Электрическое устройство коммутационной аппаратуры
Электрическое устройство коммутационной аппаратуры (1) содержит коммутационный участок (2), который содержит, по меньшей мере, один первый и один второй коммутационные пункты (2а, 2b). Оба коммутационных пункта (2а, 2b) соединены друг с другом электрически последовательно с помощью участка проводника (5), образованного, по меньшей мере, двумя провисающими проводниковыми элементами (9, 9а, 9b, 9с, 9d, 9e, 9f), связанными друг с другом посредством жесткого соединительного элемента (10, 10а). Вытянутая длина проводниковых элементов (9, 9а, 9b, 9c, 9d, 9e, 9f) является большей, чем участок пути, проходящий вдоль прямой между точками контактирования (8а, 8b) коммутационных пунктов (2а, 2b). При этом жесткий соединительный элемент (10, 10а) удерживается провисающими проводниковыми элементами (9, 9а, 9b, 9с, 9d, 9e, 9f). Технический результат - улучшение колебательной способности устройства за счет компенсации действующих на него внешних колебаний. 11 з.п. ф-лы, 7 ил.
Изобретение относится к электрическому устройству коммутационной аппаратуры с коммутационным участком, который содержит, по меньшей мере, одну первую коммутационную точку и одну вторую коммутационную точку, которые соединены относительно друг друга посредством участка проводника электрически последовательно.
Подобное электрическое устройство коммутационной аппаратуры, например, известное из книги "Коммутационная аппаратура, основы, конструкция, образ действия", изданной Манфредом Линдауэром, издательство Шпрингер Берлин, Гейдельберг, Нью-Йорк, Лондон, Париж, Токио 1987, описано на страницах 208 до 210. Тамошнее устройство коммутационной аппаратуры содержит четыре коммутационных участка, два из которых соответственно поддерживаются одним отдельным опорным изолятором. Два поддерживаемых различными опорными изоляторами коммутационных участка имеют обращенные друг к другу концы. Для реализации последовательного включения обращенных друг к другу коммутационных участков они электропроводяще соединены посредством участка проводника.
При применении электрического устройства коммутационной аппаратуры часто, например, вследствие внешних воздействий, например ветра, землетрясения или также за счет самих процессов коммутации, появляются колебания электрического устройства коммутационной аппаратуры. Применяемое до сих пор соединение коммутационных точек ограничивает колебательную способность электрического устройства коммутационной аппаратуры.
Задачей изобретения поэтому является выполнение электрического устройства коммутационной аппаратуры вышеназванного вида таким образом, что имеет место улучшенная колебательная способность устройства коммутационной аппаратуры.
В случае электрического устройства коммутационной аппаратуры названного выше вида задача согласно изобретению решается за счет того, что участок проводника содержит, по меньшей мере, один первый и один второй провисающие проводниковые элементы, концы которых соответственно закреплены на точках контактирования первого и второго коммутационных пунктов, причем вытянутая длина проводниковых элементов является большей, чем участок пути, проходящий между точками контактирования вдоль прямой, и жесткий соединительный элемент связывает между собой гибкие проводниковые элементы.
Применение провисающих проводниковых элементов, например троса или многоэлементной цепи из электропроводящего материала, как медь, позволяет легко компенсировать взаимное относительное колебание первого и второго коммутационных участков электрического устройства коммутационной аппаратуры. За счет выбора увеличенной вытянутой длины уменьшается механическая нагрузка провисающих проводниковых элементов, так что обеспечено длительное электропроводящее соединение. Применение жесткого соединительного элемента для гибких проводниковых элементов позволяет ограничивать подвижность проводниковых элементов относительно друг друга. За счет этого ограничивается гибкость самих отдельных проводниковых элементов, так как они взаимно опираются через соединительный элемент.
Предпочтительным образом при этом может быть предусмотрено, что жесткий соединительный элемент удерживается провисающими проводниковыми элементами.
За счет применения провисающих проводниковых элементов в качестве несущих элементов для жесткого соединительного элемента можно отказаться от встраивания дополнительных удерживающих приспособлений. Они представляли бы собой дополнительную нагрузку на электрическом устройстве коммутационной аппаратуры. Особенно предпочтительным при этом является, если жесткий соединительный элемент удерживается исключительно провисающими проводниковыми элементами. Выступы и кромки на электрических устройствах коммутационной аппаратуры диэлектрически экранируются с помощью элементов изменения поля. Соединительный элемент, а также проводниковые элементы могут полностью лежать в защитной области применяемых до сих пор элементов изменения поля.
Следующая предпочтительная форма выполнения может предусматривать, что жесткий соединительный элемент направляет провисающие проводниковые элементы параллельно относительно друг друга.
Параллельное относительно друг друга направление нескольких проводниковых элементов обуславливает стабилизацию проводниковых элементов. Исходя из параллельной установки проводниковых элементов на самом соединительном элементе провисающие проводниковые элементы могут прокладываться дальше от точек крепления на жестком соединительном элементе в различных направлениях. За счет этого могут получаться дальнейшие устройства, усиливающие взаимную стабильность участков проводников.
При этом далее предпочтительно может быть предусмотрено, что проводниковые элементы исходя из параллельного направления на соединительном элементе отклонены к точкам контактирования соответственно больше чем на 45°, в частности на 90°.
После выхода из жесткого соединительного элемента провисающие проводниковые элементы, по меньшей мере, еще непосредственно после покидания жесткого соединительного элемента направлены параллельно друг к другу. Отклонение под тупым углом позволяет прохождение проводниковых элементов вдоль пространственной траектории, которая имеет продольно вытянутый изгиб. За счет изгиба возникают компенсационные области, которыми может компенсироваться относительное движение между первым и вторым коммутационными пунктами.
Проводниковые элементы при этом могут быть выполнены так, что траектория их прокладки расположена в одной плоскости. Могут, однако, происходить также отклонения, лежащие относительно друг друга под углом более чем на 45°, в частности на 90°.
Дальнейшая предпочтительная форма выполнения может предусматривать, что соединительный элемент фиксирует провисающие проводниковые элементы относительно друг друга в одной плоскости.
Расположение провисающих проводниковых элементов на соединительном элементе в одной плоскости позволяет поддержать выпучивание или, соответственно, выгибание при изменении положения коммутационных пунктов относительно друг друга в определенное направление. Несколько проводниковых элементов расположены таким образом лежащими плоско рядом друг с другом. Так возникает плоское ленточное устройство. Таким образом, является возможным поддерживать предпочтительные отклоняющие движения.
Дальнейшая предпочтительная форма выполнения может предусматривать, что по меньшей мере один провисающий проводниковый элемент проложен U-образно.
При использовании силы тяжести при выборе подходящих точек контактирования с соответствующим подведением концов провисающих проводниковых элементов к точкам контактирования можно создавать U-образное положение. В области основания U тогда можно монтировать простым образом жесткий соединительный элемент. При этом может быть предусмотрено, что жесткий соединительный элемент полностью пронизан провисающим проводниковым элементом или что жесткий соединительный элемент служит в качестве упора для провисающих проводниковых элементов и только при закреплении нескольких проводниковых элементов получается U-образная или другая форма прокладки. Использование непрерывного провисающего проводникового элемента имеет преимуществом, что избегаются дополнительные повышающие электрическое полное сопротивление места контактирования. Жесткий соединительный элемент может электрически изолировать друг от друга или также электропроводяще соединять несколько провисающих проводниковых элементов. Использование нескольких провисающих проводниковых элементов, которые только после их связи через жесткий соединительный элемент позволяют соединение точек контактирования, имеет преимущество в том смысле, что можно использовать как угодно комбинируемые короткие отрезки проводниковых элементов, которые контактируют друг с другом через жесткий соединительный элемент. За счет этого упрощается монтаж.
Дальнейшая предпочтительная форма выполнения может предусматривать, что по меньшей мере один провисающий проводниковый элемент проложен S-образно.
S-образное проложение провисающего проводникового элемента представляет собой дальнейшую подходящую форму для оказания положительного влияния на колебательные характеристики электрического устройства коммутационной аппаратуры. Особенно предпочтительным является, если несколько провисающих проводниковых элементов выполнены S-образными и проложены относительно друг друга в противоположном направлении. Таким образом, в боковой проекции вследствие жесткой связи через соединительный элемент получается крестообразная форма участка проводника, соединяющего оба коммутационных пункта. Такая форма в состоянии надежно воспринимать действующие в различных направлениях колебательные движения. Подобная крестообразная форма может, например, достигаться за счет того, что два U-образных провисающих проводниковых элемента расположены с противоположно направленным направлением U-форм и связаны посредством жесткого соединительного элемента.
Следующая предпочтительная форма выполнения может предусматривать, что провисающие проводниковые элементы проложены аналогично и расположены в проекции лежащими друг за другом с перекрытием (конгруэнтно).
За счет конгруэнтного расположения можно использовать множество однотипных провисающих проводниковых элементов. Необходимое конструктивное пространство за счет подобного расположения уменьшается. За счет расположения нескольких проводниковых элементов, лежащих в направлении взгляда конгруэнтно друг за другом, образованный из нескольких провисающих проводниковых элементов участок проводника имеет структуру, подобную плоскому ленточному проводу.
Предпочтительным образом далее может быть предусмотрено, что провисающие проводниковые элементы расположены в проекции зеркально симметрично относительно друг друга.
За счет зеркально симметричного расположения при применении аналогичных проводниковых элементов и их аналогичной прокладки, например U-образно или S-образно, можно образовывать стабилизирующие виды выполнения участка проводника. Например, пересекающиеся в проекции зоны позволяют использовать провисающие проводниковые элементы с особенно большой вытянутой длиной, чтобы обеспечить хорошую колебательную способность электрического устройства коммутационной аппаратуры. Несмотря на большие вытянутые длины участок проводника имеет достаточную механическую стабильность вследствие жесткого соединительного элемента, так что предотвращено некоординированное раскачивание или колебание образующих часть участка проводника провисающих проводниковых элементов.
В последующем примеры выполнения изобретения схематически показываются на чертеже и описываются ниже более подробно.
При этом показывает:
Фигура 1 - электрическое устройство коммутационной аппаратуры с участком проводника в виде сбоку,
Фигура 2 - деталь выполнения участка проводника в первом варианте,
Фигура 3 - участок проводника во втором варианте,
Фигура 4 - участок проводника в третьем варианте,
Фигура 5 - участок проводника во четвертом варианте,
Фигура 6 - участок проводника во пятом варианте и
Фигура 7 - жесткий соединительный элемент.
На Фигуре 1 представлено электрическое устройство коммутационной аппаратуры 1 в виде сбоку частично в сечении. Электрическое устройство коммутационной аппаратуры 1 содержит коммутационный участок 2, который образован первым коммутационным пунктом 2а, вторым коммутационным пунктом 2b, третьим коммутационным пунктом 2с и четвертым коммутационным пунктом 2d. Коммутационные пункты 2а, 2b, 2с, 2d соединены относительно друг друга электрически последовательно. В частности, это является предпочтительным при высоких и сверхвысоких напряжениях, например при напряжениях свыше 480 кВ, для обеспечения достаточной электрической прочности коммутационного участка 2.
Соответственно два из коммутационных пунктов 2а, 2d; 2b, 2с опираются одним поддерживающим изолятором 3а, 3b. Коммутационные пункты 2а, 2b, 2с, 2d приводятся в действие общим приводным устройством 4. Внутри поддерживающих изоляторов 3а, 3b движение, созданное приводным устройством 4, передается к подвижным контактдеталям коммутационных пунктов 2а, 2b, 2с, 2d.
Коммутационные пункты 2а, 2b, 2с, 2d расположены соответственно внутри герметизированных корпусов 6а, 6b. Герметизированные корпуса 6а, 6b в настоящем примере выполнения изготовлены из изоляционного материала, так что электрическое устройство коммутационной аппаратуры 1 является так называемым "выключателем типа Live Tank". Внутреннее пространство герметизированных корпусов 6а, 6b заполнено находящимся под повышенным давлением изоляционным газом, например шестифтористой серой, азотом или смесью подобных газов. Обращенные друг к другу концы первого и второго коммутационных пунктов 2а, 2b электропроводяще соединены друг с другом посредством участка проводника 5. На обращенных друг от друга концах третьего и четвертого коммутационных пунктов 2с, 2d предусмотрены соответствующие возможности присоединения для энергопередающих устройств, как провода или кабели.
Различные варианты выполнения участка проводника 5 представлены на Фигурах 2, 3, 4, 5 и 6.
Фигуры 2, 3, 4, 5 и 6 соответственно показывают обращенные друг к другу концы первого и второго коммутационных пунктов 2а, 2b. Окружающие коммутационные пункты 2а, 2b герметизированные корпуса 6а, 6b выполнены в основном в виде полых цилиндров и на торцовых сторонах газоплотно закрыты арматурными телами 7а, 7b. Арматурные тела 7а, 7b изготовлены из электропроводящего материала и являются частью коммутируемой посредством коммутационного участка 2 токовой цепи. Относящиеся к соответствующим корпусам 6а, 6b арматурные тела 7а, 7b электропроводяще соединены с соответствующим первым или соответственно вторым коммутационным пунктом 2а, 2b. Арматурные тела 7а, 7b содержат соответственно присоединительные зажимы 8а, 8b. Присоединительные зажимы 8а, 8b образованы соответственно из половин, между которыми можно зажимать и электрически контактировать электрический проводник под действием внешних зажимных усилий. Зажимные приемные элементы присоединительных зажимов 8а, 8b имеют в основном цилиндрическую форму, в которую может вдвигаться имеющий цилиндрический внешний контур проводниковый элемент. Присоединительные зажимы 8а, 8b представляют собой точки контактирования. Положение зажимных приемных элементов в присоединительных зажимах 8а, 8b выбрано таким образом, что их определенное цилиндрической формой аксиальное направление расположено поперек к оси, проходящей между первым и вторым коммутационными пунктами 2а, 2b. В арматурные тела 7а, 7b вставлен и зажат первый провисающий проводниковый элемент 9. Провисающий проводниковый элемент 9 выполнен в форме электропроводящего троса, причем концы проводникового элемента 9 введены в зажимные приемные элементы присоединительных зажимов 8а, 8b соответственно из одного направления. За счет этого провисающий проводниковый элемент 9 получает U-образную форму.
В средней области провисающего проводникового элемента 9 расположен жесткий соединительный элемент 10. Жесткий соединительный элемент 10 служит для жесткой по углу связи множества лежащих в настоящем примере выполнения конгруэнтно друг за другом провисающих проводниковых элементов, которые расположены аналогично.
Фигура 7 показывает в качестве примера жесткий соединительный элемент 10. Жесткий соединительный элемент 10 содержит первую 10а, а также вторую половину 10b, которые являются прижимаемыми друг к другу. В контактной области обеих плоскостей половин 10а, 10b образованы цилиндрические выемки, в которые являются вкладываемыми провисающие проводниковые элементы, так что они в области жесткого соединительного элемента 10 проходят параллельно. Размеры выемок при этом выбраны таким образом, что провисающие проводниковые элементы при сжатии обеих половин 10а, 10b зажимаются в жестком соединительном элементе 10. В настоящем примере жесткий соединительный элемент 10, представленный на Фигуре 7, служит для связи трех провисающих проводниковых элементов.
Жесткий соединительный элемент 10 может быть выполнен таким образом, что является возможным электрическое контактирование вложенных в выемки провисающих проводниковых элементов 9. Он, однако, может быть выполнен также так, что является возможным изолированное крепление охваченных вместе жестким соединительным элементом 10 провисающих проводниковых элементов 9. В зависимости от подлежащих передаче токов, может изменяться количество зажатых в жестком соединительном элементе 10 провисающих проводниковых элементов 9. Соответственно должно согласовываться количество выемок для приема провисающих проводниковых элементов 9.
Так как конструкция первого и второго коммутационных пунктов 2а, 2b, а также герметизированных корпусов 6а, 6b, арматурных тел 7а, 7b и присоединительных зажимов 8а, 8b является соответственно аналогичной, при описании следующих вариантов выполнения останавливаются соответственно только на выполненных различно друг от друга участках проводника 5.
На Фигуре 3 участок проводника выполнен таким образом, что первый провисающий проводниковый элемент 9а проложен U-образно и второй провисающий проводниковый элемент 9b также проложен U-образно. Однако оба провисающих проводниковых элемента 9а, 9b расположены зеркально симметрично относительно друг друга, причем зеркальная ось расположена параллельно к оси, проходящей между коммутационными пунктами 2а, 2b. Для крепления первого и второго провисающего проводникового элемента 9а, 9b соответственно предусмотрены присоединительные зажимы 8а, 8b в известном выполнении, причем присвоенные в соответствие первому провисающему проводниковому элементу 9а присоединительные зажимы 8а, 8b соответственно принимают провисающий проводниковый элемент 9а, приходящий из одного направления. Присвоенные в соответствие второму провисающему проводниковому элементу 9b присоединительные зажимы 8а, 8b соответственно принимают концы второго провисающего проводникового элемента 9b также из того же направления, причем он проходит (зеркально симметрично) с противоположным направлением относительно направления вдвигания первого провисающего проводникового элемента 9а к его соответствующим присоединительным зажимам 8а, 8b. В средней области первого и второго провисающих проводниковых элементов 9а, 9b опять-таки предусмотрен жесткий соединительный элемент 10, который соединяет друг с другом жестко по углу несколько, в данном случае два, лежащих относительно плоскости чертежа друг за другом проводниковых элементов. В проекции, таким образом, возникает крестообразный участок проводника 5, который образован из провисающих по себе проводниковых элементов и вследствие зажимания на присоединительных зажимах 8а, 8b, а также жестком соединительном элементе 10 и вида прокладки провисающих проводниковых элементов 9а, 9b представляет собой сравнительно жесткое образование, которое, однако, может компенсировать колебания.
Первый и второй провисающие проводниковые элементы 9а, 9b проложены в одной плоскости на жестком соединительном элементе 10 приблизительно параллельно относительно друг друга. Также в непосредственной области входа или выхода жесткого соединительного элемента 10 имеет место приблизительно параллельное прохождение первого и второго провисающего проводникового элемента 9а, 9b. После выхода из жесткого соединительного элемента 10 происходит изменение направления провисающих проводниковых элементов 9а, 9b соответственно на 90°, причем отклонение провисающих проводниковых элементов 9а, 9b производят соответственно в том же самом направлении, так что соответственно возникает их U-образное прохождение. Является, однако, также возможным, что применение находят другие углы, которые являются соответственно больше чем 45°. Отклонение отдельных участков провисающих проводниковых элементов может происходить также так, что проводниковые элементы 9 могут выступать из плоскости и проходить внутрь пространства.
Фигура 4 показывает альтернативу представленного на Фигуре 3 примера выполнения участка проводника 5. Участок проводника 5 выполнен опять-таки из нескольких провисающих проводниковых элементов 9с, 9d. Вариант выполнения жесткого соединительного элемента 10, однако, образован таким образом, что в показанной на Фигуре 4 проекции не возникает никакого наложения путей прокладки провисающих проводниковых элементов 9с, 9d, которое, однако, выполнено зеркально симметричным. При исключительном применении двух провисающих проводниковых элементов 9с, 9d они также лежат в одной и той же плоскости. Если, однако, предусмотрено, что другие провисающие проводниковые элементы лежат конгруэнтно сзади видных на Фигуре 4 провисающих проводниковых элементов 9с, 9d, то проводниковые элементы в области жесткого соединительного элемента 10а проходят в двух плоскостях, причем плоскости ориентированы приблизительно параллельно с зазором друг от друга.
Фигура 5 показывает следующий вариант выполнения участка проводника 5, причем следующий провисающий проводниковый элемент 9е проложен S-образно. Для этого присоединительные зажимы 8а, 8b разнесены друг от друга таким образом, что следующий провисающий проводниковый элемент 9е соответственно введен в присоединительные зажимы 8а, 8b из противоположных направлений. Множество расположенных лежащими конгруэнтно друг за другом следующих провисающих проводниковых элементов 9е связаны друг с другом жестким соединительным элементом 10а.
Фигура 6 показывает вариант выполнения представленного на Фигуре 5 участка проводника 5. Следующий провисающий проводниковый элемент 9е, а также провисающий проводниковый элемент 9f изогнуты соответственно S-образно и имеют подобную форму изгиба, однако направления отклонения S-дуг направлены противоположно друг другу (зеркально симметрично), так что в случае представленной на Фигуре 6 проекции происходит перекрещивание проводниковых элементов 9е, 9f. Они стабилизированы в средней области жестким соединительным элементом 10. Тем самым образовано крестообразное соединение между контактами первого и второго коммутационных пунктов 2а, 2b, которое может воспринимать колебания при достаточной механической стабильности.
Между отдельными присоединительными зажимами или, соответственно, жестким соединительным элементом примеров выполнения соответственно выполнены участки провисающих проводниковых элементов, которые проходят в виде дуг, предпочтительно, с отклонением на 90°. Так как изменение направления в ходе провисающего проводникового элемента проходит соответственно между двумя стабилизирующими зажимными точками, получается участок проводника с упругими свойствами, который может воспринимать внешние колебательные явления. Предпочтительно скрещивающиеся или, соответственно, перекрывающиеся таким образом проводниковые элементы могут опираться относительно друг друга.
1. Электрическое устройство коммутационной аппаратуры (1) с коммутационным участком (2), который содержит, по меньшей мере, один первый и один второй коммутационные пункты (2а, 2b), которые соединены электрически последовательно относительно друг друга посредством участка проводника (5), при этом участок проводника (5) содержит, по меньшей мере, один первый и один второй провисающие проводниковые элементы (9, 9а, 9b, 9c, 9d, 9e, 9f), концы которых закреплены соответственно на точках контактирования (8а, 8b) первого и второго коммутационного пункта (2а, 2b), причем вытянутая длина проводниковых элементов является большей, чем участок пути, проходящий между точками контактирования вдоль прямой, причем предусмотрен жесткий соединительный элемент (10, 10а), который соединяет между собой провисающие проводниковые элементы (9, 9а, 9b, 9c, 9d, 9e, 9f), отличающееся тем, что жесткий соединительный элемент (10, 10а), соединяющий провисающие проводниковые элементы (9, 9а, 9b, 9c, 9d, 9e, 9f), удерживается этими провисающими проводниковыми элементами (9, 9а, 9b, 9с, 9d, 9e, 9f).
2. Электрическое устройство по п.1, отличающееся тем, что жесткий соединительный элемент (10, 10а) проводит провисающие проводниковые элементы (9, 9а, 9b, 9c, 9d, 9e, 9f) параллельно друг к другу.
3. Электрическое устройство по п.2, отличающееся тем, что проводниковые элементы (9, 9а, 9b, 9c, 9d, 9e, 9f), исходя из параллельной проводки на соединительном элементе (10, 10а), отклонены к точкам контактирования (8а, 8b) соответственно больше, чем на 45°, в частности на 90°.
4. Электрическое устройство по п.2 или 3, отличающееся тем, что соединительный элемент (10, 10а) устанавливает провисающие проводниковые элементы (9, 9а, 9b, 9c, 9d, 9e, 9f) в одной плоскости относительно друг друга.
5. Электрическое устройство по п.1, отличающееся тем, что, по меньшей мере, один провисающий проводниковый элемент (9, 9а, 9b, 9с, 9d, 9e, 9f) проложен U-образно.
6. Электрическое устройство по п.2, отличающееся тем, что, по меньшей мере, один провисающий проводниковый элемент (9, 9а, 9b,9с, 9d, 9e, 9f) проложен U-образно.
7. Электрическое устройство по п.1, отличающееся тем, что, по меньшей мере, один провисающий проводниковый элемент (9, 9а, 9b, 9с, 9d, 9e, 9f) проложен S-образно.
8. Электрическое устройство по п.3, отличающееся тем, что, по меньшей мере, один провисающий проводниковый элемент (9, 9а, 9b, 9с, 9d, 9e, 9f) проложен S-образно.
9. Электрическое устройство по п.1, отличающееся тем, что провисающие проводниковые элементы (9, 9а, 9b, 9c, 9d, 9e, 9f) проложены аналогично и расположены в проекции конгруэнтно лежащими друг за другом.
10. Электрическое устройство по п.2, отличающееся тем, что провисающие проводниковые элементы (9, 9а, 9b, 9c, 9d, 9e, 9f) проложены аналогично и расположены в проекции конгруэнтно лежащими друг за другом.
11. Электрическое устройство по п.1, отличающееся тем, что провисающие проводниковые элементы (9, 9а, 9b, 9c, 9d, 9e, 9f) расположены в проекции зеркально симметрично относительно друг друга.
12. Электрическое устройство по п.2, отличающееся тем, что провисающие проводниковые элементы (9, 9а, 9b, 9c, 9d, 9e, 9f) расположены в проекции зеркально симметрично относительно друг друга.
