專(zhuān)利名稱(chēng)：連接氣體絕緣開(kāi)關(guān)柜與空氣絕緣開(kāi)關(guān)柜的套管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力產(chǎn)品技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于氣體絕緣開(kāi)關(guān)柜和空氣絕緣開(kāi)關(guān)柜之間的連接裝置。
背景技術(shù)：
高壓開(kāi)關(guān)通常分為兩種絕緣形式的設(shè)備，一種為空氣絕緣開(kāi)關(guān)柜(AIS)，另一種為氣體絕緣開(kāi)關(guān)柜(GIS)，氣體絕緣開(kāi)關(guān)柜的絕緣使用絕緣氣體，例如SF6氣體?？諝馀cSF6氣體之間的絕緣阻抗差別非常大。許多高壓開(kāi)關(guān)柜，例如40. 5kV系列開(kāi)關(guān)柜就包含氣體絕緣開(kāi)關(guān)柜和空氣絕緣開(kāi)關(guān)柜兩種類(lèi)型。氣體絕緣開(kāi)關(guān)柜通常充入1.4Bar氣體壓力使兩相帶電體之間的絕緣距離能夠低于100mm，然而空氣絕緣開(kāi)關(guān)柜的絕緣距離一般要大于300mm。 當(dāng)兩種開(kāi)關(guān)柜同時(shí)用于同一變電站內(nèi)時(shí)，在氣體絕緣開(kāi)關(guān)柜和空氣絕緣開(kāi)關(guān)柜之間需要一種連接裝置來(lái)滿(mǎn)足絕緣的要求。EP1160945A1披露出一組由電纜套管構(gòu)成的氣體絕緣開(kāi)關(guān)柜，這類(lèi)電纜套管作為連接裝置被廣泛應(yīng)用于開(kāi)關(guān)柜中。圖IA到圖IC描述的就是這種連接裝置。其包括饋線(xiàn)套管3，電纜1以及電纜終端2。饋線(xiàn)套管3的一端被嵌入到氣體絕緣開(kāi)關(guān)柜中，另一端與空氣絕緣開(kāi)關(guān)柜連接。饋線(xiàn)套管與氣體絕緣開(kāi)關(guān)柜側(cè)板通過(guò)密封圈密封，圖示IC描述為在空氣絕緣開(kāi)關(guān)柜一端的連接裝置，此設(shè)備與電纜之間用電纜終端2連接。電纜1和電纜終端 2均為固體絕緣，滿(mǎn)足空氣絕緣開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的絕緣要求。以上所述的連接裝置在很多地區(qū)廣泛應(yīng)用，如歐洲，但這種裝置具有以下缺點(diǎn)
1)由于電纜的彎曲半徑過(guò)長(zhǎng)，因此這種裝置在空氣絕緣開(kāi)關(guān)柜(AIS)中使用就需要較大的空間。一般來(lái)說(shuō)，電纜的彎曲半徑是電纜直徑的10 15倍，這就會(huì)使空氣絕緣開(kāi)關(guān)柜的體積變得相當(dāng)?shù)拇?。由于電纜需要彎曲，這就占用的相當(dāng)大的空間，因此，這種連接裝置不能滿(mǎn)足某些地區(qū)的市場(chǎng)需求。
2)40.5kV電纜終端相當(dāng)昂貴，這就導(dǎo)致這種連接裝置成本很高。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服以上缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種更加經(jīng)濟(jì)的連接裝置。根據(jù)本發(fā)明，這種設(shè)備不使用電纜進(jìn)行連接，因而空氣絕緣開(kāi)關(guān)柜的體積可以有效的減小。本發(fā)明提供了一種連接氣體絕緣開(kāi)關(guān)柜(GIS)與空氣絕緣開(kāi)關(guān)柜(AIS)的套管， 此套管包括母線(xiàn)和屏蔽罩，母線(xiàn)與屏蔽罩嵌入電氣絕緣材料內(nèi)；氣體絕緣開(kāi)關(guān)柜一側(cè)絕緣體為圓錐形，而空氣絕緣開(kāi)關(guān)柜一側(cè)的絕緣體為圓筒形。整個(gè)絕緣體還包含位于圓錐形絕緣體和圓筒形絕緣體之間的安裝法蘭，并在圓筒形絕緣體外部均勻排列的多個(gè)傘群。根據(jù)本發(fā)明的最佳實(shí)施例，絕緣體的圓筒形端有一個(gè)空腔，該空腔可以容納絕緣母線(xiàn)，絕緣母線(xiàn)用于連接母線(xiàn)到空氣絕緣開(kāi)關(guān)柜，空腔的直徑沿母線(xiàn)進(jìn)入方向逐漸減小。根據(jù)本發(fā)明的最佳實(shí)施例，電氣絕緣體由環(huán)氧樹(shù)脂制成。屏蔽罩為一個(gè)管狀，并在其圓周上有一個(gè)圓柱，此圓柱接點(diǎn)用以接地；屏蔽罩環(huán)繞母線(xiàn)并被嵌入安裝法蘭內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的最佳實(shí)施例，絕緣體的圓筒形端有固定夾，固定夾是由絕緣材料制成并用以固定與套管的母線(xiàn)相連接的絕緣母線(xiàn)。套管的圓筒形端嵌有兩個(gè)螺母，用以通過(guò)螺栓將絕緣母線(xiàn)與套管緊密安裝到一起。根據(jù)本發(fā)明的最佳實(shí)施例，母線(xiàn)為圓形，并且兩端有螺紋，用以連接絕緣母線(xiàn)或電氣裝置。該母線(xiàn)還與梅花觸指相連接。


下面結(jié)合附圖，進(jìn)一步描述本發(fā)明的內(nèi)容。附圖用來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明并構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分，本發(fā)明的實(shí)施例用來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的內(nèi)容，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的任何限定。圖IA到IC顯示為現(xiàn)有的連接裝置；其中圖IA為套管，圖IB為電纜與電纜終端， 圖IC是現(xiàn)有連接裝置的安裝示意圖。圖2A到2C描述本發(fā)明套管的結(jié)構(gòu)。其中2A示出套管的外觀(guān)與結(jié)構(gòu)，圖2B為套管的剖視圖，圖2C展示屏蔽罩的結(jié)構(gòu)，圖2D描述為含有底端嵌入螺母的套管的側(cè)視圖。圖3A到3E顯示本發(fā)明的套管及其他構(gòu)成元件。圖3A示出固定夾的結(jié)構(gòu)；圖示出絕緣母線(xiàn)通過(guò)固定夾固定在套管的右側(cè)；圖3C示出套管與母線(xiàn)的連接；圖3D是梅花觸指的放大圖；圖3E示出絕緣母線(xiàn)的結(jié)構(gòu)。圖4A到4B示出本發(fā)明的套管連接氣體絕緣開(kāi)關(guān)柜與空氣絕緣開(kāi)關(guān)柜；套管進(jìn)一步還與梅花觸指連接；其中，圖4A示出裝配后的母線(xiàn)，圖4B是一個(gè)裝配后的母線(xiàn)剖面圖； 圖4C是套管的氣體絕緣開(kāi)關(guān)柜側(cè)視5A到5B示出模擬運(yùn)算結(jié)果。
具體實(shí)施例方式圖2A所示為套管的外形及結(jié)構(gòu)，圖2B是本發(fā)明的最佳實(shí)施例的套管剖視圖。套管6包含母線(xiàn)61和屏蔽罩62，母線(xiàn)61和屏蔽罩62嵌入一個(gè)環(huán)氧樹(shù)脂制成的電氣絕緣體 64內(nèi)。電氣絕緣體64的左側(cè)是圓錐形，并與氣體絕緣開(kāi)關(guān)柜連接；電氣絕緣體64的右側(cè)是圓筒形，并與空氣絕緣開(kāi)關(guān)柜連接。電氣絕緣體64進(jìn)一步包括一位于圓錐絕緣體641和圓筒形絕緣體642之間的安裝法蘭643，圓筒形絕緣體642的外側(cè)有均勻分布的傘裙644。絕緣體圓筒側(cè)包括一腔體，用以容納連接母線(xiàn)61到氣體絕緣開(kāi)關(guān)柜的絕緣母線(xiàn) 8。腔體的直徑朝著母線(xiàn)61的方向逐漸減小，根據(jù)不同類(lèi)型的空氣絕緣開(kāi)關(guān)柜，從安裝法蘭643中心到圓錐絕緣體641端部中心的軸線(xiàn)與安裝法蘭中心到圓筒形絕緣體端部中心的軸線(xiàn)的角度是不同的，根據(jù)本發(fā)明提到的空氣絕緣開(kāi)關(guān)柜，此角度通常大于120度小于180 度，優(yōu)選的角度為170度。圖2C所示為電磁屏蔽罩的結(jié)構(gòu)，如圖顯示，電磁屏蔽罩好像一個(gè)管型體，并在其周?chē)系囊稽c(diǎn)，有一個(gè)圓柱導(dǎo)體并與地相連。屏蔽罩62環(huán)繞在母線(xiàn)61周?chē)淝度氚惭b法蘭643并在安裝法蘭643內(nèi)與母線(xiàn)61同軸。它通常用于均衡電場(chǎng)強(qiáng)度并作為高壓帶電指示器使用。圖2D所示為端部嵌入了螺母的套管側(cè)視圖，套管6右側(cè)端部是兩個(gè)嵌入螺母63， 其與螺栓66 —起，用于緊固固定夾65。圖3A所示為固定夾65的結(jié)構(gòu)，其由絕緣材料用模具制成，用于固定母線(xiàn)8。圖:3B所示為用固定夾將絕緣母線(xiàn)固定于套管右側(cè)端部。母線(xiàn)61、屏蔽罩62和嵌入螺母63被澆鑄在環(huán)氧樹(shù)脂中。 圖3C所示為套管連接絕緣母線(xiàn)示意圖，在套管的左側(cè)，母線(xiàn)61連接梅花觸指7。如圖3D所示，梅花觸指7的上部由六片花瓣型導(dǎo)電觸指組成并在外部用彈簧71環(huán)繞固定，當(dāng)母線(xiàn)一段插入梅花觸指7時(shí)，梅花觸指7與母線(xiàn)能夠通過(guò)彈簧71的壓力實(shí)現(xiàn)可靠的連接。圖3E所示的為絕緣母線(xiàn)8的結(jié)構(gòu)，其包含銅導(dǎo)體81和外部絕緣層82，銅導(dǎo)體81 被外部絕緣層82緊緊包住，只在兩端接頭處露出導(dǎo)體。圖4A到圖4B所示為使用套管連接氣體絕緣開(kāi)關(guān)柜與空氣絕緣開(kāi)關(guān)柜示意圖，套管6的左側(cè)用于連接氣體絕緣開(kāi)關(guān)柜，并安裝在氣體絕緣開(kāi)關(guān)柜的側(cè)板上通過(guò)密封圈密封。圖4C為套管的氣體絕緣開(kāi)關(guān)柜一側(cè)側(cè)視圖，密封槽649能夠從圖4C中看到。套管6 右側(cè)連接空氣絕緣開(kāi)關(guān)柜，在這一端，套管6的圓筒形絕緣體空腔內(nèi)，梅花觸指7通過(guò)螺栓與母線(xiàn)61連接，絕緣母線(xiàn)8與梅花觸指7通過(guò)彈簧71的壓力實(shí)現(xiàn)可靠的連接。絕緣母線(xiàn)8 通過(guò)嵌入螺母66和固定夾65被固定在套管6上，套管可以耐受50kA短路開(kāi)斷峰值電流， 套管在空氣絕緣開(kāi)關(guān)柜中的爬距超過(guò)800mm，這一距離足以滿(mǎn)足絕緣爬距要求，其額定電流為 630A。圖5A到5B所示為通過(guò)專(zhuān)業(yè)軟件PRO/Engineer和Toolbox (ABB開(kāi)發(fā)的電場(chǎng)強(qiáng)度分析軟件)計(jì)算的模擬結(jié)果，在模擬計(jì)算中，螺栓與嵌入螺母被簡(jiǎn)化，套管和外圍安裝板被納入分析范圍。套管內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度是否均勻，是否符合絕緣材料的要求是主要的分析目的，母線(xiàn)與絕緣母線(xiàn)是高壓零件，屏蔽罩和安裝板是接地的(0電位)，并且應(yīng)用的邊界條件非常嚴(yán)酷，比如高壓加到185kV，模擬計(jì)算結(jié)果顯示套管內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度是均勻分布的，并且滿(mǎn)足連接裝置的電氣參數(shù)要求。以上描述的實(shí)施例僅僅用于解釋和說(shuō)明本發(fā)明的原理，顯然，本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施例。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員，在不脫離本發(fā)明及所附的權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)， 可作各種替換、變化和潤(rùn)飾。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍以所附的權(quán)利要求書(shū)所界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種連接氣體絕緣開(kāi)關(guān)柜與空氣絕緣開(kāi)關(guān)柜的套管，包括母線(xiàn)(61)和屏蔽罩(62)， 其特征在于所述母線(xiàn)(61)和屏蔽罩(62)嵌入在電氣絕緣體(64)內(nèi)；電氣絕緣體(64)的氣體絕緣開(kāi)關(guān)柜一側(cè)為圓錐形，電氣絕緣體(64)的空氣絕緣開(kāi)關(guān)柜一側(cè)為圓筒形；電氣絕緣體(64)還包含位于圓錐形絕緣體(641)和圓筒形絕緣體(642) 之間的安裝法蘭(643)；圓筒形絕緣體(64 外部均勻排列有多個(gè)傘群(644)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的套管，其特征在于電氣絕緣體的圓筒形端有一個(gè)空腔，該空腔可以容納用于連接母線(xiàn)(61)到空氣絕緣開(kāi)關(guān)柜的絕緣母線(xiàn)(8)，空腔的直徑沿母線(xiàn)(61) 進(jìn)入方向逐漸減小。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的套管，其特征在于所述電氣絕緣體(64)由環(huán)氧樹(shù)脂制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的套管，其特征在于所述屏蔽罩(62)為管狀電磁屏蔽罩，并在安裝法蘭的位置環(huán)繞母線(xiàn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的套管，其特征在于電氣絕緣體的圓筒形端有固定夾(65)，固定夾(65)是由絕緣材料制成并用以固定與套管的母線(xiàn)(61)相連接的絕緣母線(xiàn)(8)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的套管，其特征在于圓筒形絕緣體(64 端有兩個(gè)嵌入螺母 (63)，用以通過(guò)螺栓將固定夾(65)緊固。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的套管，其特征在于安裝法蘭(643)中心到圓錐行絕緣體 (641)端部中心的軸線(xiàn)和安裝法蘭(643)中心到圓筒形絕緣體(642)端部中心的軸線(xiàn)形成的夾角大于120度小于180度。
8.根據(jù)以上權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的套管，其特征在于所述母線(xiàn)(61)是圓形并在兩端都有螺釘用以連接電氣裝置的絕緣母線(xiàn)(8)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的套管，其特征在于所述母線(xiàn)(61)連接梅花觸頭(7)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種連接氣體絕緣開(kāi)關(guān)柜與空氣絕緣開(kāi)關(guān)柜的套管。該套管包括母線(xiàn)(61)和屏蔽罩(62)，所述母線(xiàn)(61)和屏蔽罩(62)嵌入在電氣絕緣體(64)內(nèi)。電氣絕緣體(64)的氣體絕緣開(kāi)關(guān)柜一側(cè)為圓錐形，電氣絕緣體(64)的空氣絕緣開(kāi)關(guān)柜一側(cè)為圓筒形；電氣絕緣體(64)還包含位于圓錐形絕緣體(641)和圓筒形絕緣體(642)之間的安裝法蘭(643)；圓筒形絕緣體(642)外部均勻排列有多個(gè)傘群(644)。電氣絕緣體的圓筒形端有一個(gè)空腔，該空腔可以容納用于連接母線(xiàn)(61)到空氣絕緣開(kāi)關(guān)柜的絕緣母線(xiàn)(8)?？涨坏闹睆窖啬妇€(xiàn)(61)進(jìn)入方向逐漸減小。安裝法蘭(643)中心到圓錐行絕緣體(641)端部中心的軸線(xiàn)和安裝法蘭(643)中心到圓筒形絕緣體(642)端部中心的軸線(xiàn)形成的夾角小于180度。
文檔編號(hào)H02B1/20GK102388514SQ200980159208
公開(kāi)日2012年3月21日 申請(qǐng)日期2009年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月3日
發(fā)明者岡恩-克里斯汀·森斯特比, 謝建波, 鄧顯波 申請(qǐng)人:Abb技術(shù)有限公司