氣體絕緣開關裝置的製作方法
2024-03-25 15:07:05 1
專利名稱：氣體絕緣開關裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種氣體絕緣開關裝置，具體說，涉及一種便於操作和防範接地故障的氣體絕緣開關裝置。
為了對少發性故障做好防範準備，在變電站中的氣體絕緣開關裝置中已經研製和使用了各種各樣的傳感器，以便精確測定其中的這類故障的位置。
例如，「變電站監測系統」(Cooperate Research Group of Electrics.Vol.42，No.3，February 1987，PP.64～68)中提出了下列一些檢測氣體絕緣開關裝置中接地故障的方法(1)檢測接地故障電流的方法。
(2)在氣壓升高是由於接地故障引起的情況下，檢測氣壓升高量和變化量的方法。
(3)檢測由接地故障產生的振動及聲波的方法。
(4)用裝在氣體絕緣開關裝置中的光傳感器檢測由接地故障產生的光的方法。
(5)檢測由接地故障產生的分解氣體的方法，和(6)用遠紅外檢測攝像機檢測由於接地故障引起的溫度升高的位置的方法。
這些用於變電站中的氣體絕緣開關裝置中接地故障的發生概率通常是非常低的，儘管如此，仍需要眾多的傳感器以便精確測定接地故障的位置，因而，接地故障的檢測就其可靠性和經濟性而言還存在許多問題。
例如，用上面指出的任一種常規方法，若想精確測定接地故障的位置，需要在每個機械及設備單元內或每個氣區內都裝傳感器，因此，一個大型變電站就需要幾百個傳感器。
一般地，如前所述(2)檢測氣體壓力的方法被廣泛採用，原因在於它的檢測靈敏性、檢測可靠性及經濟性。然而，變電站中機械及設備的合理化目前有了進展，並且它們的氣區尺寸擴大了。由於這個原因，由接地故障所引起的氣體壓力的升高量和變化量減小了，這導致接地故障的檢測變得困難了。
鑑於上述常規技術的缺點，本發明的目的是提供一種氣體絕緣開關裝置，它具有一個經濟有效的接地故障位置確定系統，這種故障的發生概率極低。
為了實現本發明的以上目的，本發明人通過大量經驗確認下列一些情況。
1.當接地故障在氣體絕緣開關裝置中發生時，由於接地故障電流使得接地箱(grounded tank)的外表面溫度升高。
2.在絕緣隔片部位，聯接部位，開關裝置部位及導體端部部位，接地故障的發生概率相對要高。
3.接地故障電流電弧在氣體絕緣開關裝置中由其中感應的電磁力而運動，並有極大可能停留在上面指出的部位當中的一處，因而檢測接地箱的以上所述的部位附近的溫度是有效的。
4.在盛夏季節的陽光直射下，氣體絕緣開關裝置的接地箱的表面溫度可能達到100℃，在這樣可能高的溫度下遏制可變色部件的顏色變化是必要的。
5.作為可變色部件，在接地箱的外表面上塗覆一層漆，並在接地箱的外表面上粘貼一個標籤狀部件。
為實現本發明的上述目的，本發明鑑於以上確認的情況採取了下列一些措施。
一套氣體絕緣開關裝置由一個或多個機械及設備單元聯接在一起組成，其中的每一個又是由接地箱、布置於接地箱中的高壓部分和多個用於支撐高壓部分或者既用來支撐高壓部分也用來分隔接地箱的充氣空間的絕緣隔片組成，其特徵在於至少在接地箱的外表面的一部分上塗有或貼有可變色部件以用於檢測由高壓部分與接地箱間的接地故障而引起的發熱。
進一步地，這種氣體絕緣開關裝置的特徵在於其高壓部分至少包括一個簡單的導體部分、一個導體聯接部分、一個導體端部和一個開關裝置部分。
更進一步地，這種氣體絕緣開關裝置的特徵在於其可變色部件是塗在或貼在靠近導體聯接部分，開關裝置部分和/及絕緣隔片的接地箱外表面上。
再進一步地，這種氣體絕緣開關裝置的特徵在於其高壓部分在一個機械及設備單元中形成了導體端部，而可變色部件是塗在或貼在與此機械及設備單元中的導體端部相對的接地箱外表面上。
再進一步，這種氣體絕緣開關裝置的特徵在於有多個機械及設備單元彼此聯接在一起，而可變色部件塗在或貼在每個機械及設備單元的外表面上。
還進一步地，這種氣體絕緣開關裝置的特徵在於其可變色部件要麼放在陽光不能直射的接地箱外表面區域內，要麼放在接地箱的外底側表面。
還再進一步，這種氣體絕緣開關裝置的特徵在於選擇其可變色部件的正常顏色，使之與機械及設備單元塗覆的漆色相同。
附圖簡述
圖1是第一個實施例的斷面圖，其中本發明用於氣體絕緣母線裝置，其代表機械及設備單元的一種。
圖2是經改進的第一實施例的斷面圖，其中本發明用於三相共箱型氣體絕緣母線，其代表機械及設備單元的一種。
圖3是第二實施例的斷面圖，其中將本發明用於含有一個導體端部的氣體絕緣母線，其代表機械及設備單元的一種；圖4是第三實施例的斷面圖，，其中本發明用於開關裝置部分，其代表機械及設備單元的一種。
圖5是第四實施例的斷面圖，其中本發明用於多個機械及設備單元聯接在一起的情況。
圖6是一個機械及設備單元的徑向斷面圖，用來解釋陽光直射與根據本發明需將可變色部件安排在機械及設備單元的外表面的何處的關係。
圖7是一個應用本發明的氣體絕緣開關裝置的一個實例的斷面圖。
實施例詳述先來解釋圖7，它是應用了本發明的氣體絕緣開關裝置的一個實例的斷面圖。
在圖7中，標號101表示的是一電纜聯接部分，標號102是電壓互感器，標號103是一隔離開關，標號104是一斷路器，標號105是一電流互感器，而標號106是氣體絕緣母線。
這些個別的機械及設備裝在各自的機械及設備單元中，每個單元均由接地箱1、置於接地箱1中的高壓部分2和錐形絕緣隔片3組成，其中絕緣隔片3既用來支撐高壓部分2也用來分隔充氣空間以限定機械及設備單元。
本發明試圖精確測定這種機械及設備單元中接地故障的位置。圖7中陰影所示的部分表示是根據本發明需布置可變色部件的位置。
根據本發明的第一實施例參考圖1和圖2來解釋。
圖1是氣體絕緣母線的斷面圖，代表機械及設備單元的一個實例。
在氣體絕緣母線中，代表高壓部分的中間導體2布置在接地箱1中，而中間導體2是由多個支撐隔片4支撐的。進一步，每個接地箱1都提供了法蘭6和錐形絕緣隔片3，用作每一個幾米長的機械及設備單元的氣體分隔，各個機械及設備單元在它們的法蘭處聯接。這些錐形絕緣隔片3形成了各個機械及設備單元之間的氣體分隔，也支撐著各個中間導體2。當聯接各個機械及設備單元時，中間導體2的聯接是通過如所示的緊固螺栓在聯接位置8完成或通過接觸聯接部分7完成。
在根據本實施例的氣體絕緣母線中，可變色部件塗在或貼在支撐隔片4的固定基座5上，並且在錐形絕緣隔片3的聯接法蘭6附近的接地箱外表面上，以及在正對著聯接位置7和聯接位置8的外表面上。
例如，若一接地故障發生在這種構造的氣體絕緣母線中，如電弧A指示的位置，電弧A將在接地箱1中因其感應的電磁力而運動，而當電弧A抵達支撐隔片4等位置時，支撐隔片4及此類部件將被電弧A碳化，電弧A停留的位置如圖中電弧B所示。由於電弧B的停留，用於相應的支撐隔片4的固定基座5被加熱至高溫。結果是，用於各個支撐隔片4的各個固定基座5的外表面均分別塗有或貼有可變色部件9，在接地故障發生處，施加於支撐隔片4的固定基座5上的可變色部件9的顏色將變化，這樣，發生接地故障的位置就被精確測定。
圖2是三相共箱型氣體絕緣母線的斷面圖，其中應用了本發明。
在三相共箱型氣體絕緣母線中，用於各相的三根中間導體2布置在接地箱1中，並由其中的各個支撐隔片4支撐。可變色部件9塗在或貼在各個隔片固定基座5的外表面。在這種類型的氣體絕緣母線中，當一接地故障發生時，接地故障點的位置可通過可變色部件9的顏色變化以圖1所示的氣體絕緣母線中相同的方式檢測到。此外，在本改進實施例中，可實現接地故障相別的判別。
根據本發明的第二實施例參考圖3解釋。
圖3是含有一個導體端部的氣體絕緣母線的斷面圖，代表機械及設備單元的一種。
在導體端部位置，一接地箱端部10聯接在接地箱1上，而導體端部屏罩11配接在接地箱1中的中間導體2的端部。進一步地，在接地箱端部11的外表面塗有或貼有可變色部件9。
如果一接地故障發生在這種構造的氣體絕緣母線中，接地故障電流電弧A將按前面說明的相同方式在接地箱1中運動，最終很可能停留在末端位置電弧B處。換言之，通過接地箱端部10的外表面施加的可變色部件9，在這種接地故障情況下，其溫升可以檢測到，因而所發生的接地故障的位置被精確測定。
根據本發明的第三實施例參考圖4說明。
圖4是開關裝置部分的斷面圖，它代表機械及設備單元的一例。
在接地箱1中的開關裝置部分，設有開關裝置12其操作可切斷或接通中間導體2及2，可變色部件9塗在或貼在與開關裝置12相對的接地箱1的外表面上。由於在開關裝置部位接地故障的發生概率相對較高，所以在這個位置施加的可變色部件9是非常有效的。
根據本發明的第四實施例參考圖5解釋。
圖5是其中有多個機械及設備單元相互聯接的示意圖。
已知在圖1中說明的那樣，氣體絕緣母線的各個接地箱1藉助於法蘭6和錐形絕緣隔片3相聯接，而可變色部件9塗在或貼在法蘭6與錐形絕緣隔片3的聯接處附近。當多個型式的機械及設備單元聯在一起時，使用了可變色部件9a～9f，例如，在各個被連接的接地箱1a～1d的聯接法蘭6a～6c附近，發生接地故障的位置可以容易地精確測定到，損壞的部分可通過拆下已變色的可變色部件9附近的相應法蘭6處所連接的接地箱1而方便地得到維修。
在以上所說明的實施例中，已解釋了可變色部件要塗在或貼在多種類型的機械及設備單元上。在下文中，一項調研結果表明，用於多種不同類型的機械及設備單元的可變色部件都是塗在或貼在接地箱的同一位置。
圖6表示一個示例性的機械及設備單元的徑向斷面圖。
接地箱1的外表面溫度通常由外部環境溫度，由於電流流經中間導體2的發熱導致的溫升以及由於陽光13照射導致的溫升共同決定。
當假設外部環境溫度為40℃，由於電流引起的溫升大約40℃，而陽光13引起的溫升大約20℃時，則接地箱1外表面的最高溫度估計可達100℃左右。
因此，為了高靈敏度地檢測由於接地故障引起的溫升，設定可變色部件的變色溫度在100℃左右假定有效。然而，為了避免其誤動作，在實際應用中設定的變色溫度比上面指出的最高溫度稍高一些是可取的。
鑑於以上一些事實，把可變色部件施加於陽光13影響甚微的圖六所示的X區域內是可取的，而且，為了適應氣體絕緣開關裝置中機械及設備單元的各式布置，把可變色部件施加於接地箱1的外側底表面Y處是最好的。
進一步地，可變色部件的顏色是通常引人注目的顏色為好，因此，可變色部件變色前的顏色要與氣體絕緣開關裝置的通常漆色相匹配為好。
已如上文所解釋的，本發明不需昂貴的傳感器，也不需要處理從這些傳感器來的信號的監測系統，就可以簡單可靠地精確測定接地故障點。目前的氣體絕緣開關裝置中的故障率是極低的，而用一個低動作率的大規模監測系統是不經濟的。然而，根據本發明，把可變色部件簡單地塗在或貼在接地箱上即可滿足要求，因此經濟性的優點得到了顯著的改善。
本發明用極簡單的方法實現了精確測定氣體絕緣開關裝置中的接地故障點的目的，它與靠使用各種傳感器及用它們聯通的監測系統來完成診斷的常規方法比較就經濟性而言具有很大的優越性。
權利要求
1.一種氣體絕緣開關裝置，由單個或多個機械及設備單元聯接在一起組成，而其中的每一個都由接地箱、布置於所述接地箱中的高壓部分及用於支撐所述高壓部分或者既用於支撐所述高壓部分也用於分隔所述接地箱中的充氣空間的多個絕緣隔片組成，其特徵在於所述接地箱的外表面至少有一部分塗有或貼有可變色部件以檢測由於所述接地箱和所述高壓部分之間的接地故障而引起的發熱。
2.根據權利要求1的氣體絕緣開關裝置，其特徵在於所述高壓部分至少包括一段簡單的導體部分，一個導體聯接部分，一個導體端部及一個開關裝置部分。
3.根據權利要求2的氣體絕緣開關裝置，其特徵在於所述可變色部件塗在或貼在靠近所述導體聯接部分、所述開關裝置部分和/或所述絕緣隔片的所述接地箱的外表面上。
4.根據權利要求2的氣體絕緣開關裝置，其特徵在於所述高壓部分在所述機械及設備單元中形成了導體端部，而所述可變色部件是塗在或貼在與所述機械及設備單元中的所述導體端部相對部分的所述接地箱的外表面上。
5.根據權利要求1或2的氣體絕緣開關裝置，其特徵在於有多個所述機械及設備單元彼此聯接在一起，而所述可變色部件是塗在或貼在所有所述機械及設備單元的外表面上。
6.根據權利要求1到5之一的氣體絕緣開關裝置，其特徵在於所述可變色部件施加於所述接地箱外表面上沒有陽光直射的區域內，或者施加於所述接地箱的外底側表面。
7.根據權利要求1到6之一的氣體絕緣開關裝置，其特徵在於選擇所述可變色部件的正常顏色使之與所述機械及設備單元漆色相同。
全文摘要
一種具有經濟、有效的接地故障位置精確測定系統的氣體絕緣開關裝置,由一個或多個機械及設備單元聯接在一起組成,它們每個都是由接地箱1、高壓部分2和多個絕緣隔片3和4組成,在接地箱1的外表面上至少有一個區域塗有或貼有可變色部件9以檢測由於接地箱1和高壓部分2之間的接地故障引起的發熱。可變色部件9放在接地箱1的外表面上的一個陽光不能直射到的區域內,或者放在接地箱1的外底側表面上。
文檔編號H02H5/04GK1174433SQ9711581
公開日1998年2月25日 申請日期1997年8月18日 優先權日1996年8月19日
發明者山極時生 申請人:株式會社日立製作所