足够简单和容易的断路器装置。

基于上述目的，断路器装置包括至少一对电触头，其中一个电触头固定，另一个可移动，使得这些触头之间的电连接借助于伸缩式引导装置获得，所述伸缩式引导装置将断路器装置设置在打开位置和闭合位置。

更准确地讲，本发明提供了一种用于分离或连接电路的两个部分的断路器装置，所述电路包括具有绕组的电压变换器。所述断路器装置适于呈现打开位置或闭合位置。它具有至少一对电触头，即移动触头和固定触头，无论断路器装置的位置如何，所述固定触头必须经由连接元件与变换器的绕组电连接。

所述装置还包括用于每对所述电触头的一个伸缩式引导装置，引导装置具有固定部分和滑动部分，其中，所述固定部分相对于所述固定电触头固定，所述滑动部分用于相对于所述固定部分滑动，且所述滑动部分承载移动触头，所述一对电触头经由伸缩式引导装置电连接在一起。

所述装置还包括可从腔室的外部接近的用于保持伸缩式引导装置的控制装置，所述控制装置延伸成：在所述闭合位置，移动触头与电路的另一部分的连接元件接触，而在所述打开位置，伸缩式引导装置缩回，以中断移动触头与所述连接元件之间的接触。

所述装置还包括固定装置。所述成对的电触头、伸缩式引导装置和控制装置一起构成独立的子组件，使得该子组件可借助于固定装置固定到变换器。绕着轴线构造的固定触头以轴向弹性的方式安装，使得在实施所述固定之后固定触头弹性地接合在变换器的连接元件上。通过这种方式，不需在组装后对固定触头进行任何调节。

所述固定装置可相对于伸缩式引导装置的固定部分固定。

在断路器装置具有多个伸缩式引导装置的情况下，所述引导装置的固定部分优选安装在公共的固定介电支撑件上。

固定装置可承载在公共的固定支撑件上。

为了确保滑动移动部分被良好地引导，这些部分可固定到公共的可移动介电支撑件上。

为了确保在断路器装置的移动触头侧具有最优的接触压力，移动电触头可被弹性安装成沿所述移动触头的行进方向移动。

在电路的两个部分的连接元件不与伸缩式引导装置对齐的情况下，固定触头安装在导电偏置条的一端，导电偏置条的另一端固定到伸缩式引导装置的固定部分。

可阻止偏置条相对于伸缩式引导装置的固定部分转动。

偏置条可具有足够的弹性，以确保或有助于确保安装是弹性的。

在另一种变型中，或作为附加特征，固定触头可配备有压缩弹簧。

为了简化断路器装置，即使在断路器装置具有多个伸缩式引导装置的情况下，控制装置也仅连接到一个伸缩式引导装置。

所述控制装置可以成控制杆的形式，所述控制杆的一端弹性地连接到伸缩式引导装置的所述可移动滑动部分上。

控制杆可在其另一端配备有平移的止挡件，所述止挡件设置成：当断路器装置处于其闭合位置时，止挡件阻止控制杆相对于容纳变换器的腔室的平移运动，当断路器装置处于其打开位置时，止挡件是不起作用的，且控制杆被释放以进行平移运动。

控制杆可延伸穿过变换器至腔室的盖板，且当断路器装置固定到容纳在腔室中的变换器上时可从腔室的外部接近所述控制杆。

在用于三相电路的两个部分的情况下，断路器装置可为三相，且在这种情况下，它具有三相的电触头。

有利地，移动电触头可构造成类似于具有大致平坦的顶端部分的蘑菇帽，所述大致平坦的顶端部分与移动电触头的运动方向大致垂直。

本发明还提供了一种配备有本发明的断路器装置的电压变换器。该电压变换器的绕组安装在变换器支撑件上，所述固定装置固定在所述支撑件上。

所述连接元件优选具有大致平坦的表面，所述表面与固定触头的轴线大致成直角定向。

本发明还提供一种气体绝缘变电站或铠装变电站，包括：电压变换器和至少一个具有如上所述特征的断路器装置，其中，电路的另一部分是变电站的另一部分。

优选地，电路的所述另一部的电连接元件构造成类似于具有大致平坦的顶端部分的蘑菇帽，所述大致平坦的顶端部分与断路器装置的移动电触头的运动方向大致垂直。

附图说明

下面，参看附图纯粹示例性地以非限制性的方式描述一些特定的实施例，通过阅读该描述，可更清楚地理解本发明，附图包括：

·图1A和1B示出了本发明的断路器装置，所述断路器装置装配在电压变换器上，且被分别以其闭合位置和打开位置示出；

·图2是断路器装置的透视图，电压变换器配备有所述断路器装置；

·图3示出了本发明的断路器装置的伸缩式引导装置的结构细节；

·图4以横截面示出了断路器装置的固定触头及其与伸缩式引导装置的关系；

·图5A、5B和5C分别示出了在装配到位之前预组装的断路器装置、和本发明的断路器装置中的伸缩式引导装置的可移动的滑动部分及固定部分；以及

·图6A和6B示出了处于其自由位置和其闭锁位置的控制装置。

下面描述的各个图中的彼此相同或类似或等效的部分以相同的附图标记表示，以使其更容易地从在各个图中表示。

为了使附图更容易参看，附图中示出的各个部分不必总是按相同比例绘制。

具体实施方式

现参看示出了根据本发明的一个断路器装置的图1A和1B，所述断路器装置安装在高压或中压电路4的两个部分2和3之间，这两个部分中的一个部分是电压变换器2。电路4是高压或中压气体绝缘变电站或铠装变电站。变电站4以虚线图解性地示出。

电压变换器2位于密封腔室41中。该密封腔室41通常充注有绝缘气体，例如六氟化硫(SF₆)。所述密封腔室由侧壁5、基部22和盖板40限界。腔室41的基部22由介电材料例如环氧树脂或例如热塑性聚酯制成。壁5和盖板40是导电的。

电路的另一部分3以变电站4的一个或多个高压或中压导体图解性地示出。

断路器装置被设计成向电压变换器2施加电压或从电压变换器2移除电压，以将变换器与变电站4的其余部分分离(或不分离)。变电站的导体30通过腔室的基部22伸入到腔室41中。这些导体中的每个导体以位于腔室41中的固定连接元件21终止。

图1A示出了处于其闭合位置的断路器装置1，图1B示出了其打开位置。在变电站4不带电即没有施加电压时从闭合位置切换到打开位置，或反之。

在图1A和1B中，电压变换器2被示为具有三相，但它也可以具有单相。也可参看以透视图示出了包括电压变换器2和断路器装置的子组件的图2。电压变换器2具有三组绕组32，所述绕组以三角形或星形构造方式连接，且每个绕组绕着芯35缠绕。三组绕组32通过支撑件31相对彼此被保持在位，所述支撑件31下面称作支撑框架，所述绕组固定在所述支撑框架上。

断路器装置1具有至少一对电触头123、121，一对电触头中的触头121是固定触头。固定触头设计成用于保持接触在与电压变换器2的绕组32连接的连接元件33上。电压变换器2的连接元件33成导电板的形式。它由气体屏蔽件34包围。

固定电触头121绕着轴线构造。断路器装置的固定电触头121弹性地被保持挤压在变换器2的导电板33上，而不管断路器装置1是打开还是闭合。固定电触头121详细地示于图3、4和5A中。

断路器装置1的所述一对电触头中的另一电触头123是可移动的。当断路器装置闭合时，它与电路的所述另一部分3的固定电连接元件21形成电接触。在打开位置，它远离电连接元件21。

在该示例中，固定电连接元件21是导体的终端，当工作时，电压变换器2必须与该终端连接。

由于电压变换器2被示为具有三相，因此，断路器装置1也具有三对电触头。在说明书的其他部分中，要继续描述的是具有多对电触头的断路器装置1。

断路器装置1还包括伸缩式引导装置10，该伸缩式引导装置10与断路器装置的移动触头123中的相应的一个移动触头配合，且是导电的，而且具有固定部分122和滑动移动部分125，该滑动移动部分125相对于固定部分122滑动且以移动触头123终止。在该示例中，滑动移动部分125成滑动杆的形式，固定部分122成外管的形式，滑动移动部分125在所述外管中滑动。除了该杆和管的形式以外，其他形式也可用于该装置。

图5B和5C以“分解”的形式示出了伸缩式引导装置10，其中，图5B示出了它们的移动部分125，图5C示出了它们的固定部分122。

在该示例中，断路器装置1为三相，因此，具有三个伸缩式引导装置10。伸缩式引导装置10排成一列，中间一个，外侧两个。伸缩式引导装置10中的一个伸缩式引导装置与断路器装置的控制装置100配合，所述控制装置100成控制杆100的形式。优选地，中间伸缩式引导装置10与控制杆100配合。控制杆100实际是中间伸缩式引导装置10的滑动杆125的延伸部。在控制杆100的与滑动杆125相反的端部处，控制杆100延伸到腔室41的盖板40中的开口。将断路器装置1从其打开位置切换到其闭合位置的操作以及相反的操作通过致动控制杆100执行。控制杆100在未被阻止平移时可自由地平移地移动，且控制杆在其安装在伸缩式引导装置10中以及盖板40中的高度处被径向引导，这可参看下面看出。

断路器装置1的电触头123和121以及伸缩式引导装置10构成子组件，该子组件借助于固定装置6固定到变换器2。在该示例中，子组件的上述固定是固定到电压变换器2的支撑框架31上，而支撑框架31本身固定到盖板40。可参看图3和5A。在图5A中，示出的本发明的断路器装置1处于在装配在变换器2上之前的预组装状态。所述成对的电触头121和123、伸缩式引导装置10和控制装置100共同构成独立的子组件。借助于该预组装，将断路器装置固定到变换器2从而固定到盖板40以及将其装配到腔室41中的操作相对于现有技术的断路器装置来说更为容易。

绕着轴线构造的固定触头121以轴向弹性方式安装。在被装配到位时，固定电触头121以使固定电触头121在装配之后不需要纵向调节的方式弹性地接合在电连接元件上。电连接元件33具有大致平坦的表面，该表面相对于其目的而言足够大，且与独立的子组件的固定方向大致成直角地被定向。因此，在装配之后不需要侧向调节。

在具有一个以上的伸缩式引导装置10的情况下，这些装置全都固定在一起，以通过控制杆100同时致动，这是因为控制杆100仅连接到它们中的一个上，即中间伸缩式引导装置10上。伸缩式引导装置10的固定部分122安装在公共的介电固定支撑件105上。在该示例中，三个伸缩式引导装置10大致彼此对齐，且公共的固定支撑件105是大致平坦的。伸缩式引导装置10的移动部分125也固定到大致平坦的公共的介电可移动支撑件130上。它们也彼此对齐。通过采用这种方式，当控制杆101被致动时，所有移动部分125同时被移动，在它们的运动中，它们移动移动触头123。每个滑动部分125分别以一个移动触头123终止，所述移动触头大致成蘑菇帽的形式，其具有大致平坦的顶端部分。每个移动触头123被安装成相对于与其配合的滑动移动部分125沿移动触头的运动方向产生弹性屈服。为此，示出的压缩弹簧127环绕着滑动移动部分125设置，且在一侧接合在移动触头123上，在另一侧接合在公共的可移动支撑件130上。由于接触压力，在装配之后不需纵向调节。

电路的所述另一部分3的连接元件21可以为具有大致平坦的顶端部分的类似的蘑菇帽的形式，当断路器装置1闭合时，两个蘑菇帽面对面接触。这种形式改进了介电性能，这是因为它们避免了电场的任何集中。触头的质量可通过触头的表面处理例如通过镀银改善。而且，在装配之后不需要侧向调节。

电压变换器2的连接元件33不是彼此对齐的，而是在一个共同的平面上成三角形。断路器装置1的固定触头121也以三角形图案设置，使得断路器装置1在三角形与直线之间切换。下面将描述如何这样做。

断路器装置1的一对触头中的电触头123和121电连接在一起。这从移动触头123开始、经由伸缩式引导装置10的滑动移动部分125和固定部分122以及在一端承载固定触头121的导电偏置条120实现。固定触头121能够与压缩弹簧140和环形滑动接触部143配合，所述环形滑动接触部是位于固定电触头121的基部处的偏置条120的一部分。在一个变型中，或除上述以外，偏置条120足够弹性，以确保或有助于确保固定触头121与连接元件33之间的弹性接触。相应地选择偏置条的材料。

有利地，独立的断路器装置1因此可固定到支撑框架31，而没有任何必要调节它们之间的距离。每个偏置条120在其另一端处固定到伸缩式引导装置10中的相应的一个的固定部分122上，例如通过螺纹固定，且它们通过偏置销142相对于公共固定支撑件105不可转动地被锁定。偏置条120中的螺纹在图4中以附图标记144示出。从滑动触头123到固定触头121的电连续性通过滑动杆125、管122和偏置条120确保。偏置条120相对于公共的固定支撑件105的合适的角度方位能够使固定触头121获得三角形图案的期望配置方式。

断路器装置1的移动触头123和/或固定触头121的弹性安装能够补偿变换器2的三相与电路的另一部分2的三相之间的轴向公差，且还使每相均获得最优的接触压力。

在图3和4中，伸缩式引导装置10的固定部分122固定到公共的固定支撑件105和与其关联的偏置条120上。公共的固定支撑件105夹在固定部分122的环形凸出部122a、和与所涉及的伸缩式引导装置10相关的偏置条120之间。优选地，在滑动部分125的外壁中提供凹槽124，突出的弹性滑动连接元件126装配在所述凹槽124中，以确保伸缩式引导装置10的移动滑动部分125和固定部分122之间具有良好的电接触。在图5B中可看见凹槽124，在图4中可看见突出的滑动接触部126。

如上所述，断路器装置1还包括用于将变换器2固定到支撑框架31上的固定装置6。没有内部固定到腔室41，这在现有技术中布置起来是复杂的。还使得将断路器装置1装配到电路的部分2或3中的一个上的操作更容易，不存在可达性问题。在专利申请FR2870635中，需要提供固定到腔室的内侧的引导件。

特别是在图3和5A中示出了固定装置6。在固定装置6固定到电路的部分2的情况下，断路器装置1的固定触头121中的每个固定触头与电路的部分2的相应的一个电连接元件33电接触。在该示例中，所涉及的电路的部分2是电压变换器，在变换器的支撑框架31的水平处实施固定，所述支撑框架31本身安装在盖板40上。固定装置6可包括金属板101，所述金属板101借助于金属螺栓103固定到电压变换器2的支撑框架31，绝缘柱104在一侧固定到金属板101，在另一侧固定到伸缩式引导装置10的公共的固定支撑件105上。金属螺栓103是绝缘柱104的延伸部。金属板101在伸缩式引导装置的同一侧可叠放屏蔽元件102。金属板101的形状和屏蔽元件102的形状设计成优化它们附近的电场分布。在图3中，金属板101和屏蔽元件被组合，屏蔽元件不可见。示出了三个绝缘柱104，但也可有更多或更少的绝缘柱。

中间伸缩式引导装置10的可移动滑动部分125在其与承载有移动触头123的端部相反的端部上配备有可缩回的接合件106，所述接合件106可平移地移动。该可缩回的接合件106在一个端部处靠压在压缩弹簧107上，该压缩弹簧107装配在形成在滑动杆125中的壳体中。接合件106在其另一个端部处固定到控制杆100。当它由控制杆100推动时，它通过弹簧107靠压在中间伸缩式引导装置10的可移动滑动部分125上，所述滑动部分125与移动触头123一起移动，使得移动触头接合在电路的所述另一部分3的相应的固定连接元件21上。为了与轴向公差无关地产生足够高的接触力，弹簧107被压缩。此时，中间伸缩式引导装置10处于其伸展状态。在外伸缩式引导装置借助于公共的可移动支撑件130相对于中间伸缩式引导装置固定时，所有移动触头123大致同步移动。通过将控制杆100推入腔室41中而对控制杆100实施的致动(如图1A中的箭头所示)通过操作人员实施。当控制杆已达到其行程的末端时，操作人员借助于止挡件141止挡控制杆，所述止挡件例如成钟的形式，然后例如借助于螺钉15将其固定到盖板40中。移动触头123此时处于接合状态，且压缩弹簧107被压缩。断路器装置1此时处于其闭合位置。操作人员可借助于挂锁45将控制杆100锁定在该位置处，使得断路器装置1不能被不正确地打开。钟形止挡件141的顶部穿过锁定板44。

现参看图6A和6B。

为了颠倒所述过程步骤，当控制杆100被解锁时，它通过从密封腔室41的冒出被移动(如图1B中的箭头所示)，而不需施加任何外力，这是因为腔室41中充注的气体的压力。可缩回的接合件106被止挡在弹性环108上，所述弹性环108装配在滑动移动部分125的孔中的凹槽中，这在弹簧107松弛时防止其移动。

总之，在断路器装置1的闭合位置(图1A)，其固定触头121与电压变换器2的连接元件33电接触，而其移动触头123与电路的另一部分2的固定连接元件21电接触。控制杆100通过止挡件141保持锁定到盖板40。伸缩式引导装置10处于它们的伸展状态。

在断路器装置1的打开位置(图1B)，每个伸缩式引导装置10的可移动滑动部分125缩回到固定部分122的内部中，移动触头123与固定连接元件21间隔开，且控制杆100已升高，以从盖板40冒出，同时钟形止挡件141不再固定到盖板上，这可从图1B中看出。

为了确保腔室41的密封的完整性，控制杆100在它穿过盖板40的水平处配备有一个或多个密封件42、43。图6A和6B示出了这些密封件中的三个密封件，其中以附图标记43表示的两个密封件构成一对，这两个密封件是与腔室41的内侧最接近的密封件。它们的功能是确保腔室41的内部与外部之间的正确密封。作为与腔室的外部最接近的密封件的最后一个密封件42的目的是防止灰尘进入腔室。当断路器装置打开时可从腔室41的外部接近，因此如果需要可容易地更换。

尽管已示出和详细地描述了本发明的一个实施例，但应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下可进行各种改变和修改。