氣體絕緣高壓開關設備的製作方法

2024-03-06 09:20:15

專利名稱：氣體絕緣高壓開關設備的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種氣體絕緣高壓開關設備，該氣體絕緣高壓開關設備具有多個 模塊化的殼體元件，該殼體元件分別以絕緣氣體填充並且容納多個電氣功能單元，例如像 相位導體、斷路器和/或接地開關，這些電氣功能單元相互電氣連接。
背景技術：
眾所周知，電氣高壓開關設備由多個殼體元件構成，這些殼體元件分別相互連接。 在氣體絕緣高壓開關設備中要確保，這樣的連接被設置成氣體密封的，以便於有效地排除 可能出現由於洩漏原因引起的氣體滲漏。這種情況尤其會出現在對於入口和出口(例如像 匯流排)的電氣接口的連接中。然而其缺點在於，迄今為止，氣體絕緣高壓開關設備雖然在工廠這一方面會對安 裝進行準備，但是在施工現場首先要進行氣體填充，這將需要附加的在時間及設備上的成 本，因為在此各個元件在其組裝之後會形成一個明顯的氣體壓力區，從而相應的增大了可 能出現密封性不足的風險。

實用新型內容基於這樣的現有技術，本實用新型的目的在於提出一種開頭所述類型的氣體絕緣 高壓開關設備，在該氣體絕緣高壓開關設備中，在避免前述缺點的情況下能夠可變化地適 配每個殼體元件的電氣連接。該目的根據本實用新型通過權利要求1的特徵來實現。根據本實用新型相應地設 置，即多個模塊化的殼體元件分別構成一個本身由絕緣氣體加載的壓力區，即多個殼體元 件相互氣體密封地且可解除地電氣連接，並且在一個殼體元件中的絕緣氣體不會與在另一 個殼體元件中的絕緣氣體進行接觸。在此，相比在所謂的中壓範圍內的相應的開關設備(電壓水平大約到30KV)，以特 別的方式通過相應的電氣功能部件的結構(例如避免了邊緣及突起)及相應的匹配控制功 率的尺寸、計算使得在高壓開關設備(大於等於60KV)中承受了明顯較高的絕緣氣體內壓 (為至少2bar)以及同樣明顯較高的電流負載。相應地，本實用新型的一個優選的實施例以有利的方式設置有，即為連接每個相 位的兩個殼體元件，一對插塞連接件(也可稱為插頭插座)分別具有至少兩個環形接觸彈 簧，也就是說優選至少兩個環形的螺旋接觸彈簧，其用於兩個相關的殼體元件的電氣連接 並且為了氣密地密封分別具有一個密封圈，這些密封圈分別抵靠到相關殼體壁的內側。由此而保證，以有利的方式防止了絕緣氣體的洩漏，在此期間有益於促使氣體內 壓加載給密封圈的彈性密封唇口壓向殼體的具有相應密封面的內壁。根據本實用新型的高壓開關設備的另一設計方案，每個模塊化元件的每個殼體分 別具有至少一個連接面，該連接面帶有每個相位的通孔，來作為高壓導線，其用於可解除的 氣密連接其他元件，尤其是藉助於插塞連接件連接。[0010]插塞連接件的應用(如前面所提及的)提供的優點是，每個相應設計的元件構成 一個獨立於剩餘高壓開關設備元件的氣壓區，其氣體填充單獨進行，從而相關元件的安裝 獨立於剩餘高壓開關設備元件的狀態。相應地，根據本實用新型的高壓開關設備的一個特別的實施例設置有，即前述的 連接面分別設計為法蘭，其集成或構型於元件的壁中並且形成一個密封面，在該密封面上 能夠氣密地連接其他的元件。如前面所描述的，根據基於本實用新型的原理，氣體絕緣高壓開關設備的每個單 獨元件相對於用於絕緣目的的氣壓區來說獨立於剩餘的元件，從而從氣密性方面來看，在 連接兩個元件時基本的意義在於高壓開關設備的電氣功能，而不在於其安裝，因為每個元 件本身要注意到，在元件殼體之外僅取決於相位導體之間正確的電氣接觸或絕緣。相應的，包圍高壓導線的密封面分別具有多個用於容納密封件的造型部，在該造 型部中分別插入至少一個密封件，該密封件在相互處於有效連接的密封面之間起到額外密 封的作用。根據本實用新型的高壓開關設備的另一設計方案，在相關的法蘭面和/或密封面 上設有用於固定保持裝置的裝置。這種裝置可以確保對於固定各個所設的保持裝置的有效 維護。有利的是，為了通過插塞連接件進行氣密的連接設有設計為螺紋連接部或夾持連 接部的保持裝置，其能就地的固定各個插塞連接件。在此，按照實際情況或者根據高壓開關設備元件的各種結構的設計方案或者設有 法蘭，該法蘭通過螺釘-螺母連接或通過固定在殼體中的定位螺栓進行固定；或者設有夾 持連接部，該夾持連接部通過在開槽中嚙合到設置用於高壓導線的部分中(例如在插塞連 接件中成型的環形槽)的固定部件構成，該固定部件以有利的方式為楔形物形狀。在應用法蘭螺紋連接時，相關的法蘭分別這樣進行準備，即多個法蘭螺栓下陷地 插入到對應的凹槽中，以便於通過這樣的方式避免在突出的邊緣或突起上由於電壓過高帶 來的電氣問題。在此能夠可選地設置，每個高壓導線單一地、也就是獨立於鄰近的相位導線進行 固定，或者每三個相位導線一起進行固定。根據本實用新型的高壓開關設備設置有，即分別設置用於氣密連接的保持裝置從 一個側面對其固定，優選從相關殼體的內側進行固定。本實用新型的一個特別的實施例涉及一種高壓開關設備，其具有三個並排設置的 高壓導線，其特徵在於，為了兩個殼體元件的電氣連接額外對於由插塞連接件構成的高壓 導線分別設有一個每相位的導體元件，該導體元件嚙合到相關的插塞連接件中並且兩者電 氣接觸。本實用新型的這些及其他有利的設計方案及改進方案由從屬權利要求給出。
根據本實用新型的附圖中示出的實施例可以詳細地描述和說明本實用新型、本實 用新型的有利設計方案及改進方案以及本實用新型的特別的優點。其中圖1以縱向截面圖示出了從內側插入在殼體開口中的插塞連接件通過螺釘及嵌入到法蘭區域中的密封件固定到一個從外部安裝到殼體上的法蘭上；圖2以縱向截面圖示出了具有外部密封環、從內側插入在殼體開口中的插塞連接 件通過螺釘固定到一個從外部安裝到殼體上的法蘭上；圖3以縱向截面圖示出了具有嵌入的密封件、從內側插入在殼體開口中的插塞連 接件通過螺釘固定到一個焊接到殼體中的法蘭上；圖4以縱向截面圖示出了從內側插入在殼體開口中的插塞連接件通過螺釘及嵌 入到法蘭區域中的密封件固定到一個從外部螺紋連接到殼體上的法蘭上；圖5以縱向截面圖示出了從內側插入在殼體開口中的插塞連接件通過螺釘及嵌 入到連接區域中的密封件直接固定到殼體上；圖6以縱向截面圖示出了從內側插入在殼體開口中的插塞連接件通過螺紋及嵌 入的密封件直接固定到殼體上；圖7以縱向截面圖示出了從內側插入在殼體開口中的插塞連接件固定到一個從 外部螺栓貫穿且在連接區域嵌入密封件的殼體上；圖8a以從外部的俯視圖示出了三個從內側插入到殼體開口中、貫穿殼體壁的插 塞連接件藉助於夾持固定裝置及嵌入連接區域中的密封件的固定；圖8b以縱向截面圖示出了在圖8a中示出的插塞連接件的固定裝置；圖9a以從外部的俯視圖示出了三個從內側插入到殼體開口中、貫穿殼體壁的插 塞連接件藉助於夾持固定裝置及嵌入連接區域中的密封件的固定；圖9b以縱向截面圖示出了在圖9a中示出的插塞連接件的固定裝置；圖IOa以從外部的俯視圖示出了三個從內側插入到殼體開口中、貫穿殼體壁的插 塞連接件藉助於夾持固定裝置及嵌入連接區域中的密封件的固定；圖IOb以縱向截面圖示出了在圖IOa中示出的插塞連接件的固定裝置。
具體實施方式
在圖1中以通過殼體壁12的縱向截面圖示出了插塞連接件10在殼體(未詳細示 出)上的固定形式和方式，其中插塞連接件10從殼體的內側插入到在殼體中成型的殼體開 14中。在此，插塞連接件10固定到一個也從外部插入到殼體開口 14中的法蘭16上，固定 時藉助於平均分布在周圍的螺釘(未詳細示出)擰緊，該法蘭本身藉助於螺釘18固定在殼 體壁12上。通過嵌入到法蘭區域中或插塞連接件10的連接區域中的密封件17、19確保了 連接所需要的氣密性。圖2以通過殼體壁22的縱向截面圖示出了插塞連接件20在殼體上(未詳細示 出)的固定，其中插塞連接件20從殼體內側插入到在殼體中成型的殼體開口 24中。在此，插塞連接件20固定到一個也從外部插入到殼體開口 24中的法蘭26上，固 定時藉助於平均分布在周圍的螺釘(未詳細示出)擰緊，該法蘭本身藉助於螺釘28固定在 殼體壁22上。通過嵌入到法蘭區域中插塞連接件20周圍的密封環27確保了連接所需要 的氣密性。圖3以通過殼體壁32的縱向截面圖示出了插塞連接件30在殼體上(未詳細示 出)的固定，其中插塞連接件30從殼體內側插入到在殼體中成型的殼體開34中。在此，插塞連接件30固定到一個也從外部焊到殼體開口 34中的法蘭36上，固定時藉助於平均分布在周圍的螺釘(未詳細示出)固定。通過嵌入到插塞連接件20周圍連 接區域中的密封環37確保了連接所需要的氣密性。圖4以通過殼體壁42的縱向截面圖示出了插塞連接件40在殼體上(未詳細示 出)的固定，其中插塞連接件40從殼體內側插入到在殼體中成型的殼體開口 44中。在此，插塞連接件40固定到一個也從外部安裝到殼體開44上的法蘭36上，固定 時藉助於平均分布在周圍的螺釘(未詳細示出)擰緊，該法蘭本身藉助於螺釘48固定在殼 體壁42上。通過嵌入到法蘭區域中或插塞連接件40的連接區域中的密封件47、49確保了 連接所需要的氣密性。圖5以通過殼體壁52的縱向截面圖示出了插塞連接件50在殼體上(未詳細示 出)的固定，其中插塞連接件50從殼體內側插入到在殼體中成型的殼體開54中。在此，插塞連接件50在其面對殼體開口 54的類似於法蘭的端部上具有平均分布 在周圍的螺孔(未詳細示出)。殼體開口 54這樣在殼體壁52中成型，即該殼體開口分段式 地在大約壁厚的四分之一到三分之一時收窄並構成一個對於插塞連接件50的法蘭式的止 擋部56。在以此方式構成的法蘭56中也成型有多個平均分布在周圍的用於下陷的固定螺 釘的穿插孔(未詳細示出)。在擰進的插塞連接件50和法蘭式止擋部56之間的界面上嵌 入有至少一個密封件57，該密封件確保了連接所需要的氣密性。圖6以通過殼體壁62的縱向截面圖示出了插塞連接件60在殼體上(未詳細示 出)的固定，其中插塞連接件60從殼體內側插入到在殼體中成型的殼體開64中。在此，插塞連接件60在其面對殼體開64的類似於法蘭的端部上具有外螺紋68。 具有內螺紋的殼體開口 64與插塞連接件60的外螺紋68 —致且這樣在殼體壁62中成型， 即該殼體開口分段式地在大約壁厚的四分之一到三分之一時收窄並構成一個對於插塞連 接件60的法蘭式的止擋部66。在擰進的插塞連接件60和法蘭式止擋部66之間的界面上 嵌入有至少一個密封件67，該密封件確保了連接所需要的氣密性。另外，在插塞連接件60的類似法蘭的端部中成型有指向殼體內側的凹部，該凹部 用於嚙合一個用於擰入插塞連接件60所需的工具(未詳細示出)。圖7以通過殼體壁72的縱向截面圖示出了插塞連接件70在殼體上(未詳細示 出)的固定，其中插塞連接件70從殼體內側插入到在殼體中成型的殼體開74中，該殼體開 口為與插塞連接件70同中心具有鑲邊75，該鑲邊僅具有一個微小的深度。通常，殼體壁72 在一定程度作為用於插塞連接件70的逆法蘭76。插塞連接件70在其面對殼體開74的類似於法蘭的端部上具有平均分布在周圍的 通孔(未詳細示出)。在相對於殼體開口 74的間隙中焊有在周圍平均分布在殼體壁72中 的螺栓78，該螺栓與前述在插塞連接件70的類似法蘭的端部上的通孔一致。在插塞連接件 79安裝在連接面上之後，這些連接面通過擰在螺栓78上的螺母固定。在安裝的插塞連接件70和逆法蘭76之間的界面上嵌入有至少一個密封件77，該 密封件確保了連接所需要的氣密性。圖8a以從外部到殼體壁82上的俯視圖示出了三個並排設置或在此相疊設置且設 置在一條直線上的插塞連接件80在殼體(未詳細示出)上的固定，其中插塞連接件80分 別從殼體內側插入到在殼體中成型的殼體開口 84中。在此，每個插塞連接件80在其面對於殼體開口 84的類似於法蘭的端部上具有平均分布在周圍的槽(未詳細示出)，在這些槽中分別插入彼此在直徑上相對設置的夾持楔 子85，該夾持楔子設計為棒形並且分別交替地以一端在殼體壁上鉸接到鉸接點83上。在 此，交替表示，夾持楔子85的鉸接點83交替地設置在一個側面並隨後設置在相對的側面。每個棒形的夾持楔子85的另一端分別具有通孔，一個螺杆86插入該通孔，該螺杆 通過相應定位的螺母88對應於夾持偏壓，通過該夾持偏壓加載棒形的夾持楔子並由此而 起到固定插塞連接件80的作用。在插塞連接件80的類似於法蘭的端部和包圍殼體開口 84的殼體壁82之間的界 面上嵌入有至少一個密封件87，該密封件確保了連接所需要的氣密性。插塞連接件80的固定在此這樣設置，即在插塞連接件插入到預設的殼體開口 84 中之後，各個對應的、在殼體壁上可轉動設置的棒形夾持楔子85嚙合到在對應的插塞連接 件80的法蘭式端部上成型的固定槽中，並且藉助於設置在各個設計為螺杆的拉樁86上的 調節螺母88這樣進行偏壓，即每個插塞連接件80不可移動且氣密地固定。在圖8b中以通過殼體壁82的縱向截面圖示出了三個插塞連接件80的每一個的 固定。在該圖示中，一方面能夠識別出在殼體壁82和插塞連接件之間嵌入的密封件87的 位置，另一方面能夠了解到夾持楔子的作用方式，該作用方式基於夾持楔子85的斜插與一 個在一致的環形槽中成型的傾斜部的相互作用而形成。也就是說，夾持楔子85通過調節螺 母88的偏壓相互作用越高，則在此橫向嚙合的力越強，這種力使得插塞連接件80向密封面 作用並且由此而向密封件朝外作用。圖9a以從外部到殼體壁92上的俯視圖示出了三個並排設置或在此相疊設置且設 置在一條直線上的插塞連接件90在殼體(未詳細示出)上的固定，其中插塞連接件90分 別從殼體內側插入到在殼體中成型的殼體開口 94中。在此，每個插塞連接件90在其面對於殼體開口 94的類似於法蘭的端部上具有平 均分布在周圍的槽(未詳細示出)，在這些槽中分別插入彼此在直徑上相對設置的夾持楔 子95，該夾持楔子設計為棒形並且對所有三個插塞連接件90進行作用。在其下方的端部上 (在圖9a中示出)，該夾持楔子分別在殼體壁上鉸接到鉸接點93上，而夾持楔子95的上方 的端部通過至少一個拉杆98相互作用。在圖9a所示的圖示中，另外對於設置在夾持楔子 95的最外面的上方端部的拉杆98還設置有另一拉杆。以這種方式作用的棒形夾持楔子95通過同樣簡單的方式起到固定插塞連接件的 作用。在插塞連接件90的類似於法蘭的端部和包圍殼體開口 94的殼體壁92之間的界 面上嵌入有至少一個密封件97，該密封件確保了連接所需要的氣密性。插塞連接件90的固定在此這樣設置，即在插塞連接件90插入到預設的殼體開口 94中之後，各個對應的、在殼體壁上可轉動設置的棒形夾持楔子95嚙合到在對應的插塞連 接件90的法蘭式端部上成型的固定槽中，並且藉助於至少一個拉杆98這樣進行偏壓，即每 個插塞連接件90不可移動且氣密地固定。在圖9b中以通過殼體壁92的縱向截面圖示出了三個插塞連接件90的每一個的 固定。在該圖示中，一方面能夠識別出在殼體壁92和插塞連接件之間嵌入的密封件97的 位置，另一方面能夠了解到夾持楔子的作用方式，該作用方式基於夾持楔子95的斜插與一 個在一致的環形槽中成型的傾斜部的相互作用而形成。也就是說，夾持楔子95通過調節螺
7母98的偏壓相互作用越高，則在此橫向嚙合的力越強，這種力使得插塞連接件90向密封面 作用並且由此而向密封件朝外作用。圖IOa以從外部到殼體壁102上的俯視圖示出了三個並排設置或在此相疊設置且 設置在一條直線上的插塞連接件100在殼體(未詳細示出)上的固定，其中插塞連接件100 分別從殼體內側插入到在殼體中成型的殼體開口 104中。在此，每個插塞連接件100在其面對於殼體開口 104的類似於法蘭的端部上具有 平均分布在周圍的槽(未詳細示出)，在這些槽中分別插入彼此在直徑上相對設置的夾持 楔子105，該夾持楔子設計為棒形並且在設置在條直線上的插塞連接件100的兩側對其進 行作用。對於每個棒形的夾持楔子105分別在插塞連接件100的上方和下方設置所謂的固 定部件106，這些固定部件對夾持楔子105在插塞連接件100方向的側向上進行作用，由此 產生對應的、由其作用的夾持楔子105的夾持偏壓並且由此而起到固定插塞連接部件100 的作用。在上方端部(在圖IOa中示出)上分別具有拉樁108，其藉助於偏壓螺母109來提 供保持力。在插塞連接件100的類似於法蘭的端部和包圍殼體開口 104的殼體壁102之間的 外面上嵌入有至少一個密封件107，該密封件確保了連接所需要的氣密性。插塞連接件100的固定在此這樣設置，即在插塞連接件100插入到預設的殼體開 口 104中之後，各個對應的、在殼體壁上導向的夾持楔子105嚙合到在對應的插塞連接件 100的法蘭式端部上成型的固定槽中，並且藉助於設置在每個設計為螺杆的拉杆108上的 調節螺母109這樣進行偏壓，即每個插塞連接件100不可移動且氣密地固定。在圖IOb中以通過殼體壁102的縱向截面圖示出了三個插塞連接件100的每一個 的固定。在該圖示中，一方面能夠識別出在殼體壁102和插塞連接件之間嵌入的密封件107 的位置，另一方面能夠了解到夾持楔子105的作用方式，該作用方式基於夾持楔子105的斜 插與一個在一致的環形槽中成型的傾斜部的相互作用而形成。也就是說，夾持楔子105通 過調節螺母109的偏壓相互作用越高，則在此橫向嚙合的力越強，這種力使得插塞連接件 100向密封面作用並且由此而向密封件朝外作用。附圖標記列表[0070]10插塞連接件[0071]12殼體壁[0072]14殼體開口[0073]16法蘭[0074]17密封件[0075]18螺釘[0076]19密封件[0077]20插塞連接件[0078]22殼體壁[0079]24殼體開口[0080]26法蘭[0081]27密封環[0082]28螺釘[0083]30插塞連接件[0084]32殼體壁[0085]34殼體開口[0086]36法蘭[0087]37密封環[0088]40插塞連接件[0089]42殼體壁[0090]44殼體開口[0091]46法蘭[0092]47密封件[0093]48螺釘[0094]49密封件[0095]50插塞連接件[0096]52殼體壁[0097]54殼體開口[0098]56法蘭[0099]60插塞連接件[0100]62殼體壁[0101]64殼體開口[0102]66法蘭[0103]67密封件[0104]68外部螺紋[0105]70插塞連接件[0106]72殼體壁[0107]74殼體開口[0108]76法蘭[0109]77密封件[0110]78螺栓[0111]80插塞連接件[0112]82殼體壁[0113]83鉸接點[0114]84殼體開口[0115]86螺杆[0116]87密封件[0117]88螺母[0118]90插塞連接件[0119]92殼體壁[0120]94殼體開口[0121]96法蘭[0122]97密封件[0123]98螺杆[0124]100插塞連接件102殼體壁[0126]104殼體開口[0127]105夾持楔子[0128]106法蘭[0129]107密封件[0130]108拉樁[0131]109偏壓螺母
權利要求一種氣體絕緣高壓開關設備，所述氣體絕緣高壓開關設備具有多個模塊化的殼體元件，所述殼體元件分別以絕緣氣體填充並且容納多個電氣功能單元，例如像相位導體、斷路器和/或接地開關，所述這些電氣功能單元相互電氣連接，其特徵在於，所述多個模塊化的殼體元件分別構成一個本身由絕緣氣體加載的壓力區，即所述多個殼體元件相互氣體密封地且可解除地電氣連接，並且在一個殼體元件中的絕緣氣體不會與在另一個殼體元件中的絕緣氣體進行接觸。
2.根據權利要求1所述的高壓開關設備，其特徵在於，為連接每個相位的兩個殼體元 件，一對插塞連接件分別具有至少兩個環形接觸彈簧，所述環形接觸彈簧用於所述兩個相 關的殼體元件的電氣連接並且為了氣密地密封分別具有一個密封圈，所述這些密封圈分別 抵靠到所述相關殼體壁的內側。
3.根據權利要求1所述的高壓開關設備，其特徵在於，所述每個模塊化元件的每個殼 體分別具有至少一個連接面，所述連接面帶有每個相位的通孔，作為高壓導線，所述通孔用 於可解除的氣密連接其他元件，尤其是藉助於所述插塞連接件來連接。
4.根據權利要求3所述的高壓開關設備，其特徵在於，所述連接面分別設計為法蘭，其 集成或構型於所述元件的壁中並且形成一個密封面，在所述密封面上能夠氣密地連接其他 的元件。
5.根據權利要求4所述的高壓開關設備，其特徵在於，所述密封面分別具有多個用於 容納所述密封件的造型部。
6.根據權利要求4所述的高壓開關設備，其特徵在於，在相互處於有效連接的所述密 封面之間分別嵌入有至少一個密封件。
7.根據權利要求4所述的高壓開關設備，其特徵在於，在所述相關的法蘭面和/或密封 面上設有用於固定保持裝置的裝置。
8.根據權利要求1所述的高壓開關設備，其特徵在於，為了通過所述插塞連接件進行 氣密的連接設有設計為螺紋連接部或夾持連接部的保持裝置，所述保持裝置能就地的固定 所述各個插塞連接件。
9.根據權利要求1所述的高壓開關設備，其特徵在於，所述分別設置用於氣密連接的 保持裝置從一個側面對其固定，優選從相關殼體的內側進行固定。
10.根據前述權利要求中任一項所述的高壓開關設備，所述高壓開關設備具有三個並 排設置的高壓導線，其特徵在於，為了所述兩個殼體元件的電氣連接分別設有一個每相位 的導體元件，所述導體元件嚙合到所述相關的插塞連接件中並且兩者電氣接觸。
專利摘要本實用新型涉及一種氣體絕緣高壓開關設備，該氣體絕緣高壓開關設備具有多個模塊化的殼體元件，該殼體元件分別以絕緣氣體填充並且容納多個電氣功能單元，例如像相位導體、斷路器和/或接地開關，這些電氣功能單元相互電氣連接，其中多個模塊化的殼體元件分別構成一個本身由絕緣氣體加載的壓力區，即多個殼體元件相互氣體密封地且可解除地電氣連接，並且在一個殼體元件中的絕緣氣體不會與在另一個殼體元件中的絕緣氣體進行接觸。
文檔編號H02B13/035GK201623396SQ20092016959
公開日2010年11月3日 申請日期2009年10月23日 優先權日2009年5月20日
發明者丹尼爾·茨維基, 大衛·薩克斯爾, 米夏埃爾·曼, 霍斯特·沙貝爾 申請人:Abb技術股份有限公司