氣體絕緣高壓開關的滅弧室的製作方法

2023-06-09 18:23:16 2

專利名稱：氣體絕緣高壓開關的滅弧室的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種按權利要求1前序部分所述的氣體絕緣高壓開關的滅弧室。 本發明還涉及一種具有這種滅弧室的開關。
，類型的滅弧室通常被應用在電壓範圍高於70 kV和斷路電流高於10 kA 的氣體絕緣功率開關中，並用通常高達幾巴壓力的例如以六氟化硫和/或者氮和/ 或者二氧化碳為基礎的具有滅弧特性的絕緣氣體來填充。因為這種功率開關被
設計用於開關大和小短路電流，所以在開關過程中通過形成的開關電弧可能爆 炸式釋放大量的熱電弧氣體，^t滅弧室在機械和電方面要求很高。因此設置 在滅弧室內的所有部件，如開關件、絕緣噴嘴和開關件操作的壓縮裝置可以如 此相互連接和支承在滅弧室外殼內，使得所述部件在多次斷開大短路電流之後 仍經受得住電弧形成時出現的大的力。
背景技術：
在EP 0 806 049 Bl中介紹了一種開頭所述類型的滅弧室，其具有充入絕緣 氣體的外殼和保持在外殼內的接觸裝置。在所述的滅弧室中，接觸裝置的額定 電流接觸各自通過兩個金屬管的冷變形來構成以及由開關驅動裝置操作的活塞 氣缸壓縮裝置的活塞和接觸裝置的可移動的電弧接觸的滑動導軌的固定支承 件，艦金屬管塑性變形、例如通過巻曲而被保持在可冷變形的金屬管內。因 此這種無螺栓連接的滅弧室可以以較少的耗費來製造。

發明內容
如權利要求書中所提出的本發明所基於的任務在於，提供一種開頭所述類 型的滅弧室(Schaltkammer)，其可以採用簡單的手段和良好的配合精度來製造。
在依據本發明的滅弧室中，在部件的邊緣區域內布置螺栓連接，具有可徑 向移動的止動件，所述止動件通過擴張和夾緊將部件固定在兩個導線管的一個 內或者滅弧室外殼內。這樣在上述部件之一與兩個導線管之一或者滅弧室外殼 之間形成可鬆開的連接。因此這樣連接的部件例如在維修工作時容易更換。此 外，這種連接在裝配時與導線管或者滅弧室外殼相匹配，從而補償不可避免的 配合精度並可以在製造時在滅弧室內實現部件非常精確的定位。同時通過形狀 和力配合確保所定義的機械和電連接，這種連接此外在一定程度上與部件的材 料無關。裝配耗費在任何情況下均很低，因為部件在製造期間準確對準並隨後 可以禾,螺栓連接容易地固定在導線管或者滅弧室外殼內。這種部件為絕緣噴 嘴、壓縮裝置的氣缸底、用於將壓縮裝置的活塞固定在滅弧室外殼上的第一裝 配凸緣或者用於固定與接觸裝置的第二電弧接觸相連接的導向傳動裝置的第二 裝配凸緣。
如果具有擴張和夾緊作用的止動件的上述類型的螺栓連接用於將兩個、三 個或者四個，部件固定在導線管內或滅弧室外殼內，那麼明顯降低製造成本， 因為然後可以將所需的連接件的多樣性保持得少。
如果滅弧室外殼或者在兩個導線管的一個內形成凸起部或者凹陷部，那麼 部件可以禾擁形狀配合被固定在滅弧室外殼內或者兩個導線管的一個內。
在尤其對於如氣缸底或者兩個裝配凸緣之一之類的金屬部件有利的第一實 施方式中，螺栓連接的螺栓在布置於絕緣噴嘴、氣缸底、第一裝配凸緣或者第 二裝配凸緣中的軸向對準的內螺紋內被引導並且具有作為錐體構成的自由端， 所述自由端被支承在兩個楔形件的對向傾斜的面上。這兩個楔形件或者在作為 開放式圓環構成的止動件的兩端被形成，或者這兩個楔形件的第一個在作為分 段式圓環構成的止動件的第一圓環段內和第二楔形件在第二圓環段內被形成。
在如絕緣噴嘴的由絕緣材料組成的部件中也容易實現的第二實施方式中， 螺栓連接的螺栓通過絕緣噴嘴、氣缸底、第一裝配凸緣或者第二裝配凸緣的軸 向對準的貫通孔插入並與內螺紋嚙合，該內螺紋在軸向引導的壓力環內或者在 布置於壓力環上的螺母內被形成。止動件布置在絕緣噴嘴、氣缸底、第一裝配 凸緣或者第二裝配凸緣與壓力環之間並通過楔形件作用徑向外被引導。楔形件 作用以簡單的方式Mil在止動件內所形成的楔形件產生，其在絕緣噴嘴、氣缸 底、第一裝配凸緣或者第二裝配凸緣或者壓力環的向外傾斜的支承面上被引導。 為達至幌別均勻的負荷，該楔形件可以具有兩個相對向內傾斜的楔形面，其中 第一楔形面在絕緣噴嘴、氣缸底、第一裝配凸緣或者第二裝配凸緣的向外傾斜 的支承面上被弓I導和第二楔形面在壓力環的向外傾斜的面上被弓I導。


下面藉助附圖對本發明的實施例進行詳細說明。其中
圖1示出fflil依據本發明的滅弧室的沿軸線的部分的俯視圖2示出在將氣缸底固定在導線管上之前圖1的滅弧室的第一實施方式的
包括氣缸底的部分的與軸線垂直的視亂
圖3示出M圖2的滅弧室的在箭頭方向沿m-m剖面的俯視圖4示出在將氣缸底固定之後圖2的滅弧室的部分；
圖5示出ffiil圖4的滅弧室的沿V-V剖面的俯視圖6示出招每氣缸底固定在導線管上之前圖1的滅弧室第二實施方式的包 括氣缸底的部分的與軸線垂直的視圖7示出ffiil圖6的滅弧室的在箭頭方向沿V-V剖面的視圖8示出圖1的滅弧室第三和第四實施方式的包括絕緣噴嘴的部分的與軸 線垂直的視圖，其中絕緣噴嘴固定在導線管上；以及
圖9示出圖1的滅弧室第五實施方式的包括裝配凸緣的部分的與軸線垂直 的視圖，其中裝配凸緣固定在滅弧室外殼上。
具體實施例方式
所有附圖中相同的附圖標記涉及相同作用的部分。
圖1中所示的滅弧室為高壓功率開關的一部分並例如可以在額定電壓為 250 kV的高壓電網中被使用。該室包括填充有例如以六氟化硫或者含有六氟化 硫的混合氣體為基礎的壓縮絕緣氣體和一定程度上管狀構成的外殼1以及由滅 弧室外殼1容納和一定程度上軸對稱構成的接觸裝置2。接觸裝置2具有兩個開 劉牛3、 4，它們相對彼此沿對稱軸線5可移動地布置。開斜牛3或4在同軸布 置中分別包括電弧接觸6或7以及與電弧接觸6或7導電連接的導線管8或9。 在導線管8內形成額定電流接觸10，導線管9內形成洛頁定電流接觸11 。兩個電 弧接觸6、 7以同軸的方式由絕緣噴嘴12環繞。壓縮裝置用附圖標記13標註。 壓縮體13的活塞14剛性地保持在裝配凸緣15上，所述裝配凸緣在其偵幗定 在滅弧室外殼1上。壓縮裝置11的氣缸16具有由可移動導線管8的段構成的 壁以及底部17，所 部將導線管8導電並剛性地與電弧接觸6連接。電弧接 觸7集成在導向傳動裝置18的可軸向移動的杆中，該導向傳動裝置保持在固定 在導線管9內的裝配凸緣19上並包括固定在噴嘴12的排氣端上的驅動杆20。
在接觸裝置2打開或閉合時，電弧接觸6禾,未示出的驅動裝置沿軸線5 移動。導線管8、絕緣噴嘴12和杆20也在相同的方向上移動，而電弧接觸7
則通過導向傳動裝置18在相反的方向上移動。在這種情況下出現的主要軸向作
用的驅動力直接M氣缸底17、導線管8和絕緣噴嘴12被傳遞到導向傳動裝置 (Umlenkgetriebe) 18上。徑向作用的導向力由裝配凸緣15、保持在裝配凸緣 15上的活塞14和保持在裝配凸緣19上的導向傳動裝置18吸收。對於滅弧室的 可靠運行方式，因此需要將這些部件良好固定。為同時使滅弧室的製造和維護
變得容易，在這種傳遞力禾n減者吸收力的部件中的至少一個的邊緣區域內布置 可從圖2-9看到的螺栓連接，其具有可徑向移動的止動件，所M:動件ffl31擴 張和卡住將這些部件、也即尤其是絕緣噴嘴12、氣缸底17、裝配凸緣15或者 裝配凸緣19固定在兩個導線管8、 9之一處或者滅弧室外殼1處。
在從圖2 - 7可看到的兩個實施例中，作為傳遞力的部分相應地設置氣缸底 17，在圖8的實施例中設置絕緣噴嘴12和在圖9的實施例中設置裝配凸緣15。 在圖2-5的實施方式中，在導線管8內形成凹陷部21，其中止動件22在製造 滅弧室時擴張到所述凹陷部中。該止動件22在氣缸底17的fflA氣缸底17側面 內的環形間隙內徑向引導。而在圖6和7的實施方式中，在導線管8內形成通 常環形的凸起部23，在縫隙內引導的止動件22在製造過程中銜接在該凸起部後 面。
在兩種實施方式中，螺栓連接具有四個螺栓(圖3禾口5)，它們分別引入氣 缸底17的與軸線5平行的內螺紋內。螺栓24分另抱括作為錐體25構成的自由 端。錐體25支承在兩個楔形件26'、 26"的兩個對向傾斜的面上。這兩個楔形件 分別為從顯然由四個同類型圓環段構成的止動件22 (圖3和5)的兩個相鄰圓 環段22或22"的一部分。裝配時將氣缸底17插入導線管8內(圖2和3)。 轉動螺栓24，楔形件26'、 26"並因lt極將所分配的圓環段22'、 22"徑向向夕Hf張 到凹陷部21中並固定夾緊在導線管8處(圖4和5)。氣缸底17然後可鬆開地 固定在導線管8內並必要時在維護工作時可以ilil打開螺栓連接重新從導線管 8移除。布置在氣缸底17側面上的元件、如密封件27和接觸環28然後可以容 易地被更換。
止動件22也可以具有多於或者少於四個的圓環段22'、 22"。也可以設想兩 個楔形件26'、 26"在作為開放式環、也就是近似馬蹄形構成的止動件22的兩端 被形成並僅設置唯一的螺栓用於擴張和固定夾緊該環。尤其重要的是，在擰緊 所述多個螺栓24或所述一個螺栓時止動件22被向外弓l導，擴張到凹陷部21內
並固定夾緊在導線管8上。氣缸底17然後皿利用皿配合(Formschluss)在 軸向上擴張並通過利用力配合在切向上夾緊而被保持。取代環形構成的凹陷部 21，可以在導線管8內形成一個或者多個在切向上有限延伸的凹陷部或者壁缺 口。氣缸底17然後也利用微配合在切向上被保持。如果止動件馬蹄形構成， 那麼在擴張時產生預應力，所述預應力在鬆開螺栓連接時使止動件的擴張部分 復位並因此使氣缸底17的拆卸變得容易。
在圖6和7的實施方式中所設置的凸起部23在止動件22擴張和夾緊時也 利用形狀配合在軸向上固定氣缸底17。因為導線管8通常由銅或者鋁基礎上的 可良好冷變形的材料組成，所以可以採用簡單手段將該凸起部壓入導線管8內。
以與氣缸底17相同的方式，也可以將絕緣噴嘴12固定在導線管8處，將 裝配凸緣15固定在滅弧室外殼1處和將裝配凸緣19固定在導線管9處。禾, 這種裝配技術實現以下優點
-由不同材料製成的部件可以相互連接，
-連接可以鬆開，使得部件在維護工作時可以被更換，
-連接在裝配時與導線管8或滅弧室外殼1相匹配，使得可以補償不可避 免的配合精度，
-M,和力配合確保所定義的機械和電連接，
-裝 費低，因為所要連接的部件在製造期間可以精確地!頗準並隨後
利用螺栓連接容易地被固定，以及 -為固定不同類型的部件，如氣缸底17、絕緣噴嘴12或者裝配凸緣15和 19可以使用同，的連接件。 在由非金屬材料(如優選由PTFE組成的絕緣噴嘴12)製成的在電氣和機 械方面負荷的部件中，根據圖8的實施方式，螺栓24穿過絕緣噴嘴12的軸向 對準的貫通 L29插入。螺栓的螺紋與內螺紋嚙合，內螺紋在軸向弓l導的壓力環 30或者在布置於壓力環上的螺母31 (圖8的右半部分)內被形成。止動件22 布置在絕緣噴嘴12與壓力環30之間並在擰緊螺栓連接時徑向向外引導，在凹 陷部21內或者(可替代地在凸起部後面)擴張並隨後被固定夾緊在導線管8上。 止動件22具有徑向超內的楔形件26。楔形件在壓力環30的向外傾斜的支承面 上被引導。可替代地，該支承面也可以布置在絕緣噴嘴12上(圖8的右半部分) 或者楔形件26可以具有兩個對向向內傾斜的楔形面。 從圖9可以看出，以相應的方式也可以將金屬部件、如裝配凸緣15或裝配 凸緣19或者氣缸底17固定在滅弧室外殼1或固定在導線管9或者8上。從該 圖中還可以看出具有雙f剖頃斜的楔形件26的止動件22。與圖2 - 7的實施方式 相應，止動件(Airetierelement)可以作為開放式或者作為分段式圓環來構成。 從圖9還可以看出作為環形彈簧構成的可彈性變形的復位件32，其對止動件22 的各個圓環段施力晌內的小預應力並因此在圖9的實施方式中保證在裝配時各 段的所定義的位置。
附圖標記
1滅弧室外殼
2接觸裝置
3、 4開劉牛
5軸線
6、 7電弧接觸
8、 9導線管
10、 11額定電流接觸
12絕緣噴嘴
13壓縮裝置
14活塞
15裝配凸緣
16氣缸
17氣缸底
18導向傳動裝置
19裝配凸緣
20驅動杆
21凹陷部
22止動件
22'、 22"圓環段
23凸起部
24螺栓
25錐體
26、 26'、 26"楔形件
27密封件
28接觸環
29貫通孔
30壓力環
31螺母
32復位件
權利要求
1. 氣體絕緣高壓開關的滅弧室，具有充有絕緣氣體的外殼(1)和保持在外殼(1)內的接觸裝置(2)，在同軸布置中包括兩個沿軸線(5)可相對彼此移動的開關件(3、4)，其分別具有電弧接觸(6、7)和與電弧接觸(6、7)導電連接的導線管(8、9)，在所述導線管中形成環繞電弧接觸(6、7)的額定電流接觸(10、11)，環繞兩個電弧接觸(6、7)的絕緣噴嘴(12)以及具有固定活塞(14)和氣缸(16)的壓縮裝置(13)，其中兩個導線管(8、9)中的可移動的第一導線管(8)形成氣缸(16)的壁，通過氣缸(16)的底(17)導電並剛性地與兩個電弧接觸(6、7)的第一電弧接觸(6)連接並承載絕緣噴嘴(12)，其特徵在於，在絕緣噴嘴(12)、氣缸底(17)、用於將活塞(14)固定在滅弧室外殼(1)上的第一裝配凸緣(15)或者用於固定與第二電弧接觸(7)連接的導向傳動裝置(18)的第二裝配凸緣(19)的邊緣區域內布置具有可徑向移動的止動件的螺栓連接，所述止動件通過擴張和夾緊將絕緣噴嘴(12)、氣缸底(17)、第一裝配凸緣(15)或者第二裝配凸緣(19)固定在兩個導線管(8、9)之一內或者滅弧室外殼(1)內。
2. 按權利要求1所述的滅弧室，其特徵在於，在滅弧室外殼(1)、第 一導線管(8)或者第二導線管(9)中形成凸起部，止動件(22)銜接在該凸 起部後面。
3. 按權利要求1所述的滅弧室，其特徵在於，在滅弧室外殼(1)、第 一導線管(8)或者第二導線管(9)中形成凹陷部(21)，止動件(22)擴張到 所述凹陷部中。
4. 按權利要求l-3之一所述的滅弧室，其特徵在於，螺栓連接的螺栓 (24)在布置於絕緣噴嘴(12)、氣缸底(17)、第一裝配凸緣(15)或者第二裝配凸緣(19)中的軸向對準的內螺紋中被引導並具有作為錐體(25)構成的 自由端，所述自由端支承在兩個楔形件(26'、 26")的相對傾斜的面上，所述楔 形件或者形成於作為開放式圓環構成的止動件(22)的兩端，或者其中第一楔 形件(26')形成於作為分段圓環構成的止動件(22)的第一圓環段(22')和第二楔形件(26")形成於第二圓環段(22")。
5. 按權禾腰求1-3之一所述的滅弧室，其特徵在於，螺栓連接的螺栓 (24)通過絕緣噴嘴(12)、氣缸底(17)、第一裝配凸緣(15)或者第二裝配凸緣(19)的軸向對準的貫通孔(28)插入並與內螺紋嚙合，該內螺紋在軸向 引導的壓力環(30)內中或者在布置於壓力環(30)上的螺母(31)中被形成， 以及止動件(22)布置在絕緣噴嘴、氣缸底、第一裝配凸緣或者第二裝配凸緣 與壓力環之間並fflil楔形fH乍用徑向向外弓l導。
6. 按權利要求5所述的滅弧室，其特徵在於，楔形件(26)形成於止 動件，所述楔形件在絕緣噴嘴、氣缸底、第一裝配凸緣或者第二裝配凸緣或者 壓力環的向外傾斜的支承面上被弓I導。
7. 按權利要求6所述的滅弧室，其特徵在於，楔形件(26)具有兩個 相對向內傾斜的楔形面，其中第一楔形面在絕緣噴嘴、氣缸底、第一裝配凸緣(15)或者第二裝配凸緣的向外傾斜的支承面上被引導和第二楔形面在壓力環 (30)的向外傾斜的面上被引導。
8. 按權利要求5-7之一所述的滅弧室，其特徵在於，止動件(22)作 為開放式或者分段式圓環構成。
9. 按權利要求4-8之一所述的滅弧室，其特徵在於，螺栓連接具有至 少兩個切向上偏移布置和軸向引導的螺栓(24)。
10. 按權利要求l-9之一所述的滅弧室，其f寺徵在於，止動件(22)與 可彈性變形的復位件(32)共同作用。
全文摘要
本發明涉及一種氣體絕緣高壓開關的滅弧室。滅弧室包括充有絕緣氣體的外殼和保持在外殼內的接觸裝置。接觸裝置在同軸設置中具有以下部件兩個沿軸線(5)可相對彼此移動的開關件，其分別具有電弧接觸(6)和包括額定電流接觸的導線管(8)；絕緣噴嘴和具有固定活塞和氣缸的壓縮裝置。兩個導線管中可移動的一個(8)形成氣缸的壁，通過氣缸的底(17)導電並剛性地與兩個電弧接觸的一個(6)連接並承載絕緣噴嘴。為使這種滅弧室的製造變得容易，在絕緣噴嘴、氣缸底(17)或者裝配凸緣的邊緣區域內例如為了固定活塞而布置螺栓連接。螺栓連接具有可徑向移動的止動件(22)，其通過擴張和夾緊將絕緣噴嘴、氣缸底(17)或者裝配凸緣固定在兩個導線管的一個(8)內或者滅弧室外殼內。
文檔編號H01H33/70GK101385109SQ200780004001
公開日2009年3月11日 申請日期2007年1月12日 優先權日2006年1月31日
發明者M·克裡格爾, M·維斯特納, O·亨格 申請人:Abb技術有限公司