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专利名称:三相共箱式气体绝缘开关装置的制作方法
本发明涉及三相共箱式气体绝缘开关装置,特别是与高压导体由单柱式绝缘支架支承着的三相共箱式气体绝缘开关装置有关。
在三相共箱式气体绝缘开关装置中,支承高压导体的柱式绝缘支架,一般有单柱式、双柱式及三柱式等。若从缩小设备的体积,减轻重量及经济性等方面来考虑,采用单柱式支架较有利。
图6及图7所示为实开昭55-98117号公报中介绍的现有的三相共箱式气体绝缘开关装置。图中,在金属容器(1)中装有三根高压导体(2),同时封入绝缘气体(3)。高压导体(2)由单柱式绝缘支架(4)支承着。
由图7可知,高压导体(2)通过直角等腰三角形的各个顶点平行设置,单柱式绝缘支架(4)对高压导体(2)的支承方向,位于金属容器(1)的互相垂直的直径上,并指向金属容器(1)的中心。
一般说来,象上述这种三相共箱式气体绝缘开关装置中的单柱式绝缘支架(4),其最佳安装方向应根据对下述的机械性能及电性能方面的研究来决定。在机械性能方面必须考虑到发生短路事故的短路电磁力,选择适当的支承方向,以便使作用在单柱式绝缘支架(4)上的弯曲力矩为最小。另外,从电性能方面来考虑,必须确定适当的支承方向,尽可能地延长单柱式绝缘支架
(4)的表面长度,以提高耐压性能。
根据本发明人对三相共箱式气体绝缘母线所进行的短路电磁力的有关实验及其分别结果可知,如果金属容器(1)的材质不同,则最大电磁力的大小及方向也有明显的差异。因此,在机械性能方面有所要求的单柱式绝缘支架(4)的最佳支承方向是随金属容器(1)材质的不同而变化的。
以上所述的现有的三相共箱式气体绝缘开关装置存在这样的问题,例如如图7所示,通常不管金属容器的材质如何,单柱式绝缘支架都是按一定的方向安装的,因此,不能根据各不同材质的金属容器来选择最佳的安装方案。
本发明就是为了解决上述问题而提出的,目的是要获得其单柱式绝缘支架具有对应于金属容器材质的最佳支承方向的三相共箱式气体绝缘开关装置。
本发明所提供的三相共箱式气体绝缘开关装置,其单柱式绝缘支架的支承角是相对于容器中心与各高压导体中心的连线而定的。例如,在使用普通钢和不锈钢制成的容器时,支承角在约20°~55°的范围内;在使用铝合金制成的容器时,支承角约为90°。
在本发明的情况下,由于单柱式绝缘支架是以相对于金属容器所规定的支承角度安装的,因此单柱式绝缘支架的机械性能及电性能都可以达到最佳状态。
下面结合附图和实施例对本发明作详细说明。
图1为本发明的一个实施例的横剖面图;图2为另一个实施例的横剖面图;图3及图4为分析本发明的单柱式绝缘支架的最佳支承方向时用的模型图,其中,图3为横剖面图,图4为局部侧视图;图5为根据上述的分析得出的作用于单柱式绝缘支架上的弯曲力矩及轴向长度(表面长度)同支承角之间关系的特性曲线;图6为现有的三相共箱式气体绝缘开关装置的局部纵剖面图;图7为在沿图6中的Ⅶ-Ⅶ线所作平面上的横剖面图。
图3~图5给出了本发明人对单柱式绝缘支架所作的最佳支承方向的分析结果。图3、图4为表示分析模型的图。对应于普通钢、不锈钢及铝合金等各种金属容器(1),求出作用于图示的(U)、(V)及(W)各相高压导体(2)上的最大电磁力的大小及方向,并对应于图中所示的支承方向(θ),算出作用于单柱式绝缘支架(4)在金属容器(1)内表面上的固定端(5)上的弯曲力矩(M)。
另外,对应于支承方向(θ),求出了单柱式绝缘支架(4)的轴向长度(表面长度)(L)。
再者,在进行分析时,认为高压导体(2)的两端(6)是用单柱式绝缘支架(4)固定着的。图5是表示以上分析结果的曲线图。该曲线图表示对于普通钢、不锈钢及铝合金等制成的各种金属容器(1),作用于单柱式绝缘支架(4)上的弯曲力矩(M)
及轴向长度(表面长度)(L)同支承方向(θ)之间的关系。其中,弯曲力矩(M)及轴向长度(表面长度)(L)分别用各自的最小值(Mmin)及(Lmin)加以归一化。
根据实验及分析结果可知,使用普通钢容器时的弯曲力矩(M)比使用不锈钢容器时的弯曲力矩(M)约大25%;而使用铝合金容器时的弯曲力矩(M)的大小约为使用普通钢容器时的弯曲力矩(M)的35%。另外,在计算弯曲力矩(M)时,考虑了成为实际系统中的最严格的标准条件的三相短路问题。
由图5可明显地看出,在使用普通钢容器和不锈钢容器的情况下,当支承角(θ)约20°时;作用在单柱式绝缘支架(4)上的弯曲力矩(M)为最小,但若把轴向长度(表面长度)(L)也考虑进去的话,最佳支承角(θ)约在20°~55°的范围内。另一方面,在使用铝合金容器的情况下,当支承角(θ)约为±90°时,弯曲力矩(M)为最小,而且还能延长轴向长度(表面长度),因此最佳支承角(θ)约为±90°。
下面就图1来说明本发明的一个实施例。图1所示是使用普通钢或不锈钢容器(1a)的情况,利用单柱式绝缘支架(4),以如图所示的最佳支承角(θ1)来支承高压导体(2)。如前所述,这时的支承角(θ1)约在20°~55°的范围内。
图2是另一个实施例,是使用铝合金容器(1b)的情况。如前所述,这时单柱式绝缘支架(4)的最佳支承角(θ2)约为90°。
如果按照上述那样实施本发明的话,就能根据金属容器的材质,使单柱式绝缘支架的机械性能和电性能都达到最佳状态,因此可缩小三相共箱式设备的体积,增大可靠性,提高经济效益。
权利要求
,其金属容器内的高压导体大致通过直角等腰三角形的各顶点平行设置,且上述高压导体分别用单柱式绝缘支架支承;其特征在于具有以相对于上述金属容器中心和上述各高压导体中心的连线所定的支承角度安装在上述金属容器中的上述单柱式绝缘支架。
1所述的三相共箱式气体绝缘开关装置,其金属容器的材质为普通钢及不锈钢中的任意一种;单柱式绝缘支架的支承角约在20°~55°的范围内。
1所述的三相共箱式气体绝缘开关装置,其金属容器的材质为铝合金;单柱式绝缘支架的支承角约为90°。
专利摘要
本发明涉及一种三相共箱式气体绝缘开关装置,其金属容器内的高压导体太致通过直条等腰三角形的各顶点平行设置,且上述高压导体分别用单柱式绝缘支架支承,其特征在于具有以相对于上述金属容器中心和上述各高压导体中心的连线所定的支承角度安装在上述金属容器中的上述单柱式绝缘支架。