КОРПУС МОДУЛЯ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА В СБОРЕ, МОДУЛЬ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА В СБОРЕ И РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО В СБОРЕ
CASE OF DISTRIBUTING GEAR MODULE IN ASSEMBLY, DISTRIBUTING GEAR MODULE IN ASSEMBLY AND DISTRIBUTING GEAR IN ASSEMBLY

Настоящая группа изобретений относится к области распределительных устройств, в частности к газоизолированному распределительному устройству высокого напряжения в сборе (также называемым GIS), а также к корпусу модуля распределительного устройства в сборе, в частности, к корпусу, формирующему общее пространство, заполненное изолирующим газом, в котором размещены три газоизолированные секции проводников сборных шин. Кроме того, изобретение относится к модулю распределительного устройства в сборе и к панели переключения, заключенной в указанный корпус, а также к подстанции.
Известны стандартные газоизолированные распределительные устройства высокого напряжения, представляющие собой модульную конструкцию из функциональных групп, таких как выключатели, заземляющие выключатели и т.д., которые установлены на панели переключения. В этом случае, под «панелью переключения» принято понимать панель распределительного устройства в сборе, которая также может называться, например, выходной панелью. Среди реализуемых на рынке распределительных устройств в сборе (GIS), газоизолированное распределительное устройство в сборе с панелями переключения, содержащими однофазно капсулированный направитель первичных проводников, существенно отличается от газоизолированного распределительного устройства в сборе с панелями переключения, содержащими трехфазно капсулированный направитель первичных проводников. Под однофазным капсулированием следует понимать капсулирование, при котором обеспечивается специальное газовое пространство для каждого из первичных проводников, в то время как под трехфазным капсулированием следует понимать капсулирование, при котором обеспечивается общее газовое пространство для трех первичных проводников. Под «первичными проводниками» следует понимать проводники, имеющие номинальную нагрузку при высоком напряжении.
Тип капсулирования (однофазное или трехфазное) диктуется, прежде всего, требуемым номинальным напряжением, причем однофазно капсулированные панели (панель) переключения, сравнительно с трехфазно капсулированными панелями переключения, приспособлены для более высокого номинального напряжения при сопоставимой сложности. Следует отметить, что тип капсулирования оказывает принципиальное влияние на расположение панелей, а также на конфигурацию и расположение модульных функциональных групп. Корпус для трехфазно капсулированного направителя первичных проводников описан, к примеру, в документе WO 2008/022893 А1.
Также корпус распределительных устройств высокого напряжения в сборе известен из документа DE 7607568 U. Однако указанный корпус можно усовершенствовать, в частности, относительно занимаемого пространства и эксплуатационной адаптируемости к модульной системе.
Для осуществления газоизолированной подстанции, как правило, по меньшей мере, две панели соединяют в так называемую сборную шину на входе или выходе устройства. В этом случае, термин «сборная шина» охватывает первичные проводники как однофазно, так и трехфазно капсулированные. Таким образом, газоизолированное распределительное устройство в сборе (GIS) с однофазно капсулированным направителем сборных шин, будет существенно отличаться от газоизолированного распределительного устройства в сборе (GIS) с трехфазно капсулированным направителем сборных шин, что также относится к сборным шинам.
Поскольку газоизолированное распределительное устройство в сборе (GIS) зачастую используется в зонах застройки или других пространственно ограниченных областях, в дополнение к эксплуатационным характеристикам большое значение имеет компактность подстанции. Для удовлетворения указанных требований были предприняты попытки повышения плотности мощности (на физический объем) панели переключения газоизолированного распределительного устройства в сборе (GIS). Также имеет существенное значение простота обслуживания газоизолированного распределительного устройства в сборе.
В противоположность известному уровню техники в изобретении предлагается корпус модуля распределительного устройства в сборе по пункту 1 формулы изобретения и панель переключения по пункту 18 формулы изобретения. Дополнительные преимущества, признаки, аспекты и детали изобретения, а также предпочтительные варианты осуществления изобретения и специфические аспекты изобретения следуют из зависимых пунктов формулы изобретения и чертежей.
Согласно одному из аспектов изобретения предлагается корпус модуля распределительного устройства в сборе. Корпус формирует общее газовое пространство, заполненное изолирующим газом, в котором размещены три газоизолированные секции проводников сборных шин модуля распределительного устройства в сборе. Корпус содержит три первых отверстия для сборных шин, причем три первых отверстия для сборных шин расположены в первой плоскости вдоль первой прямой линии; три вторых отверстия для сборных шин, причем три вторых отверстия для сборных шин расположены на стороне корпуса, противоположной стороне, на которой расположены три первых отверстия для сборных шин; а также содержит три выходных отверстия для проводников, причем три выходных отверстия для проводников расположены во второй плоскости вдоль второй прямой линии.
Согласно дополнительному аспекту изобретения предлагается корпус модуля распределительного устройства в сборе. Корпус формирует общее газовое пространство, заполненное изолирующим газом, в котором размещены три газоизолированные секции проводников сборных шин модуля распределительного устройства в сборе. Корпус содержит три первых отверстия для сборных шин и три выходных отверстия для проводников. Корпус имеет проем, входящий в общее газовое пространство. Внутренний объем корпуса, определяющий общее газовое пространство, является непрерывным и не имеет обособленных объемов.
Согласно еще одному аспекту изобретения предлагается модуль распределительного устройства в сборе, который содержит корпус в соответствии с одним из предложенных ранее аспектов изобретения. Кроме того, модуль распределительного устройства в сборе содержит три номинальных проводника сборных шин (также называемых секциями проводников сборных шин), каждый из которых продолжается от соответствующего одного из первых соединительных отверстий для сборных шин к соответствующему одному из вторых соединительных отверстий для сборных шин; а также содержит три выходных номинальных проводника, каждый из которых продолжается из внутреннего пространства корпуса к соответствующему одному из вторых выходных соединительных отверстий. Согласно дополнительному аспекту изобретения предлагается панель переключения и подстанция (распределительные устройства в сборе) с указанным корпусом или с указанным модулем распределительного устройства в сборе.
Одним из преимуществ, по меньшей мере, некоторых аспектов изобретения является то, что плотность мощности (на физический объем) панели переключения газоизолированного распределительного устройства в сборе (GIS) и/или подстанции может быть увеличена. Указанное преимущество достигается тем, что благодаря общему газовому пространству обеспечивается компактность модульной конструкции модуля сборных шин, и отдельные отверстия (отверстия для сборных шин и выходные отверстия для проводников) позволяют использовать иначе, по меньшей мере, частично однофазную капсулированнную панель переключения, т.е. при более высоком напряжении. Таким образом, преимущества однофазно капсулированнного направителя первичного проводника, в частности, в области сборных шин, объединены с преимуществами трехфазно капсулированной модульной конструкции. Таким образом, благодаря общему газовому пространству упрощен контроль давления газа и, в общем, можно, например, снизить материалоемкость корпуса и объем требуемого газа. Также выполняются необходимые требования, т.е. изолирующий газ вводится однократно, газ контролируется однократно и предусмотрен только простой механизм защиты от избыточного давления. Кроме того, один общий корпус для трех фаз также имеет меньший вес и вообще более рентабелен, чем три отдельных корпуса для каждой фазы. Кроме того, корпус согласно изобретению имеет не только небольшие габаритные размеры, но и небольшой внутренний объем благодаря схеме размещения отверстий, что дает возможность снизить объем заполняющего защитного газа. Дополнительный вклад в потенциально компактную конструкцию обеспечивается тем, что базовые соединения могут быть размещены близко друг к другу.
Кроме того, размещение отверстий вдоль соответствующих прямых линий и взаимная ориентация указанных прямых линий также способствуют созданию компактной конструкции. К тому же, проводники, выходящие из выходных отверстий, могут проходить в направлении первой прямой линии, не пересекая друг друга, поскольку вторая прямая линия наклонена относительно первой прямой линии.
Дополнительным преимуществом изобретения является адаптируемость корпуса к модульной системе. В частности, в случае расположения отверстий на единичном расстоянии, корпус может использоваться как часть интегральной модульной системы. Именно, в контексте модульной системы одно из преимуществ изобретения состоит в универсальности использования корпуса, т.е. корпуса модуля распределительного устройства в сборе. Взаимно противоположное расположение первых и вторых отверстий для сборных шин обеспечивает, например, универсальность использования корпуса при различной ориентации и дает возможность соединить множество модулей последовательно вдоль непрерывных сборных шин. Особые преимущества достигаются посредством корпуса, обладающего свойствами симметрии, поскольку, например, за счет поворота на 180° при определенных обстоятельствах и соответствующей ориентации отверстий корпус может использоваться для решения дополнительных задач. Таким образом, одновременно увеличивается степень свободы конструкции/структуры панели без необходимости увеличения количества модулей, которые должны быть предусмотрены. Под «модульной концепцией» понимают гибкость использования корпуса. Соответственно, корпус может использоваться как в конфигурациях с двойными сборными шинами, так и в конфигурациях с одинарными сборными шинами и/или в качестве мостового модуля. Поскольку корпус способен обеспечить многофункциональность модуля, имеется возможность снизить расходы.
В частности, благодаря расположению отверстий в соответствующих плоскостях также упрощается монтаж и демонтаж модуля с корпусом согласно изобретению. Например, корпус может быть установлен в панели переключения и удален из нее как в направлении первой прямой линии, так и в направлении второй прямой линии. Даже можно установить и удалить панель переключения в одном из указанных направлений. Это позволяет, в частности, быстро удалять и заменять модуль распределительного устройства в сборе во время ремонтных работ или в процессе обслуживания. Благодаря указанным преимуществам могут быть реализованы улучшенные концепции ремонта и обслуживания.
Согласно некоторым вариантам осуществления изобретения (т.е. в соответствии с предпочтительным, но неограничительным аспектом изобретения, который может также быть определен термином «в частности»), вторая прямая линия наклонена относительно первой прямой линии (т.е. не параллельна указанной первой прямой линии; прямые линии могут пересекаться или отклоняться друг от друга). Согласно некоторым вариантам осуществления изобретения вторая прямая линия перпендикулярна первой прямой линии. В качестве альтернативы также возможны варианты осуществления изобретения, в которых вторая прямая линия параллельна первой прямой линии. В дополнительных вариантах осуществления изобретения вторая плоскость, в которой расположены отверстия, образует прямой угол с первой плоскостью, в которой расположены отверстия. Указанное перпендикулярное расположение второй прямой линии или плоскости, в которой расположены отверстия, относительно первой прямой линии или плоскости, в которой расположены отверстия, обеспечивает преимущества, в частности, относительно гибкости использования корпусных секций для сборных шин в газоизолированном распределительном устройстве в сборе (GIS).
Согласно одному из аспектов изобретения ортогональная система координат «х-у-z» определена исходя из того, что первая прямая линия определяет направление «z». Согласно другому аспекту изобретения вторая прямая линия определяет направление «у», которое перпендикулярно направлению «z» и также направлению «х», которое, в свою очередь, перпендикулярно направлениям «z» и «у».
Согласно одному из аспектов изобретения первая прямая линия, вторая прямая линия, первая плоскость, в которой расположены отверстия, и вторая плоскость в которой расположены отверстия, ориентированы в соответствии, по меньшей мере, с одной из схем размещения: (а) вторая плоскость, в которой расположены отверстия, ориентирована поперек, а согласно некоторым вариантам осуществления изобретения ориентирована перпендикулярно первой плоскости, в которой расположены отверстия; (б) вторая прямая линия (6) смещена относительно первой прямой линии, в результате чего, первая и вторая прямые линии не пересекаются; (в) вторая прямая линия наклонена, а согласно некоторым вариантам осуществления изобретения перпендикулярна первой плоскости, в которой расположены отверстия; и/или (г) первая прямая линия параллельна второй плоскости, в которой расположены отверстия. Согласно одному из аспектов изобретения третья прямая линия параллельна направлению «z». Согласно другому аспекту изобретения первая плоскость, в которой расположены отверстия, параллельна направлению «z» и «у». Согласно одному из аспектов изобретения вторая плоскость, в которой расположены отверстия, параллельна направлению «х» и «у».
Согласно одному из аспектов изобретения внутренний объем корпуса формирует непрерывное газовое пространство, причем каждое из трех первых отверстий для сборных шин, трех вторых отверстий для сборных шин и трех выходных отверстий для проводников обеспечивает или формирует отдельный доступ снаружи корпуса в газовое пространство. Таким образом, газовое пространство соединено с тремя первыми и с тремя вторыми отверстиями для сборных шин, а также с тремя выходными отверстиями для проводников. Согласно одному из аспектов изобретения третьи отверстия для сборных шин размещены в третьей плоскости вдоль третьей прямой линии, причем третья плоскость, в которой расположены отверстия, параллельна первой плоскости, в которой расположены отверстия, и третья прямая линия параллельна первой прямой линии. В частности, каждое из трех вторых отверстий для сборных шин и соответствующее одно из трех первых отверстий для сборных шин могут быть расположены попарно, в результате чего, формируется соответствующая пара отверстий для сборных шин с образованием непрерывной прямой секции проводника сборных шин, причем прямая секция проводника сборных шин продолжается, в частности, перпендикулярно первой и третьей плоскостям, в которых расположены отверстия. Согласно дополнительному аспекту изобретения три первых отверстия для сборных шин и соответствующие им три вторых отверстия для сборных шин разграничивают цилиндрические секции газового пространства на концевых участках, при этом секции газового пространства продолжаются между указанными отверстиями для сборных шин. Согласно дополнительному аспекту изобретения каждая из цилиндрических секций газового пространства продолжается вдоль прямой продольной оси. Поперечное сечение секций газового пространства может быть, например, круглым, овальным или может иметь любую другую форму.
Согласно одному из аспектов изобретения корпус может быть сконструирован так, что его наружная поверхность, по меньшей мере, частично сплюснута относительно выпуклой оболочки. Оболочка описывает общую форму наружной поверхности корпуса без учета локальных элементов, таких как винты, ручки, и т.д., которые не оказывают существенного влияния на форму. Под «оболочкой» следует понимать форму, которая образуется при намотке натянутой пленки вокруг корпуса, причем пленка, определяющая оболочку, в каждом случае будет опираться только на выступы, например, проходить по контуру фланцеобразных секций адаптера и т.п. Таким образом, наружная поверхность корпуса относительно оболочки имеет вогнутые выемки. Эти выемки могут быть предусмотрены в переходной области между первыми или вторыми отверстиями для сборных шин и выходными отверстиями для проводников, и/или в переходной области между первыми отверстиями для сборных шин и вторыми отверстиями для сборных шин.
Согласно одному из аспектов изобретения три первых отверстия для сборных шин образуют первую соединительную группу, при этом каждый трубчатый выступ расширяется по направлению к одному из первых отверстий для сборных шин. Согласно одному из аспектов изобретения три вторых отверстия для сборных шин образуют вторую соединительную группу, при этом каждый трубчатый выступ расширяется по направлению к одному из вторых отверстий для сборных шин. Согласно одному из аспектов изобретения первые отверстия для сборных шин и/или вторые отверстия для сборных шин и/или выходные отверстия находятся на торцевой поверхности соответствующего трубчатого выступа. В зависимости от требований и вариантов осуществления изобретения трубчатые выступы расположены на расстоянии друг от друга, т.е. не состыкованы между собой, или не приварены друг к другу.
Согласно одному из аспектов изобретения каждое отверстие из первой соединительной группы, образованной тремя первыми отверстиями для сборных шин, содержит один фланец, охватывающий соответствующее отверстие по окружности, причем к фланцу имеется доступ с задней стороны отверстия или снаружи корпуса. Все или некоторые фланцы первых отверстий для сборных шин и/или вторых отверстий для сборных шин, и/или выходных отверстий, в зависимости от вариантов осуществления изобретения, полностью или частично интегрированы в общий стенной участок основной камеры корпуса или отдалены от стенной секции основной камеры трубчатыми выступами и представляют собой независимые фланцы. В зависимости от варианта осуществления изобретения все фланцы первых отверстий для сборных шин и/или вторых отверстий для сборных шин и/или выходных отверстий формируются отдельно и отдалены друг от друга, либо, по меньшей мере, два фланца соединены между собой с образованием группы фланцев. Например, все фланцы первых отверстий для сборных шин и/или вторых отверстий для сборных шин, и/или выходных отверстий могут быть соединены между собой с образованием, соответственно, группы первых фланцев и/или группы вторых фланцев и/или группы выходных фланцев.
Согласно одному из аспектов изобретения каждое первое или второе отверстие для сборных шин ориентировано в направлении «у», т.е. их нормали продолжаются в направлении «у». Таким образом, взаимно параллельные нормали отверстий лежат в плоскости сборных шин (плоскость «y-z»), в результате чего, номинальные проводники, которые выходят из отверстий по центру и перпендикулярно, лежат в плоскости «y-z». Отверстия для сборных шин охвачены фланцами. Фланцы лежат в общей плоскости, т.е. в плоскости «x-z». Каждое из трех отверстий для сборных шин имеет соответствующий отдельный фланец. Фланец, в частности, снабжен крепежным устройством для опорного изолятора. Крепежное устройство содержит, в частности, отверстия, предназначенные для крепежных винтов.
Согласно одному из аспектов изобретения корпус модуля распределительного устройства в сборе содержит три корпусные секции для выходящих проводников, причем каждое из трех выходных отверстий для проводников расположено на соответствующей одной из трех корпусных секций для выходящих проводников. Согласно одному из аспектов изобретения, по меньшей мере, одна из трех корпусных секций для выходящих проводников обеспечивает флюидную связь газового пространства с внутренними объемами, по меньшей мере, двух из трех корпусных секций для сборных шин. Согласно одному из аспектов изобретения одна из трех корпусных секций для выходящих проводников соединяет между собой внутренние объемы, по меньшей мере, двух корпусных секций для сборных шин. Согласно одному из аспектов изобретения, по меньшей мере, одна из трех корпусных секций для выходящих проводников соединяет внутренние объемы трех корпусных секций для сборных шин друг с другом. Согласно одному из аспектов изобретения, каждая из трех корпусных секций для выходящих проводников соединяет внутренние объемы трех корпусных секций для сборных шин друг с другом. Согласно одному из аспектов изобретения первая из трех корпусных секций для выходящих проводников флюидно соединяет друг с другом непосредственно три корпусные секции для сборных шин, вторая корпусная секция для выходящего проводника флюидно соединяет друг с другом непосредственно только две из трех корпусных секций для сборных шин и третья корпусная секция для выходящего проводника флюидно соединена воедино непосредственно только с одной из трех корпусных секций для сборных шин, или иначе говоря, третья корпусная секция для выходящих проводников флюидно соединяет друг с другом непосредственно три корпусные секции для сборных шин. Согласно одному из аспектов изобретения первая корпусная секция для выходящего проводника находится рядом с первыми отверстиями для сборных шин, вторая корпусная секция для выходящего проводника находится в центре, и третья корпусная секция для выходящего проводника находится рядом со вторыми отверстиями для сборных шин. Согласно дополнительному аспекту изобретения одна из трех корпусных секций для выходящих проводников, которая находится рядом с первыми отверстиями для сборных шин, флюидно соединяет друг с другом три корпусные секции для сборных шин, и/или одна из трех корпусных секций для выходящих проводников, находящаяся в центре, флюидно соединяет друг с другом только две из трех корпусных секций для сборных шин, и/или одна из трех корпусных секций для выходящих проводников, которая находится рядом со вторыми отверстиями для сборных шин, флюидно соединена воедино непосредственно только с одной из трех корпусных секций для сборных шин.
Согласно одному из аспектов изобретения корпусные секции для выходящих проводников представляют собой цилиндрические секции и имеют цилиндрический внутренний объем. Корпусные секции для выходящих проводников отдалены друг от друга. Расстояние между их цилиндрическими осями или центрами больше внешнего диаметра цилиндра или удвоенного радиуса кривизны их стенных участков. Согласно одному из аспектов изобретения корпусные секции для выходящих проводников расположены на одинаковом расстоянии друг от друга вдоль второй прямой линии. Согласно одному из аспектов изобретения цилиндрические оси корпусных секций для выходящих проводников продолжаются в направлении «х». Согласно одному из аспектов изобретения соответствующие закрытые концевые участки находятся на соответствующей концевой стороне корпусных секций для выходящих проводников.
Согласно одному из аспектов изобретения каждое из трех выходных отверстий для проводников, образующих соединительную группу, содержит один фланец, охватывающий соответствующее выходное отверстие для проводника по окружности, причем к фланцу имеется доступ с задней стороны отверстия и снаружи корпуса. Согласно одному из аспектов изобретения каждое из выходных отверстий для проводников ориентировано в направлении, перпендикулярном первым и вторым прямым линиям или ориентировано в направлении, перпендикулярном второй плоскости, в которой расположены отверстия. Согласно одному из аспектов изобретения нормаль выходных отверстий для проводников продолжается в направлении «х». Таким образом, выходные отверстия для проводников охватывают выходную нормальную плоскость (плоскость, в которой проходит вторая прямая линия, и которая параллельна нормалям отверстий), в результате чего, номинальные проводники, которые выходят по центру выходных отверстий для проводников и перпендикулярно отверстиям, лежат в выходной нормальной плоскости. Выходная нормальная плоскость может являться плоскостью «х-у».
Согласно одному из аспектов изобретения выходная нормальная плоскость пересекает нормальную плоскость сборных шин, которая сформирована, соответственно, отверстиями для сборных шин, при этом линия пересечения смещена относительно центров осей отверстий для сборных шин в направлении «z». В частности, линия пересечения расположена вне отверстий сборных шин, конкретно, между двумя из отверстий для сборных шин.
Согласно одному из аспектов изобретения выходные отверстия для проводников охвачены фланцами. Фланцы лежат в общей плоскости, например плоскости «y-z». Каждое из трех выходных отверстий для проводников имеет соответствующий отдельный фланец. Фланец, в частности, снабжен крепежным устройством для защитного изолятора. Крепежное устройство содержит, в частности, отверстия, предназначенные для крепежных винтов.
Согласно одному из аспектов изобретения корпус имеет, по меньшей мере, один проем, входящий в непрерывный внутренний объем, определяемый корпусом. Согласно одному из аспектов изобретения указанный проем также выходит на наружную оболочку корпуса. Согласно одному из аспектов изобретения проем расположен между двумя корпусными секциями, в частности, между крайней и центральной корпусными секциями для сборных шин. Согласно одному из аспектов изобретения проем расположен между двумя корпусными секциями, в частности, между двумя крайними из корпусных секций для выходящих проводников. Согласно одному из аспектов изобретения корпус может иметь, в частности, большее количество проемов, например, два или три проема.
Согласно одному из аспектов изобретения корпус содержит охлаждающее устройство для увеличения теплоотвода из внутреннего объема корпуса. Согласно одному из аспектов изобретения охлаждающее устройство размещено на концевом участке корпусной секции выходного проводника, в частности, на верхнем концевом участке. Согласно одному из аспектов изобретения корпус содержит, по меньшей мере, одну, в частности, цилиндрическую корпусную секцию, предназначенную для вмещения приводного вала. Приводной вал предназначен для приведения в действие переключающих элементов, которые размещены или могут быть размещены во внутреннем объеме корпуса. Согласно некоторым вариантам осуществления изобретения корпусная секция для приводного вала продолжается через три корпусные секции для выходящих проводников и обеспечивает внутренний объем для приводного вала, продолжающегося вдоль прямой линии, причем указанный объем непосредственно связан с внутренним пространством корпусных секций для выходящих проводников. Корпусная секция для приводного вала может продолжаться через три корпусные секции для выходящих проводников и обеспечивать внутренний объем для прямого приводного вала, причем указанный объем непосредственно связан с внутренним пространством корпусных секций для выходящих проводников. Согласно одному из аспектов изобретения цилиндрическая ось корпусной секции для приводного вала продолжается в направлении «у» или параллельна второй прямой линии. Согласно другому аспекту изобретения корпусная секция для приводного вала смещена в направлении «х» относительно цилиндрических осей корпусных секций для сборных шин. Смещение составляет, в частности, половину расстояния между цилиндрическими осями корпусных секций для сборных шин.
Согласно одному из аспектов изобретения корпус обладает свойствами симметрии. Согласно указанному аспекту отверстия группы, включающей первые отверстия для сборных шин, вторые отверстия для сборных шин и выходящие отверстия, размещены зеркально-симметрично относительно плоскости симметрии, и в соответствии со специфическим аспектом изобретения плоскость симметрии размещена параллельно первой плоскости, в которой расположены отверстия. Согласно дополнительному аспекту изобретения корпус сконструирован, по существу, зеркально-симметричным относительно плоскости симметрии. Термин «по существу зеркально-симметричный» означает симметрию относительно сборных шин и выходных отверстий и относительно основной геометрии корпуса, но не относительно любых вспомогательных соединений и других второстепенных деталей. Выраженный количественно объем газового пространства, которое не перекрывается при зеркальном отображении, составляет не более 5% суммарного объема газового пространства. В одном из вариантов корпуса плоскость симметрии проходит через центральное выходное отверстие для проводника, которое расположено между двумя остальными выходными отверстиями для проводников.
Согласно одному из аспектов изобретения корпус сконструирован для переключающего модуля распределительного устройства высокого напряжения в сборе, т.е. работающего при напряжении, составляющем, по меньшей мере, 50 кВ.
Согласно одному из аспектов изобретения предлагается модуль распределительного устройства в сборе, имеющий корпус, описанный выше. Кроме того, модуль распределительного устройства в сборе содержит секцию проводников сборных шин с тремя фазовыми проводниками сборных шин, которые продолжаются от соответствующего одного из первых соединительных отверстий для сборных шин к соответствующему одному из вторых соединительных отверстий для сборных шин; а также содержит секцию выходных проводников с тремя фазовыми выходными проводниками, каждый из которых продолжается к соответствующему одному из вторых выходных соединительных отверстий. К тому же, согласно одному из аспектов изобретения модуль распределительного устройства в сборе содержит систему выключателей-разъединителей с тремя выключателями-разъединителями, причем каждый из трех выключателей-разъединителей создает и прерывает электрический контакт между одним из фазовых проводников сборных шин и соответствующим ему одним из выходных фазовых проводников. Согласно одному из аспектов изобретения блок выключателей-разъединителей содержит систему подключения для одновременного приведения в действие трех выключателей-разъединителей. Согласно одному из аспектов изобретения система подключения содержит приводной вал. Согласно некоторым вариантам осуществления изобретения приводной вал продолжается вдоль корпусной секции для приводного вала. Согласно одному из аспектов изобретения фазовые проводники сборных шин продолжаются в плоскости сборных шин (плоскости «y-z» или плоскости, которая содержит первую прямую линию и перпендикулярна первой плоскости, в которой расположены отверстия), по меньшей мере, около первых и вторых отверстий для сборных шин. Согласно одному из аспектов изобретения выходные фазовые проводники продолжаются в выходной нормальной плоскости (плоскости «х-у» или плоскости, которая содержит вторую прямую линию и перпендикулярна второй плоскости, в которой расположены отверстия), по меньшей мере, в области выходных отверстий для проводников.
Согласно одному из аспектов изобретения предлагается панель переключения, содержащая модуль распределительного устройства в сборе, описанный ранее. Согласно одному из аспектов изобретения панель переключения дополнительно содержит секцию проводников сборных шин с тремя фазовыми проводниками сборных шин, каждый из которых продолжается от соответствующего одного из соединительных первых отверстий для сборных шин к соответствующему одному из соединительных вторых отверстий для сборных шин; а также содержит секцию выходных проводников с тремя выходными фазовыми проводниками, каждый из которых продолжается к соответствующему одному из вторых соединительных выходных отверстий. Согласно одному из аспектов изобретения панель переключения дополнительно содержит блок выключателей-разъединителей с тремя выключателями-разъединителями, которые могут быть разомкнуты, причем каждый из трех выключателей-разъединителей создает электрический контакт между соответствующим одним из фазовых проводников сборных шин и соответствующим одним из выходных фазовых проводников.
Согласно одному из аспектов изобретения предлагается распределительное устройство в сборе (подстанция), содержащее модуль распределительного устройства в сборе, описанный ранее. Кроме того, распределительное устройство в сборе содержит, по меньшей мере, одну сборную шину, причем секция проводника сборной шины формирует продольную секцию сборной шины. Согласно одному из аспектов изобретения секции сборных шин являются, по меньшей мере, однофазно капсулированными. Согласно одному из аспектов изобретения секции выходных номинальных проводников являются, по меньшей мере, однофазно капсулированными. Согласно одному из аспектов изобретения каждый из проводников сборных шин продолжается в направлении «у» и, как следствие, сборные шины лежат в плоскости «y-z». Согласно одному из аспектов изобретения выходные номинальные проводники ориентированы в направлении «х», которое перпендикулярно направлению «у» и «z», следовательно, выходные проводники лежат в плоскости «х-у». Согласно одному из аспектов изобретения предлагается распределительное устройство в сборе, которое содержит модуль распределительного устройства в сборе в соответствии с описанными ранее вариантами осуществления изобретения и аспектами изобретения, а также содержит, по меньшей мере, одну (газоизолированную и капсулированную) сборную шину, причем сборные шины содержат секцию проводников сборных шин или секции проводников сборных шин с соответствующей корпусной секцией для сборных шин, формирующие продольные секции сборных шин. Согласно одному из аспектов изобретения сборная шина продолжается, по меньшей мере, через два (в зависимости от варианта) модуля распределительного устройства в сборе в соответствии с любым из вариантов осуществления изобретения, описанных ранее.
Утверждение, что корпус содержит три выходных отверстия для проводников, не исключает того, что он также содержит дополнительные выходные отверстия для проводников, например, в общей сложности может содержать четыре или шесть выходных отверстий для проводников. Если не указано явно иначе, имеется в виду минимальное количество отверстий. Однако в соответствии с конкретным подчиненным аспектом имеется в виду определенное количество отверстий. В соответствии с указанным подчиненным аспектом, например, выражение «выходные отверстия для проводников» означает «именно выходные отверстия для проводников». То же самое относится к количеству выходящих проводников и первых отверстий, а также к количеству вторых отверстий для сборных шин и отверстий для проводников.
Далее изобретение будет описано со ссылкой на примеры вариантов осуществления, которые проиллюстрированы чертежами и раскрывают дополнительные предпочтительные аспекты и модификации.
Фиг.1а и 1b - разные виды в перспективе корпуса модуля распределительного устройства в сборе в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения.
Фиг.2а и 2b - виды спереди и сбоку, соответственно, корпуса модуля распределительного устройства в сборе.
Фиг.3а к 3с - виды в разрезе корпуса модуля распределительного устройства в сборе.
Фиг.4а - вид сверху корпуса модуля распределительного устройства в сборе.
Фиг.4b - вид в горизонтальном поперечном разрезе модуля распределительного устройства в сборе.
Фиг.5 - участок корпуса модуля распределительного устройства в сборе согласно дополнительному варианту осуществления изобретения.
Отдельные неограничительные варианты осуществления изобретения будут описаны далее в общих чертах со ссылкой на прилагаемые чертежи. Ясность чертежей достигается тем, что по причине очевидности не предусмотрена какая-либо штриховка поверхностей раздела на иллюстративных разрезах. Для облегчения понимания описания термины, «верхний», «нижний», «левый», «правый», «передний», «горизонтальный», «вертикальный» и их варианты касаются просто расположения объектов, показанных на чертежах.
На фиг.1a-4b представлены разные виды корпуса 1 модуля распределительного устройства в сборе в соответствии с вариантом осуществления изобретения. Корпус 1 будет описан ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи, причем используется ортогональная система координат «x-y-z», показанная на чертежах.
Корпус 1 модуля распределительного устройства в сборе имеет три корпусные секции 10, 20, 30 для сборных шин. Верхняя корпусная секция 10 для сборных шин продолжается продольно в направлении «у» от верхнего первого отверстия 14 для сборных шин к верхнему второму отверстию 16 для сборных шин. Верхняя корпусная секция 10 для сборных шин имеет центральный трубчатый участок 12 и два трубчатых выступа 12а и 12b, расположенных на концах корпусной секции, верхнее первое отверстие 14 для сборных шин, верхнее второе отверстие 16 для сборных шин, фланец 15, окружающий верхнее первое отверстие 14 для сборных шин, и фланец 17, окружающий верхнее второе отверстие 16 для сборных шин.
Соответственно, центральная и нижняя корпусные секции 20 и 30 для сборных шин продолжаются в направлении «y», причем центральная корпусная секция 20 продолжается между соответствующим первым отверстием 24 для сборных шин и соответствующим вторым отверстием 26 для сборных шин, нижняя корпусная секция продолжается между соответствующим первым отверстием 34 для сборных шин и соответствующим вторым отверстием 36 для сборных шин, при этом каждая корпусная секция имеет цилиндрический участок (например, участок 32) и трубчатые выступы (22а и 22b) и, соответственно, (32а и 32b), а также фланцы (25 и 27) и, соответственно, (35 и 37), которые охватывают соответствующие отверстия (24 и 26) и, соответственно, (34 и 36) для сборных шин. Описание верхней корпусной секции 10 для сборных шин и ее компонентов, соответственно, относится к корпусным секциям 20 и 30 для сборных шин. Оси цилиндров корпусных секций 10, 20 и 30 продолжаются параллельно друг другу в направлении «y». Эти оси цилиндров расположены одна над другой в направлении «z», таким образом, они все лежат в плоскости «y-z».
Соответствующие отверстия 14, 16 и 24, 26 и 34, 36 для сборных шин расположены на противоположных торцевых поверхностях соответствующих корпусных секций 10, 20, 30 концентрично относительно соответствующей оси цилиндра. Отверстия 14, 24 и 34 для сборных шин, расположенные на одной стороне корпуса (также называемые первыми отверстиями для сборных шин), формируют первую соединительную группу. Соответственно, отверстия 16, 26 и 36 для сборных шин, размещенные на противоположной стороне корпуса (также называемые вторыми отверстиями для сборных шин) формируют вторую соединительную группу.
Кроме того, корпус 1 модуля распределительного устройства в сборе имеет цилиндрическую корпусную секцию 40 для приводного вала. Корпусная секция 40 для приводного вала сформирована концентрически относительно цилиндрической оси или приводной оси 144 (см. фиг.4b), которая проходит параллельно второй прямой линии 6. К тому же, корпусная секция 40 для приводного вала имеет выступающий концевой участок 42 для приводного вала, который в процессе эксплуатации устройства приводит в действие переключающие элементы, размещенные в газовом пространстве 3 корпуса 1. Концевой участок 42 находится на торцевой поверхности корпусной секции 40 для приводного вала и расположен концентрически относительно цилиндрической оси или приводной оси 144 вала. На фиг.1b также показан соответствующий концевой участок корпусной секции для приводного вала на противоположной торцевой поверхности. Оба концевых участка корпусной секции для приводного вала закрыты. Согласно другим вариантам осуществления изобретения, по меньшей мере, один из концевых участков корпусной секции для приводного вала имеет отверстие для приводного вала, через которое приводной вал выходит из корпуса, или карданный вал для приводного вала вставлен в корпус. На концевом участке 42 корпусной секции для приводного вала имеются крепежные средства для закрепления исполнительного устройства, приводящего в действие приводной вал (не показано).
Кроме того, корпус 1 модуля распределительного устройства в сборе имеет группу корпусных секций для выходящих проводников. Группа корпусных секций для выходящих проводников включает корпусную секцию 50 для первого выходного проводника с цилиндрическим участком 53 корпуса, который продолжается в направлении «z» и ограничен сверху верхним концевым участком 52 и снизу ограничен переходным участком 54. Цилиндрический трубчатый выступ 53а продолжается от цилиндрической секции 53 корпуса и ориентирован поперечно, т.е. в направлении «х» (в направлении цилиндрической оси трубчатого выступа). Под «трубчатым выступом» следует понимать трубчатый концевой участок, причем термин «трубчатый» означает, что указанный участок имеет полый профиль. Трубчатый выступ 53а расширяется к выходному отверстию 56 для проводника. На выходном отверстии 56 для проводника имеется фланец 57, который его охватывает.
Соответственно, группа корпусных секций для выходящих проводников также включает вторую и третью корпусные секции 60, 70 для выходящих проводников, каждая из которых имеет соответствующий цилиндрический участок 63, 73 корпуса и соответствующий верхний концевой участок 62, 72. Соответствующие трубчатые выступы 63а и 73а ориентированы поперечно и продолжаются в направлении «х» от соответствующих цилиндрических корпусных секций 63 и 73, расширяясь к соответствующим выходным отверстиям 66 и 76 для проводников. Выходные отверстия 66 и 76 для проводников охватываются соответствующими фланцами 67 и 77. В отличие от третьей корпусной секции 70 для выходящего проводника, которая также имеет переходный участок 74, соответствующий первому переходному участку 54, вторая корпусная секция 60 для выходящего проводника не имеет переходного участка. Вместо этого вторая корпусная секция 60 для выходящего проводника ограничена снизу нижним концевым участком 65.
Далее описывается размещение и некоторые свойства различных деталей модуля распределительного устройства в сборе, представленного на фиг.1а и 1b. Отдельные аспекты описания представляют общие аспекты изобретения, в соответствии с которыми дополнительные варианты осуществления изобретения могут также формироваться независимо от деталей модуля распределительного устройства в сборе, представленного на фиг.1а и 1b. Прежде всего, будет описано размещение и некоторые свойства корпусных секций 10, 20, 30 для сборных шин и их деталей.
Отверстия 14, 24 и 34 для сборных шин (также называемые первыми отверстиями для сборных шин) расположены в первой плоскости Е1. Это означает, что каждая из соответствующих областей отверстий, определяемых краями трех первых отверстий 14, 24 и 34 для сборных шин, лежит в первой плоскости Е1, в которой расположены отверстия. Указанная плоскость Е1, в которой расположены отверстия, является плоскостью «x-z», т.е. плоскостью, продолжающейся в направлениях «х» и «z». Отверстия 14, 24 и 34 для сборных шин, кроме того, расположены вдоль первой прямой линии 4, т.е. соответствующие центры 14а, 24а, 34а отверстий 14, 24, 34 (или области отверстий) лежат на указанной первой прямой линии 4, что отчетливо видно, например, на фиг.2b.
Три вторых отверстия 16, 26 и 36 для сборных шин расположены на стороне корпуса, противоположной стороне, на которой расположены три первых отверстия 14, 24, 34 сборных шин. Вторые отверстия 16, 26 и 36 сборных шин расположены в дополнительной плоскости Е3. Плоскость Е3, также называемая третьей плоскостью, в которой расположены отверстия, аналогична плоскости «x-z» и поэтому параллельна первой плоскости Е1, в которой расположены отверстия. Вторые отверстия 16,26 и 36 для сборных шин также расположены вдоль третьей прямой линии 4', которая параллельна первой прямой линии 4.
Каждое из первых отверстий 14, 24, 34 для сборных шин ориентировано в направлении «у», т.е. их нормаль (нормаль к плоскости, в которой расположены отверстия) продолжается в направлении «у». Первые отверстия 14, 24, 34 для сборных шин определяют первую нормальную плоскость (плоскость «y-z») сборных шин, в которой лежит первая прямая линия 4, а также взаимно параллельные нормали отверстий 14, 24, 34, в результате чего, все указанные нормали лежат в нормальной плоскости сборных шин. Другими словами, первые отверстия 14, 24, 34 для сборных шин расположены таким образом, что проводники сборных шин, которые выходят из отверстий по центру и ориентированы перпендикулярно (т.е. параллельно нормали), лежат в нормальной плоскости указанных сборных шин. Вторая нормальная плоскость сборных шин, определенная аналогичным образом вторыми отверстиями 16, 26, 36 для сборных шин, идентична нормальной плоскости сборных шин, определяемой первыми отверстиями 14, 24, 34 для сборных шин, а именно, плоскости «y-z», в которой лежат прямые линии 4 и 4'. Таким образом, проводники сборных шин, лежащие в нормальной плоскости указанных сборных шин, могут проходить через корпус 1 по прямой линии.
Каждое из трех вторых отверстий 16, 26, 36 для сборных шин и соответствующее одно из трех первых отверстий 14, 24, 34 для сборных шин образуют пару. В результате чего, в корпусных секциях 10, 20 и 30 для сборных шин формируются соответствующие пары отверстий (14, 16), (24, 26) и (34, 36) для сборных шин. Указанное расположение позволяет разместить соответствующую, непрерывную прямую секцию проводников сборных шин между соответствующей парой отверстий для сборных шин. Секция проводника сборных шин продолжается в направлении «у», т.е. перпендикулярно первой и третьей плоскостям Е1 и Е3, в которых расположены отверстия.
Корпусные секции 10, 20, 30 для сборных шин определяют соответствующие цилиндрические внутренние объемы или секции газового пространства. Внутренние объемы являются частью общего газового пространства и флюидно (гидравлически) соединены между собой. Поскольку корпус заполняется изолирующим газом, под термином «флюид» далее следует понимать газ. Соответствующие цилиндрические оси корпуса в указанном внутреннем объеме продолжаются в направлении «у». Соответствующие цилиндрические оси, в частности, определяются трубчатыми продольными секциями 12, 22, 32 и цилиндрическими выступами 12а, 12b, 22а, 22b и 32а, 32b, которые размещены концентрически относительно соответствующих цилиндрических осей. Таким образом, каждая из трех пар отверстий (14, 16), (24, 26) и (34, 36) для сборных шин ограничивает на концах корпуса цилиндрическую секцию с газовым пространством, причем секции с газовым пространством продолжаются между указанными парами отверстий для сборных шин. Цилиндрические секции с газовым пространством (по меньшей мере, секции которые имеют, по существу, круглое поперечное сечение) продолжаются в каждом случае вдоль соответствующей цилиндрической оси. Согласно альтернативным вариантам осуществления изобретения секции с газовым пространством в поперечном сечении также могут быть овальными или могут иметь неправильную форму (не показано). В таком случае корпусные секции 10, 20, 30 для сборных шин и их секции с газовым пространством имеют прямую продольную ось вместо цилиндрической оси.
Корпусные секции 10, 20 и 30 для сборных шин размещены на расстоянии друг от друга. Следует отметить, что расстояние между цилиндрическими осями больше диаметра цилиндра или двойного радиуса кривизны, соответственно, корпусных секций 10, 20 и 30 для сборных шин. Диаметр цилиндра или радиус кривизны определяется наружной поверхностью корпуса. Три корпусные секции 10, 20, 30 для сборных шин расположены в ряд на одинаковом расстоянии друг от друга вдоль первой прямой линии 4 в направлении «z».
Каждое из трех первых отверстий 14, 24, 34 для сборных шин обеспечивает отдельное размещение соответствующей одной из трех газоизолированных секций проводников сборных шин распределительного устройства в сборе. Аналогично, каждое из трех вторых отверстий 16, 26, 36 для сборных шин обеспечивает отдельное размещение соответствующей одной из трех секций проводников сборных шин. Исходя из этого, отверстия для сборных шин могут также именоваться отверстиями для проводников сборных шин. Под «отдельным размещением» следует понимать, что каждый проводник сборных шин однофазно размещен в соответствующих отверстиях, в частности, проходит через однофазный изолятор.
Каждое отверстие 14, 16, 24, 26, 34 и 36 для сборных шин расположено на торцевой поверхности отдельного, т.е. специального трубчатого выступа 12а, 12b, 22a, 22b, 32а и 32b, соответственно, и соединяется посредством указанного трубчатого выступа с основной камерой общего газового пространства. Трубчатые выступы расположены в отдалении друг от друга, т.е. не сплавлены.
Отверстия 14, 24, 34 и 16, 26 и 36 для сборных шин охватываются по окружности соответствующими фланцами 15, 25, 35 и 17, 27, 37. Фланцы отдалены от стенной секции главной камеры посредством трубчатых выступов 12а, 12b, 22a, 22b, 32а, 32b и формируются как независимые фланцы. Каждое из отверстий для сборных шин имеет специальный отдельный фланец, указанные фланцы расположены на расстоянии друг от друга. Фланцы 15, 25, 35 лежат в одной плоскости, т.е. в первой плоскости Е1, в которой расположены отверстия. Аналогично, фланцы 17, 27, 37 лежат в общей плоскости, т.е. в третьей плоскости Е3 в которой расположены отверстия. Как видно на фиг.3а-3с, каждый из фланцев имеет отверстия для крепежных винтов, при помощи которых защитный изолятор или опорный изолятор могут быть закреплены на соответствующем фланце. В зависимости от требований отверстие под винт может представлять собой сквозное отверстие или резьбовое отверстие. Указанные отверстия под винты не показаны на остальных чертежах по причинам очевидности, однако такие отверстия под винты предусмотрены на всех фланцах 15, 25, 35, 17, 27, 37 и 57, 67, 77 (см. ниже), даже если они не показаны на некоторых чертежах. Защитные изоляторы, проводники, проходящие через указанные защитные изоляторы, и дополнительные элементы, не принадлежат корпусу 1 в узком смысле и не показаны на фиг.1-4b. Эти элементы показаны на фиг.6 и описаны ниже более подробно со ссылкой на фиг.6.
Каждый из фланцев 15, 25, 35 размещен на конце одного из трубчатых выступов 12а, 22a и 32а, соответственно, и выступает поперечно соответствующему трубчатому выступу. В результате каждый из фланцев 15, 25, 35 доступен снаружи корпуса, с задней стороны соответствующего отверстия 14, 24, 34. Таким образом, крепежные устройства для защитных изоляторов доступны с наружной стороны корпуса, что существенно упрощает монтаж и демонтаж, а также облегчает обслуживание корпуса 1. Вышесказанное также относится, соответственно, ко вторым отверстиям 16, 26, 36 для сборных шин (расположенным на конце соответствующего трубчатого выступа 12b, 22b или 32b) и к их фланцам 17, 27, 37.
Далее описано размещение и некоторые свойства группы корпусных секций выходящих проводников, включающей корпусные секции 50, 60, 70 с соответствующими выходными отверстиями 56, 66, 76 для проводников. Выходные отверстия 56, 66, 76 для проводников служат для отдельного размещения в каждом случае одного из трех выходящих проводников, точнее выходящих номинальных проводников распределительного устройства в сборе. Выходные отверстия 56, 66, 76 для проводников расположены во второй плоскости Е2 вдоль второй прямой линии 6. Указанная вторая прямая линия 6 перпендикулярна прямым линиям 4 и 4'. Каждое из трех выходных отверстий 56, 66, 76 для проводников расположено на соответствующей одной из трех корпусных секций 50, 60, 70 для выходящих проводников.
Каждое выходное отверстие 56, 66, 76 для проводников ориентировано в направлении «х», т.е. перпендикулярно прямым линиям 4 и 6. Другими словами, нормаль выходных отверстий 56, 66, 76 для проводников продолжается в направлении «х». Таким образом, выходные отверстия 56, 66, 76 для проводников определяют выходную нормальную плоскость Е4 (плоскость «х-у»), в которой лежит вторая прямая линия 6, причем указанная плоскость перпендикулярна второй плоскости Е2, в которой расположены отверстия. Таким образом, выходная нормальная плоскость Е4 представляет собой плоскость, в которой лежит вторая прямая линия 6 и которая параллельна нормалям выходных отверстий 56, 66, 76 проводника. В результате выходные номинальные проводники, которые выходят из выходных отверстий 56, 66, 76 для проводников по центру и ориентированы перпендикулярно, лежат в выходной нормальной плоскости Е4. Выходная нормальная плоскость Е4 также может быть определена иначе, например, как плоскость, которая перпендикулярна первой прямой линии 4 и содержит вторую прямую линию 6. В общем, под «выходной нормальной плоскостью» следует понимать не только плоскость Е4, но и любую плоскость, содержащую взаимно параллельные нормали выходных отверстий 56, 66, 76 проводника, т.е. любую плоскость, которая параллельна плоскости Е4.
Выходная нормальная плоскость Е4 пересекает определенную выше нормальную плоскость сборных шин по линии, которая смещена относительно каждой срединной оси отверстий 14, 24, 34 для сборных шин или цилиндрических участков 12, 22, 32 корпуса в направлении первой прямой линии 4 (направление «z»). Линия пересечения проходит между двумя из отверстий 14, 24, 34 для сборных шин и, следовательно, проходит вне отверстий 14, 24, 34 для сборных шин. Выходная нормальная плоскость расположена по центру между отверстием 14 для сборных шин и отверстием 24 для сборных шин. Преимущества указанного размещения описаны далее со ссылкой на фиг.6.
Каждое из трех выходных отверстий 56, 66, 76 для проводников охвачено по окружности соответствующим фланцем 57, 67, 77. Каждый фланец размещен на конце соответствующего одного из трубчатых выступов 53а, 63а и 73а, при этом все фланцы лежат в общей плоскости, т.е. во второй плоскости Е2, в которой расположены отверстия (плоскости «y-z»). Без учета отличий, которые видны на фиг.1-4b, все вышесказанное о соответствующих первых отверстиях для сборных шин имеет отношение к выходным отверстиям 56, 66, 76 для проводников, к трубчатым выступам 53а, 63а, 73а и к фланцам 57, 67, 77.
Согласно альтернативным вариантам осуществления изобретения (не проиллюстрированным), все или некоторые фланцы первых отверстий для сборных шин и/или вторых отверстий для сборных шин и/или выходных отверстий для проводника интегрированы в общий стенной участок главной камеры корпуса, в зависимости от варианта осуществления изобретения. В соответствии с вариантами осуществления изобретения, по меньшей мере, два из фланцев первых отверстий для сборных шин и/или фланцев вторых отверстий для сборных шин и/или фланцев выходных отверстий для проводников соединены между собой и формируют группу фланцев. Например, все фланцы первых отверстий для сборных шин и/или все фланцы вторых отверстий для сборных шин, и/или все фланцы выходных отверстий соединены между собой и формируют первую группу фланцев для сборных шин и/или вторую группу фланцев для сборных шин, и/или выходную группу фланцев, соответственно.
Корпусная секция 50 для выходящего проводника имеет «капсуловидную» форму и содержит цилиндрический участок 53 с цилиндрической осью, продолжающейся в направлении «z». Кроме того, корпусная секция 50 для выходящего проводника содержит скругленный верхний концевой участок 52, который является концевым участком верхней концевой стороны корпусной секции 50 сборочного модуля для выходящего проводника, а также содержит трубчатый переходной участок 54 на концевой стороне корпусной секции напротив указанного концевого участка. По меньшей мере, некоторые участки корпусной секции 50 сборочного модуля для выходящего проводника (в частности, участок 53) имеют цилиндрический внутренний объем. Корпусная секция 50 сборочного модуля для выходящего проводника сплавлена с корпусными секциями 10, 20, 30 для сборных шин, в результате чего, их внутренние объемы соединены друг с другом, что подробно показано на фиг.3а. Корпусная секция 70 для выходящего проводника имеет сходную конфигурацию с корпусной секцией 50 для выходящего проводника.
Размещенная в центре корпусная секция 60 для выходящего проводника сформирована, в основном, аналогично корпусной секции 50 для выходящего проводника, но имеет отличие, состоящее в том, что вместо переходного участка в корпусной секции 60 для выходящего проводника имеется закругленный нижний концевой участок 65. Корпусная секция 50 для выходящего проводника сплавлена с корпусными секциями 10, 20 для сборных шин, в результате чего, их внутренние объемы соединены непосредственно друг с другом, что подробно показано на фиг.3b. С другой стороны, корпусная секция 60 для выходящего проводника и корпусная секция 30 для сборных шин разнесены (отделены проемом 8) и, таким образом указанные корпусные секции для сборных шин не соединены непосредственно между собой. В общем, корпусные секции 50, 70 для выходящих проводников соединяют внутренние объемы трех корпусных секций 10, 20, 30 для сборных шин непосредственно друг с другом, а корпусная секция 60 для выходящего проводника соединяет внутренние объемы двух корпусных секций 10 и 20 для сборных шин непосредственно друг с другом.
Согласно альтернативным вариантам осуществления изобретения (не проиллюстрированным) корпусные секции 50, 60, 70 для выходящих проводников также могут иметь разную длину и могут располагаться в направлении «z», при этом они могут соединять разные корпусные секции для сборных шин непосредственно между собой. Например, согласно указанному альтернативному варианту осуществления изобретения нижний участок корпусной секции 70 для выходящего проводника укорочен, в результате чего, указанная корпусная секция флюидно соединена непосредственно только с самой верхней корпусной секцией 10 для сборных шин. Остальные корпусные секции 50, 60 для выходящих проводников показаны на фиг.1-4b, при этом корпусная секция 50 для выходящего проводника флюидно соединена непосредственно со всеми тремя корпусными секциями 10, 20, 30 для сборных шин, а корпусная секция 60 для выходящего проводника флюидно соединена непосредственно только с двумя из трех корпусных секций для сборных шин, а именно, с корпусными секциями 10 и 20 для сборных шин.
В соответствии с дополнительным альтернативным вариантом осуществления изобретения корпусная секция 50 для выходящего проводника флюидно соединена непосредственно только с корпусной секцией 10 для сборных шин, корпусная секция 60 для выходящего проводника флюидно соединена непосредственно с тремя корпусными секциями 10, 20, 30 для сборных шин, а корпусная секция 70 для выходящего проводника флюидно соединена непосредственно только с корпусными секциями 10 и 20 для сборных шин.
Корпусные секции 50, 60, 70 для выходящих проводников расположены на расстоянии друг от друга. Расстояние между их цилиндрическими осями больше диаметра или удвоенного радиуса кривизны их цилиндрических стенных участков. Точнее, цилиндрические оси корпусных секций 50, 60, 70 для выходящих проводников отдалены друг от друга на одинаковое расстояние в направлении второй прямой линии 6. Указанное расстояние равно расстоянию, на которое цилиндрические оси корпусных секций 10, 20, 30 для сборных шин отдалены друг от друга. Поэтому расстояние также упоминается как единичное расстояние.
Далее описывается размещение и некоторые свойства корпусной секции 40 для приводного вала. Указанная корпусная секция 40 для приводного вала приспособлена или предназначена для вмещения приводного вала, приводящего в действие переключающие элементы, которые могут быть размещены в газовом пространстве. Корпусная секция 40 для приводного вала является цилиндрической и имеет цилиндрическую ось 144, продолжающуюся параллельно корпусным секциям 10, 20, 30 для сборных шин (т.е. в направлении «у»). Цилиндрическая ось расположена во второй плоскости Е2. Корпусная секция 40 для приводного вала проходит через три корпусные секции 50, 60, 70 для выходящих проводников в поперечном направлении по отношению к ним. Корпусная секция 40 для приводного вала обеспечивает внутренний объем для размещения приводного вала, продолжающегося вдоль цилиндрической оси 144. Соответственно, внутренний объем корпусной секции 40 для приводного вала соединен непосредственно с внутренним пространством корпусных секций 50, 60, 70 для выходящих проводников. Корпусная секция для приводного вала смещена в направлении «х» относительно цилиндрических осей корпусных секций 10, 20, 30 для сборных шин. Величина смещения составляет половину расстояния между цилиндрическими осями корпусных секций 10, 20, 30 для сборных шин (в каждом случае половину межцентрового расстояния), т.е. половину единичного расстояния.
Что касается ортогональной системы координат (системы координат), то направление «z» определяется направлением первой прямой линии 4. При этом направление, перпендикулярное направлению «z», определяется второй прямой линией 6. Таким образом, направление «х» определяется как направление, перпендикулярное направлениям «z» и «у».
Вторая прямая линия 6, вдоль которой размещены отверстия 56, 66, 76 для выходящих проводников, смещена относительно первой прямой линии 4 в направлении «х», в результате чего, первая прямая линия 4 и вторая прямая линия 6 не пересекаются. Третья прямая линия 4' проходит параллельно направлению «z». Первая плоскость Е1, в которой расположены отверстия, продолжается параллельно направлениям «х» и «z» (т.е. плоскости «x-z»). Вторая плоскость Е2, в которой расположены отверстия, продолжается параллельно направлениям «у» и «z» (т.е. плоскости «y-z»). Таким образом, вторая плоскость Е2, в которой расположены отверстия, перпендикулярна первой плоскости Е1, в которой расположены отверстия. Вторая прямая линия 6 перпендикулярна первой плоскости Е1, в которой расположены отверстия. Первая прямая линия 4 параллельна второй плоскости Е2, в которой расположены отверстия. На фиг.4b плоскости Е1-Е4 показаны пунктирными линиями. В этом случае плоскости Е1-Е3 перпендикулярны плоскости чертежа, представленного на фиг.4b (проходят в направлении «z»), и поэтому показаны пунктирной линией. Плоскость Е4 расположена в плоскости чертежа, представленного на фиг.4b. Кроме того, приводная ось 144 также показана пунктирной линией на фиг.4b.
Чтобы корпус 1 модуля соответствовал модульной концепции распределительного устройства в сборе, размеры корпуса 1 модуля установлены относительно единичного расстояния. Единичное расстояние определено как одинаковое расстояние между соответствующими центрами трех первых отверстий 14, 24, 34 для сборных шин, расположенных в ряд относительно друг друга вдоль первой прямой линии 4. Аналогично, соответствующие центры трех отверстий 56, 66, 76 для выходящих проводников расположены в ряд на единичном расстоянии друг от друга вдоль второй прямой линии 6. Подобным образом, соответствующие центры трех вторых отверстий 16, 26, 36 для сборных шин расположены в ряд на единичном расстоянии друг от друга вдоль третьей прямой линии 4'.
Далее дополнительно описываются общие свойства корпуса. Внутренний объем корпуса формирует непрерывное газовое пространство. Каждое из отверстий 14, 24, 34 и 16, 26, 36 для сборных шин и каждое из выходных отверстий 56, 66, 76 для проводников обеспечивает отдельный доступ снаружи корпуса в газовое пространство. Таким образом, три первых отверстия и три вторых отверстия для сборных шин, а также три выходных отверстия для проводников соединены с газовым пространством. Общее газовое пространство служит, в частности, для вмещения изолирующего газа и трех секций проводников газоизолированных сборных шин. Сформированные указанным образом отверстия 14, 24, 34 и 16, 26, 36 для сборных шин и выходные отверстия 56, 66, 76 для проводников позволяют разместить однофазные изоляторы (т.е. изоляторы только для однофазного проводника). Указанный корпус 1 формирует непрерывное газовое пространство 3 для трехфазно капсулированных номинальных проводников сборных шин и имеет отверстия 14, 24, 34 и 16, 26, 36 для соединителей сборных шин, которые направляются из внутреннего пространства корпуса как однофазные (т.е. соединителей, выходящих из внутреннего пространства корпуса как однофазные). Вышесказанное также относится к выходным отверстиям 56, 66, 76 для проводников.
Корпус сформирован, по существу, цельным, т.е. изготовлен как единое целое, кроме деталей, которые не оказывают существенного влияния на форму корпуса (смотровые окна, места доступа, защитные изоляторы и т.д.). Поэтому, весь корпус может быть изготовлен целиком. Корпус 1 является литым, т.е. представляет собой изделие, отлитое в форме (и поэтому имеет конфигурацию, определяемую литейной формой). Корпус 1 отливают из алюминия или другого металла и/или их сплавов. Также возможны сварные варианты корпуса 1. Корпус 1 сконструирован так, что способен выдерживать внутреннее давление, составляющее, по меньшей мере, 2 бар. Кроме того, корпус 1 сконструирован так, что всей своей массой способен удерживаться, если он опирается, по меньшей мере, на два из фланцев, в частности, на три из фланцев, конкретно, если он опирается на фланцы выходных отверстий 56, 66, 76 для проводников. Это условие накладывает определенные требования касательно сопротивления скручиванию материала стенок и толщины фланцевых соединений, но при этом имеются преимущества, состоящие в облегчении монтажа и крепления корпуса к панели переключения.
Корпус 1 сконструирован так, что формирует общее газовое пространство (газовый объем) для секций проводников, размещенных вдоль прямых линий (секций проводников сборных шин, размещенных вдоль прямых линий 4 и 4', и секций выходящих проводников, размещенных вдоль прямой линии 6). Размещение секций проводников вдоль прямых линий обеспечивает эффективное взаимное экранирование и изоляцию даже при высоком напряжении, наряду с этим могут быть использованы проверенные на практике методы и схемы размещения однофазно капсулированного распределительного устройства в сборе. К тому же, сформированный общий газовый объем обеспечивает преимущество, которое заключается в упрощении введения газа и контроля давления газа.
Кроме того, корпус 1 сконструирован так, что наружная поверхность корпуса 1, по меньшей мере, частично вдавлена, т.е. имеет впадины. Впадины предусмотрены, например, в переходной области между первыми отверстиями 14, 24, 34 для сборных шин и выходными отверстиями 56, 66, 76 для проводников, между вторыми отверстиями 16, 26, 36 для сборных шин и выходными отверстиями 56, 66, 76 для проводников, и/или между первыми отверстиями 14, 24, 34 для сборных шин и вторыми отверстиями 16, 26, 36 для сборных шин. Под «наружной поверхностью» следует понимать общую наружную поверхность, без учета локальных элементов, например, винтов, захватов и т.д., которые в этом случае не оказывают существенного влияния на форму поверхности.
Впадины в корпусе приводят к сокращению газового объема и/или увеличению площади поверхности корпуса 1. В общем, безотносительно к иллюстративному варианту осуществления изобретения, газовый объем уменьшается по сравнению с объемом, охватываемым воображаемым параллелепипедом 9, по меньшей мере, на 20%, по меньшей мере, на 30% или даже, по меньшей мере, на 50%. В этом случае, воображаемый параллелепипед определен как наименьший параллелепипед, полностью окружающий газовый объем корпуса 1. На фиг.2b пунктиром показан соответствующий воображаемый параллелепипед 9.
Кроме того, корпус имеет несколько проемов, входящих в непрерывный внутренний объем, определяемый корпусом. На фиг.1b показан проем 8, который продолжается в области между корпусными секциями 20 и 30 для сборных шин и между двумя крайними корпусными секциями 50 и 70 для выходящих проводников. Указанный проем 8 выходит на наружную оболочку корпуса 1 и, соответственно, также входит во внутренний объем корпуса 1. При этом проем 8 не следует расценивать как отверстие в стенке корпуса, которое могло бы обеспечивать доступ в газовое пространство. Проем не создает соединение между газовым пространством и наружной поверхностью корпуса. Вместо этого под «проемом» подразумевается топологическое отверстие, не формирующее отдельный непрерывный объем в общем газовом пространстве. Указанный объем может представляться как объем с кольцеобразным поперечным сечением в плоскости «y-z» (причем термин «кольцеобразный» не исключает проемы в дополнение к проему, формирующему внутреннее кольцевое пространство).
Кроме того, указанные проемы продолжаются в области между корпусными секциями 10 и 20 сборочного модуля для сборных шин, а также между корпусными секциями 50 и 60 для выходящих проводников и между корпусными секциями 60 и 70 для выходящих проводников.
Благодаря суженной форме корпуса и впадинам, выполненным в корпусе, уменьшается, насколько это возможно, газовое пространство 3, что позволяет сократить, соответственно, объем изолирующего газа. Поскольку изолирующие газы, такие как SF6, имеют неблагоприятные экологические свойства и также являются дорогими, преимущество состоит в уменьшении необходимого количества изолирующего газа. Кроме того, эффект впадин заключается в том, что они увеличивают отношение площади поверхности корпуса к его внутреннему объему. В результате увеличивается теплоотвод из корпуса. Кроме того, впадины выполняют функцию транспортной ручки, облегчая, таким образом, обращение с корпусом.
Согласно дополнительному аспекту изобретения корпус 1, представленный на фиг.1-4b, обладает свойством симметрии, что является преимуществом. Преимуществом корпуса, обладающего описанной ниже симметричностью, является его гибкость при использовании в контексте модульной системы. Следует отметить, что все отверстия, т.е. первые отверстия 14, 24, 34 для сборных шин, вторые отверстий 16, 26, 36 для сборных шин и выходные отверстия 56, 66, 76 для проводников, обладают симметричностью, а именно, указанные отверстия расположены зеркально-симметрично относительно плоскости Е5 симметрии, которая в указанном варианте осуществления изобретения соответствует плоскости, обозначенной IIIb на фиг.2а. Плоскость IIIb симметрии параллельна первой плоскости Е1, в которой расположены отверстия. Кроме того, плоскость IIIb симметрии проходит через центр выходного отверстия 66 для проводника. Не только отверстия, но и весь корпус сконструирован, по существу, зеркально-симметричным относительно плоскости IIIb симметрии. Термин «по существу зеркально-симметричный» в этом случае означает, что в дополнение к вышеописанной симметрии относительно сборных шин и выходных отверстий, вся конструкция корпуса также обладает свойствами симметрии (что не касается любых вспомогательных соединений и других второстепенных деталей). В количественном отношении термин «по существу, зеркально-симметричный» означает, что объем газового пространства 3, который не перекрывается при зеркальном отображении, не должен превышать 5% суммарного объема газового пространства 3.
Кроме того, на фиг.2а показано, что каждая корпусная секция 50, 70 для выходящих проводников соединяет между собой внутренние объемы корпусных секций 10, 20, 30 для сборных шин. В то же самое время, корпусная секция 60 для выходящего проводника соединяет друг с другом только внутренние объемы корпусных секций 10 и 20 для сборных шин, не создавая при этом соединения с внутренним объемом корпусной секции 30 для сборных шин. Корпусная секция 60 для выходящего проводника отделена от корпусной секции 30 для сборных шин проемом 8. На фиг.3а-3с показаны виды в разрезе корпуса 1 модуля распределительного устройства в сборе, выполненные вдоль поперечных плоскостей IIIa, IIIb и IIIc, продолжающихся в направлении «x-z» (см. фиг.2а), причем на фиг.3а и 3с ясно показано, что каждая корпусная секция 50, 70 для выходящих проводников соединяет между собой внутренние объемы корпусных секций 10, 20, 30 для сборных шин. На фиг.3b ясно показано, что корпусная секция 60 для выходящего проводника соединяет между собой только внутренние объемы корпусных секций 10 и 20 для сборных шин, но отделена от корпусной секции 30 для сборных шин проемом 8.
Могут быть предусмотрены различные варианты осуществления корпуса, представленного на фиг.1a-4b. Например, возможен вариант корпуса, в котором вторые отверстия для сборных шин не являются зеркальным отображением первых отверстий для сборных шин, а размещены иным образом по отношению к первым отверстиям для сборных шин. Также указанные вторые отверстия для сборных шин могут находиться напротив первых отверстий для сборных шин, располагаясь, например, под углом. Вторая прямая линия 6 также может иметь угол наклона относительно первой прямой линии 4, отличный от прямого угла, например, угол наклона может составлять 45°.
На фиг.5 представлен участок корпуса модуля распределительного устройства в сборе согласно дополнительному варианту осуществления изобретения. Представленный верхний концевой участок 52 корпусной секции 50 для выходящего проводника отличается от концевого участка, представленного на фиг.1а-4b. На фиг.5 показано смонтированное на концевом участке 52 охлаждающее устройство для увеличения теплоотвода (по сравнению с нормальной гладкой поверхностью концевого участка) из внутреннего объема корпуса к наружной поверхности корпуса. На фиг.5 показано охлаждающее устройство, содержащее охлаждающие ребра 82, расположенные в форме звезды. Верхние концевые участки остальных корпусных секций для выходящих проводников отличаются от описанных ранее концевых участков и снабжены соответствующими охлаждающими устройствами, подобно концевому участку, показанному на фиг.5. Согласно альтернативным вариантам осуществления изобретения (не проиллюстрированным) охлаждающее устройство может содержать параллельно расположенные охлаждающие ребра или охлаждающие ребра 86, выполненные в виде концентрических кругов. Дополнительным вариантом охлаждающего устройства является активное охлаждающее устройство (питаемое энергией, подаваемой для охлаждения, примером может служить вентилятор), которое может использоваться взамен пассивных устройств охлаждения, показанных на фиг.5. Также можно использовать термосифон. Под «охлаждающим устройством» здесь следует понимать устройство с активной или пассивной конструкцией, которое обеспечивает улучшенное охлаждение по сравнению с гладкой поверхностью.
Указанное охлаждающее устройство обладает преимуществом, состоящим в том, что тепло из внутреннего пространства корпуса может быть отведено более эффективно. При указанном расположении непосредственно наверху корпуса концевых участков корпусных секций для выходящего проводника, в данном случае верхних концевых участков 52, 62, 72 корпусных секций 50, 60, 70 для выходящих проводников (см. фиг.la), обеспечивается преимущество, которое заключается в том, что тепло, имеющее тенденцию накапливаться непосредственно в верхней части корпуса, может отводиться наиболее эффективно.
Корпус 1 модуля распределительного устройства в сборе, кроме того, имеет различные отверстия, места доступа и смотровые окна, которые могут быть закрыты герметично (не показано). Смотровые окна и места доступа закрыты герметично, но могут быть частично открыты, для контроля и обслуживания внутреннего пространства корпуса. Места доступа могут также быть соединены с газопроводом для введения газа во внутреннее пространство корпуса и для контроля давления газа. Смотровые окна могут быть оснащены разрывными дисками.
Перечень ссылочных позиций
1. Корпус модуля распределительного устройства в сборе
3. Газовое пространство/камера
4. Первая прямая линия (прямая линия в направлении «z» для первых отверстий для сборных шин)
4'. Третья прямая линия (прямая линия в направлении «z» для вторых отверстий для сборных шин)
6. Вторая прямая линия (прямая линия в направлении «у» для выходных отверстий для проводников)
8. Проем/отверстие
9. Охватывающий параллелепипед
10. Верхняя корпусная секция для сборных шин
12. Цилиндрическая корпусная секция
12а, 12b. Трубчатые выступы
14. Верхнее отверстие для сборных шин
14а. Нормаль
15. Фланец
16. Верхнее отверстие для сборных шин
17. Фланец
20. Центральная корпусная секция для сборных шин
22. Цилиндрическая корпусная секция
22а, 22b. Трубчатые выступы
24. Центральное отверстие для сборных шин
24а. Нормаль
25. Фланец
26. Центральное отверстие для сборных шин
27. Фланец
30. Нижняя корпусная секция для сборных шин
32. Цилиндрическая корпусная секция
32а, 32b. Трубчатые выступы
34. Нижнее отверстие для сборных шин
34а. Нормаль
35. Фланец
36. Нижнее отверстие для сборных шин
37. Фланец
40. Корпусная секция для приводного вала
42. Отверстие для приводного вала
50. Крайняя корпусная секция для выходящего проводника
52. Верхний концевой участок корпусной секции для выходящего проводника
53. Цилиндрическая корпусная секция
53а. Трубчатый выступ
54. Нижний переходной участок
56. Крайнее выходное отверстие для проводника
57. Фланец
60. Центральная корпусная секция для выходящего проводника
62. Верхний концевой участок корпусной секции для выходящего проводника
63. Цилиндрическая корпусная секция
63а. Трубчатый выступ
65. Нижний концевой участок корпусной секции для выходящего проводника
66. Центральное выходное отверстие для проводника
67. Фланец
70. Крайняя корпусная секция для выходящего проводника
72. Верхний концевой участок корпусной секции выходящего проводника
73. Цилиндрическая корпусная секция
73а. Трубчатый выступ
74. Нижний переходной участок
76. Крайнее выходное отверстие для проводника
77. Фланец
82. Охлаждающие ребра
114. Приводная ось
Е1. Первая плоскость, в которой расположены отверстия
Е2. Вторая плоскость, в которой расположены отверстия
Е3. Третья плоскость, в которой расположены отверстия
Е4. Выходная нормальная плоскость.