РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО С ГАЗОВОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ
SWITCHGEAR WITH GAS INSULATION

Изобретение относится к области металлически капсулированных распределительных устройств с газовой изоляцией, в частности, к высоковольтным распределительным устройствам с газовой изоляцией.
Изобретение касается ячейки с газовой изоляцией согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения, а также подстанции из нескольких таких распределительных устройств.
Известно, что типовые высоковольтные распределительные устройства имеют модульное выполнение функциональных групп, таких, как силовые выключатели, заземляющие выключатели и пр. для ячейки. В данном случае под ячейкой подразумевается, как правило, панель распределительного устройства, которая может быть выполнена различным образом, например, в виде панели отходящих кабелей, открытой панели или соединительной панели для соединения двух сборных шин.
Для создания металлически капсулированной подстанции с газовой изоляцией обычно, по меньшей мере, две ячейки электрически соединяют между собой на стороне входа или выхода с помощью так называемой сборной шины для передачи первичной мощности.
Поскольку распределительные устройства с газовой изоляцией часто применяются в районах высокой плотности населения и/или других пространственно ограниченных районах, то наряду с мощностью подстанции также очень большое значение придается ее компактности. В частности, применительно к распределительным устройствам с газовой изоляцией или подстанциям с очень стесненными условиями рынок требует использование распределительных устройств, отвечающих этим обоим требованиям.
В результате известно несколько распределительных устройств с газовой изоляцией, решающих задачу своей компактности. Из множества документов, относящихся к патентной литературе, известны, например, ЕР 0872931 В1 и US 6614648 В2.
Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы дополнительно повысить плотность мощности на монтажный объем ячейки распределительного устройства с газовой изоляцией и подстанции с использованием таких ячеек с тем, чтобы можно было создавать особо компактные подстанции.
В отношении сборной шины распределительного устройства с газовой изоляцией в принципе различают между первым типом сборной шины с ее однофазно капсулированной направляющей и вторым типом с трехфазно капсулированной направляющей. Соответственно в распределительном устройстве с газовой изоляцией первого и второго типов это существенно сказывается на компоновке устройства. Это раскрыто, например, в ЕР 0872931 В1, где приведен типичный представитель первого типа распределительного устройства с газовой изоляцией с однофазно капсулированными проводами сборной шины, а в US 6614648 В2 описано распределительное устройство с газовой изоляцией второго типа.
Сущность изобретения состоит в том, что дополнительно улучшается или повышается универсальность ячейки распределительного устройства с газовой изоляцией и, следовательно, плотность мощности на строительный объем ячейки распределительного устройства с газовой изоляцией путем объединения первого и второго типов распределительного устройства с газовой изоляцией с образованием нового, третьего типа распределительного устройства с газовой изоляцией. Этот третий тип представляет собой гибрид из первого и второго типов распределительного устройства. Такой гибрид объединяет в себе по возможности многие преимущества обоих типов и обеспечивает даже при многофазном/трехфазном капсулированном расположении проводов сборной шины в ее кожухе топографию соединений в пространстве с образованием сборной шины смежной ячейки, которая (сборная шина) известна по однофазно капсулированным сборным шинам.
В отношении ячейки с газовой изоляцией задача решается в результате того, что она содержит, по меньшей мере, три проводящих фазы для разных электрических потенциалов, при этом каждая проводящая фаза может прерываться с помощью собственного силового выключателя. Своей формой силовые выключатели определяют продольное направление. По меньшей мере, один из силовых выключателей имеет первый силовой вывод, который определяет первую ось, проходящую ортогонально продольному направлению. Как правило, это относится ко всем силовым выключателям ячейки согласно изобретению. Кроме того, силовой выключатель имеет второй силовой вывод, проходящий ортогонально продольному направлению и в том же направлении, что и первый силовой вывод, и определяющий вторую ось. Силовой выключатель может электрически соединяться через первый силовой вывод с первым изолированным газом проводом сборной шины первого участка сборной шины, в результате чего первый провод сборной шины определяет третью ось, проходящую ортогонально продольному направлению и первой оси. Первый участок сборной шины содержит первый кожух сборной шины, в котором расположены все первые провода сборной шины в общей газовой камере. Другими словами, все первые провода сборной шины трехфазно капсулированы в первом кожухе сборной шины. При этом расстояние между первой и второй осями задано таким, что:
а) ячейка содержит в первом монтажном состоянии первый участок сборной шины, электрически соединенный с первым силовым выводом;
б) ячейка содержит во втором монтажном состоянии второй участок сборной шины со вторым изолированным газом проводом сборной шины, электрически соединенный со вторым силовым выводом, причем второй провод сборной шины определяет четвертую ось. При этом четвертая ось, во втором монтажном состоянии, находится в отношении положения и ориентации на общей прямой с третьей осью, второй участок сборной шины содержит второй кожух сборной шины, в котором расположены, аналогично первому кожуху сборной шины, все вторые провода сборной шины в общей газовой камере. При этом под понятием «ячейка с газовой изоляцией» понимается ячейка (по-английски: bay) для распределительного устройства высокого или среднего напряжения.
Хотя выше для ясности больше говорилось об одном первом или одном втором проводе сборной шины, это не должно пониматься так, что это справедливо только для единственной фазы (например, R), поскольку это справедливо по аналогии и для других фаз (например, S, Т), которые также могут отсоединяться каждая силовым выключателем от первого и второго силовых выводов.
В результате того, что первый и второй участки сборной шины содержат каждый собственный кожух, то газ в соответствующих газовых камерах участков сборной шины может совместно контролироваться для всех фазных проводов участка сборной шины и быть защищенным от избыточного давления с помощью общего патрубка для заполнения или опорожнения или для заполнения и откачки.
Другое преимущество достигается, если смотреть в направлении третьей оси, благодаря продольно-центральному расположению второго провода сборной шины или третьего провода сборной шины между первым и вторым силовыми выводами силового выключателя, в результате чего их третья и четвертая оси одинаково расположены в камере. И поскольку это по общему замыслу изобретения действительно для всех проводов фаз (например, R, S, Т) ячейки, независимо от того, выполнено ли это в первом или втором состоянии, то в ячейке согласно изобретению с трехфазно капсулированным расположением проводов сборной шины в ее кожухе может быть осуществлена топография присоединения с образованием сборной шины смежной ячейки, как это обычно известно лишь для однофазно капсулированных сборных шин, например, из ЕР 0872931 В1.
Для понимания электротехнического преимущества такого гибридного решения, основанного на однофазном и многофазном модульных участках, здесь это, например, первый и второй участки сборной шины, следует предварительно коротко пояснить электрические свойства обоих типов в случае неисправности в виде начальной паразитной электрической дуги на фазе.
В случае с первым типом с тремя фазными проводами, изолированными независимо друг от друга в собственном кожухе, т.е. однофазно капсулированных, паразитная электрическая дуга образуется, например, между первым фазным проводом (например, R) и его металлически капсулированным кожухом, при этом паразитная электрическая дуга возникает по отношению к оси провода радиально к стенке кожуха. Короткое замыкание (замыкание на землю) не распространяется на другие фазные провода (например, S, Т), а сохраняется однофазным до защитного отключения или отказа стенки кожуха. Другими словами, если в однофазно капсулированной системе короткое замыкание поразило только одну фазу, то в зависимости от производственных условий две других фазы могут и дальше использоваться для передачи мощности.
В случае со вторым типом с тремя фазными проводами, расположенными изолированно совместно в кожухе, т.е. трехфазно капсулированными, поведение является иным при наличии тока повреждения. По соображениям оптимального использования пространства три фазных провода, например, для фаз R, S, Т, расположены, если смотреть в направлении сборной шины, обычно в виде равнобедренного треугольника, центр тяжести которого находится на оси вращения в большинстве случаев цилиндрического кожуха. После возникновения паразитной электрической дуги, например, между первым фазным проводом (например, R) и металлически капсулированным кожухом изоляционный газ может постоянно нагреваться в кожухе / кожухе сборной шины до тех пор, пока не нагреется до такой степени, что потеряет свое изолирующее свойство и станет электропроводящим. В результате происходит пробой между фазами, называемый также межфазным коротким замыканием, с образованием трехфазной электрической дуги. При этом сбое не возникает, по меньшей мере, в его начале электрической дуги между проводом и кожухом с потенциалом земли.
Новый третий тип согласно изобретению представляет собой, как уже упоминалось, гибридную форму, образованную из первого и второго типов. Технический эффект гибридной формы состоит в том, что распределительное устройство с газовой изоляцией или же участок ее сборной шины ведет себя в случае образования паразитной электрической дуги в большинстве случаев как однофазно капсулированная распределительная установка с газовой изоляцией первого типа, т.е. в случае образования паразитной электрической дуги оно вызывает скорее замыкание на землю, нежели образование высокоэнергетической трехфазной электрической дуги без необходимости отказа от преимуществ трехфазно капсулированного распределительного устройства с газовой изоляцией. Такие преимущества создаются, например, общим устройством для заполнения и выпуска изоляционного газа, общим предохранительным клапаном (например, предохранительное устройство), общим контролем за давлением газа, общей регистрацией частичной разрядки и др., которые обеспечивают особо экономичный вариант осуществления гибридного решения согласно изобретению.
Согласно варианту выполнения ячейки с газовой изоляцией третья ось располагается в продольном направлении на втором расстоянии от первой оси, а четвертая ось - в продольном направлении на третьем расстоянии от второй оси, при этом первое расстояние равно сумме второго и третьего расстояний. Другими словами, второе и третье расстояния равновелики, первый провод сборной шины или второй провод сборной шины расположен по центру между первой и второй осями.
При замене ячейки на подстанции, например, в целях ремонта, предпочтительно, чтобы каждый первый силовой вывод силовых выключателей мог быть электрически соединен с соответствующим изолированным газом первым проводом сборной шины ее первого участка таким образом, чтобы третьи оси первых проводов сборной шины располагались в первой плоскости и чтобы первая плоскость проходила ортогонально продольной оси и параллельно первой оси или первым осям. Другими словами, средние линии (оси) участков сборной шины лежат в плоскости, благодаря чему, в зависимости от варианта выполнения, выводы участков сборной шины будут располагаться в направлении третьей оси по одной линии.
Если, например, для подстанции ячейка должна быть выполнена в виде устройства с одной сборной шиной или двойной сборной шиной, то ячейка будет содержать третий участок сборной шины, электрически подключенный к ее первому участку, причем изолированный газом третий провод третьего участка сборной шины определяет пятую ось. Пятая ось проходит ортогонально продольному направлению и первой оси. Как и первый и/или второй участок сборной шины, третий участок сборной шины имеет третий кожух, в котором размещены все три провода сборной шины в общей газовой камере. Применительно к подстанции в связи с тем, что сборная шина, по отношению к продольному направлению, подключена между первым и вторым силовыми выводами, становится возможным создание особо компактных подстанций. Применительно к ячейке устройства с двойной сборной шиной, в результате подключены к первому силовому выводу как первый участок сборной шины, так и ее второй участок. Понятие «электрическое подключение» охватывает при этом не только решения, при которых участки сборной шины подключаются непосредственно к силовому выводу, но также и варианты выполнения, в которых участки сборной шины подключены к силовому выводу через вставки или промежуточные модули.
Если в других вариантах выполнения пятая ось имеет те же координаты положения, что и повернутая на 180° вокруг первой оси третья ось, то, например, в случае с подстанцией с устройством с двойной сборной шиной подключенный ко второму силовому выводу второй участок сборной шины соединительной панели и подключенный к первому силовому выводу третий участок двойной сборной шины могут быть выполнены в виде конструктивно одинаковых участков сборной шины, что экономически особо выгодно.
В зависимости от варианта выполнения ячейки, в частности, ячейки для устройства с двойной сборной шиной, третий и первый участки сборной шины закреплены на общем присоединительном модуле, образующем по каждой проводящей фазе проводящий узел. Это способствует как модульному подключению отдельных модулей, таких, как участки сборной шины, так и их монтажу на смежных модулях распределительного устройства с газовой изоляцией.
Согласно изобретению все проводящие фазы расположены совместно капсулированными в присоединительном модуле в общей газовой камере. При необходимости присоединительный модуль содержит по каждой проводящей фазе рабочий заземлитель.
Если это допускают вариант выполнения и последовательность проведения монтажа, то возможно создавать оптимальные ячейки с немногими, но многофункциональными модулями при условии, что присоединительный модуль подключается по возможности непосредственно к первому силовому выводу силового выключателя, предназначенного для фазного провода.
В противоположность известным ячейкам, например, традиционной ячейке, раскрытой в документе ЕР 0872931 В1, возможно создание особо компактных ячеек в том случае, когда, если смотреть в направлении третьей оси, все проводящие узлы расположены в направлении первой оси на одном уровне. Это относится, в частности, к ячейкам для схем с двойной сборной шиной. Если в ячейке согласно документу ЕР 0872931 В1 проводящие узлы, с одной стороны, смещены в направлении сборной шины, и, с другой стороны, смещены вверх (в направлении первой оси), что ведет к ступенчатой структуре ячейки или сборной шины для всех трех фаз, то проводящие узлы присоединительного модуля лежат в плоскости, в результате чего с помощью ячейки согласно изобретению, в частности, в случае с панелями отходящих кабелей, могут быть созданы очень компактные подстанции, пригодные для применения в помещениях малой высоты.
В отношении особо модульной геометрии подключения участков сборной шины и присоединительного модуля предпочтительно, чтобы в присоединительном модуле каждый проводящий узел был соединен через первый участок соединительного провода, ведущий к первым проводам сборной шины. При этом все первые участки соединительных проводов, если смотреть в направлении третьей оси, содержат в геометрическом отношении нейтральное первое волокно, при этом первые волокна проходят в направлении продольной оси и все вместе лежат во второй плоскости. При однонаправленной форме нейтральных волокон они могут называться также осями. Геометрия соединений может быть дополнительно усовершенствована, если в присоединительном модуле каждый проводящий узел будет соединен через третий участок соединительного провода, ведущий к третьим проводам сборной шины. При этом все третьи участки соединительного провода, если смотреть в направлении третьей оси, имеют в геометрическом отношении нейтральное третье волокно, при этом третьи волокна проходят в направлении продольной оси и все вместе лежат в третьей плоскости. В зависимости от варианта выполнения осуществимы также ячейки, чья вторая плоскость и/или третья плоскость расположена ортогонально первой оси. В дополнительно усовершенствованной ячейке, если смотреть в направлении третьей оси, все первые участки соединительного провода имеют в геометрическом отношении нейтральное первое волокно, при этом первые волокна проходят в направлении второй оси и все вместе лежат в одной плоскости. В еще более усовершенствованной ячейке, для каждого фазного провода, каждое нейтральное первое волокно и его ответное нейтральное третье волокно расположены на одной прямой. Такое противоположное расположение нейтральных волокон участков соединительных проводов дополнительно способствует компактности ячейки, при этом не особенно сильно ограничивается доступность для проведения монтажа и технического обслуживания.
Если в традиционных ячейках общая монтажная высота сильно возрастает с количеством фаз, то, если смотреть от силового вывода силового выключателя (т.е. в направлении первой оси), компактность ячейки согласно изобретению может быть дополнительно увеличена в том случае, когда, если смотреть в направлении третьей оси, первые провода сборной шины расположены так, чтобы, по большей мере, один из первых проводов сборной шины располагался в направлении первой оси существенно дальше от первого силового вывода предназначенного для фазного провода силового выключателя, чем проводящий узел. Это же справедливо и для ячеек, чьи третьи провода сборной шины, если смотреть в направлении третьей оси, расположены так, что, по большей мере, один из проводов сборной шины удален в направлении первой оси значительно дальше от второго силового вывода, предназначенного для фазного провода силового выключателя, чем проводящий узел.
Если прочность соответствующих конструктивных элементов, таких, например, как присоединительный модуль, кожух силового выключателя и кожух сборной шины, это допускает, то первый и третий кожухи сборной шины могут удерживаться преимущественно присоединительным модулем без необходимости использования для этого дорогостоящих опорных средств для восприятия механических усилий.
В зависимости от варианта выполнения ячейки каждый третий провод сборной шины расположен на четвертом расстоянии от третьего кожуха сборной шины и либо каждый первый провод сборной шины расположен на четвертом расстоянии от первого кожуха сборной шины, либо каждый второй провод сборной шины расположен на четвертом расстоянии от второго кожуха сборной шины. При этом четвертое расстояние, при его соотнесении с длиной проводов сборной шины на ее участке, существенно меньше пятого расстояния, на которое удалены друг от друга провода сборной шины того же ее участка. Это способствует образованию приводящей к заземлению паразитной электрической дуги вместо трехфазной электрической дуги при коротком замыкании.
Дополнительно упрощаются/облегчаются сборка и разборка ячеек в случае повреждения или технического обслуживания, когда первые участки вывода каждого участка сборной шины расположены в четвертой плоскости, а вторые участки вывода каждого участка сборной шины расположены в пятой плоскости. Это относится, в частности, к ячейкам, чья четвертая плоскость лежит параллельно пятой плоскости и проходит параллельно шестой плоскости, в которой расположены первая и вторая оси. Такой вариант выполнения является особо идеальным в том случае, когда разборка ячейки должна проводиться перпендикулярно направлению сборной шины, в направлении продольной оси и в направлении первой оси (например, с помощью крана).
Если каждый провод сборной шины удерживается на первом и втором соединительных участках с помощью однофазного изолятора, в результате чего первые и вторые соединительные участки образуют однофазные вводы через соответствующий кожух сборной шины, то особенно легко и, тем не менее, надежно и эффективно обеспечивается изоляция, а при необходимости и концепция газовой непроницаемости с использованием непроницаемых изоляторов, которые одновременно обеспечивают и оптимальную привязку проводов сборной шины.
Если первые, вторые и третьи провода сборной шины преимущественно или предпочтительно, за исключением их той части, которая расположена на их соединительных участках, выполнены полностью цилиндрическими, то они могут быть изготовлены, например, из дешевых прессованных профилей из проводниковых материалов без необходимости применения расходоемких геометрий свободной формы.
Приведенные выше варианты выполнения могут применяться при необходимости в комбинации или альтернативно по отношению друг к другу.
В целом существенное преимущество выполненной согласно изобретению ячейки распределительного устройства с газовой изоляцией состоит в том, что она устроена таким образом, что по сравнению с известными распределительными устройствами она занимает существенно меньше места по высоте, т.е. в направлении силы земного притяжения, при одновременно меньшем занимаемом месте по горизонтали (перпендикулярно направлению силы земного притяжения), чем известные ячейки.
То же относится и к подстанции, создаваемой из нескольких ячеек согласно изобретению, в связи с чем ниже речь пойдет только о последующих вариантах выполнения подстанций.
Подстанция согласно изобретению содержит, например, при наличии устройства с двойной сборной шиной, по меньшей мере, три ячейки, при этом, по меньшей мере, две ячейки образуют первый тип, содержат первый участок сборной шины и/или третий участок сборной шины, причем, по меньшей мере, одна ячейка образует второй тип, содержащий второй и третий участки сборной шины. При этом первый тип ячеек представляет собой обычно кабельную панель или открытый отвод, а второй тип ячеек - соединительную панель.
Особо компактные подстанции могут быть созданы в том случае, когда первые оси ячеек первого и второго типов лежат в седьмой плоскости и когда вторые оси ячеек первого и второго типов лежат в восьмой плоскости. Другими словами, даже при наличии устройства с двойной сборной шиной ячейки соосны настолько, что в направлении продольной оси не требуются сильно смещенные относительно друг друга ячейки, не благоприятно увеличивающие основную поверхность (монтажную площадь) подстанции по ее ширине.
Изобретение поясняется чертежами, на которых представлено следующее:
фиг.1 - вид сбоку на панель отходящих кабелей;
фиг.2 - трехмерный вид на панель отходящих кабелей на фиг.;
фиг.3 - вид сбоку на соединительную панель;
фиг.4 - вид сверху на подстанцию с панелями отходящих кабелей на фиг.1 и соединительной панелью на фиг.3;
фиг.5 - упрощенное изображение в разрезе по участку сборной шины по линии V - V на фиг.4.
Одинаковые детали обозначены на фигурах одинаковыми ссылочными позициями. Описанные варианты выполнения служат примером для предмета изобретения и не имеют ограничительного значения.
Показанный на фиг.1 упрощенный вид сбоку первого варианта выполнения ячейки 1 в форме панели отходящих кабелей или панели кабельных вводов соответствует по существу виду на разрез по линии I -1 на фиг.4.
Как следует из изображения на фиг.4, ячейка 1 содержит для каждой электрической фазы силовой выключатель 2а, 2b, 2с для размыкания соответствующих фаз. Поскольку силовые выключатели в данном варианте выполнения, согласно своему виду сбоку, являются конгруэнтными, то на фиг.1 показан только силовой выключатель 2а. Благодаря цилиндрической форме своего кожуха силовой выключатель имеет продольную ось 3, проходящую в продольном направлении. Силовой выключатель 2а содержит первый силовой вывод 4а, который определяет первую ось 5а, ортогональную продольному направлению 3. Кроме того, силовой выключатель 2а содержит второй силовой вывод 6а, расположенный ортогонально продольному направлению, проходящий в том же направлении, что и первый силовой вывод 4а, и задающий вторую ось 7а. Как показано на фиг.2, по меньшей мере, частично, это действительно и для первых силовых выводов 4b, 4с, первых осей 5а, 5с, вторых силовых выводов 6b, 6с и вторых осей 7b, 7с других двух фаз ячейки 1.
Также ячейка содержит по каждой фазе кабельный выход, при этом на фиг.1 кабельный выход 8 с закрыт кабельными выходами 8а, 8b, но на фиг.2 его можно видеть. Каждый кабельный выход может служить, в зависимости от варианта выполнения, при необходимости также кабельным входом и/или может быть выполнен в виде открытого входа или открытого отвода. Кабельные выходы электрически соединены через вспомогательные модули, такие, например, как коммутационно прочные переключатели заземления 9, рабочие переключатели заземления 20 и вольтметры 11, или вдоль них с соответствующими вторыми силовыми выводами с помощью фазных проводов. Подробнее эти вспомогательные модули здесь не рассматриваются.
Панель 1 отходящих кабелей выполнена для распределительного устройства с двойной сборной шиной на подстанции и поэтому содержит первый участок 12 сборной шины и третий участок 13 сборной шины. Первый участок 12 сборной шины имеет первый кожух 14, в котором для каждой фазы расположен первый провод 15а, 15b, 15с сборной шины. Все первые провода 15а, 15b, 15с сборной шины расположены совместно в газовой камере первого кожуха 14 сборной шины при взаимной изоляции и трехфазном капсулировании и своей цилиндрической формой и ориентацией определяют соответственно третью ось 16а, 16b, 16с, как это, в частности, показано на фиг.2. Третьи оси 16а, 16b, 16с проходят ортогонально продольному направлению 3 и первым осям 5а, 5b, 5с.
В качестве изоляционного газа в газовых камерах используется гексафторид серы или газовая смесь. Для каждого провода сборной шины в каждом ее кожухе предусмотрено отверстие для отдельного ввода провода сборной шины. Под отдельным вводом при этом следует понимать то, что провода сборной шины расположены однофазно в соответствующих отверстиях, в частности, в результате ввода через однофазный изолятор. Как показано на фиг.5, однофазные изоляторы 21 служат для ввода лишь одного фазного провода или, в данном случае, провода сборной шины.
Как можно видеть, в частности, на фиг.2, третий участок 13 сборной шины, аналогично первому участку 12 сборной шины, содержит третий кожух 17 сборной шины, в котором поэтому для каждой фазы расположен третий провод 18а, 18b, 18с. Все третьи провода 18а, 18b, 18с сборной шины расположены совместно в газовой камере третьего кожуха 17 сборной шины при взаимной изоляции и трехфазном капсулировании и своей цилиндрической формой и ориентацией определяют соответственно пятую ось 19а, 19b, 19с, как показано, в частности, на фиг.2. Пятые оси 19а, 19b, 19с проходят ортогонально продольному направлению 3 и первым осям 5а, 5b, 5с.
Первая ось удалена от второй оси на первое расстояние 25. Третьи оси 16а, 16b, 16с удалены в продольном направлении 3 на второе расстояние 26 от первых осей 5а, 5b, 5с. Пятые оси 19а, 19b, 19с расположены при этом таким образом, что они имеют те же координаты положения, что и третьи оси 16а, 16b, 16с, повернутые на 180° вокруг первых осей 5а, 5b, 5с.
Все первые оси 5а, 5b, 5с лежат в первой плоскости 27, в результате чего, если смотреть в направлении третьей оси 16, они расположены по прямой на равном расстоянии между собой. Это действительно и для всех третьих осей 18а, 18b, 18с.
На торцевой стороне участки 12, 13 сборной шины содержат каждый первый соединительный участок 28 и второй соединительный участок 29. Первые соединительные участки 28 лежат в четвертой плоскости 30, вторые соединительные участки 29 каждого участка сборной шины - в пятой плоскости 31. Четвертая плоскость 30 расположена параллельно пятой плоскости 31 и, кроме того, является параллельной шестой плоскости 32, в которой лежат, например, первая ось 5а и вторая ось 7а фазы. Каждый провод сборной шины удерживается как на первом соединительном участке 28, так и на втором соединительном участке 29с помощью однофазного изолятора, в результате чего первые соединительные участки 28 и вторые соединительные участки 29 образуют однофазные вводы через соответствующие кожухи сборной шины.
Особенно отчетливо можно видеть на фиг.2, что как первый участок 12 сборной шины, так и третий участок 13 сборной шины содержат для каждой проводящей фазы отдельный соединительный фланец (на фиг.2 проводящая фаза с первой осью 5с служит обозначением взамен всех остальных фаз с соединительным фланцем 33). Другими словами, каждый кожух сборной шины содержит по каждой фазе отверстие для отдельного ввода для соответствующего провода сборной шины. Под отдельным вводом здесь следует понимать то, что провода сборной шины расположены однофазно в соответствующих отверстиях, в частности, пропущены через однофазный изолятор. Однофазные изоляторы служат соответственно для ввода только одного фазного провода или, в данном случае, провода сборной шины.
В этом варианте выполнения ячейки 1 первый кожух 14 сборной шины и третий кожух 17 сборной шины удерживаются с помощью соединительного фланца 33 на расположенном между ними присоединительном модуле 34. Присоединительный модуль 34 и кожухи 14, 17 сборной шины, а также силовые выключатели в отношении прочности выполнены таким образом, что кожухи 14, 17 сборной шины механически удерживаются только или преимущественно присоединительным модулем 34.
Присоединительный модуль 34 содержит по каждой проводящей фазе проводящий узел 35а, 35b, 35с, обеспечивающий электрическое первичное силовое соединение проводов 15а, 15b, 15с, 18а, 18b, 18с сборной шины с соответствующими первыми силовыми выводами 4а, 4b, 4с их силовых выключателей 2а, 2b, 2с. Каждый из этих проводящих узлов 35а, 35b, 35 с присоединен с помощью первого участка соединительного провода, ведущего к первым проводам 15а, 15b, 15с сборной шины. Если смотреть в направлении третьей оси 16, то все первые участки соединительного провода имеют в геометрическом отношении нейтральное первое волокно, при этом первые волокна проходят в направлении продольной оси 3, и все они расположены во второй плоскости 37. Для большей наглядности на фиг.2 показан лишь первый участок 36 соединительного провода фазного провода для первой оси 5 с взамен остальных фазных проводов и первых волокон 38а, 38b, 38с всех первых участков соединительного провода в зоне соединительных фланцев 33. Это же действительно и для третьего участка 13 сборной шины, на котором, если смотреть в направлении третьей оси 16, все третьи участки 50 соединительного провода содержат в геометрическом отношении нейтральное третье волокно 39а, 39b, 39с, при этом третьи волокна проходят на третьем участке соединительного провода в направлении продольной оси 3 и все вместе расположены в третьей плоскости 40. Под нейтральным волокном в данном случае понимается не электрически нейтральная фаза или волокно, а геометрическая средняя линия или нейтральное волокно, как это известно для цилиндрической формы профилей. Поэтому при круговых цилиндрических сечениях фазного провода нейтральное волокно соответствует оси вращения.
Кроме того, если смотреть в направлении третьей оси 16, то все проводящие узлы расположены в направлении первой оси 5 (если смотреть от первых силовых выводов) на одном уровне, в результате чего вторая плоскость 37 и третья плоскость 40 проходят ортогонально первой оси 5, причем вторая плоскость 37 и третья плоскость 40 идентичны, т.е. совпадают между собой. В результате для каждого фазного провода каждое первое нейтральное волокно 38а, 38b, 38с и их ответные нейтральные третьи волокна 39а, 39b, 39с будут располагаться на общей прямой. Как явствует, в частности, из фиг.1, если смотреть в направлении третьей оси 16, первые провода 15а, 15b, 15с сборной шины и третьи провода 18а, 18b, 18с сборной шины расположены так, что только первый провод 15а, 15b, 15 с сборной шины и третий провод 18а сборной шины находятся в направлении первой оси значительно дальше от первого силового вывода 4а предназначенного для фазного провода силового выключателя 2а, чем соответствующий проводящий узел 35а.
Присоединительный модуль 34 содержит для каждой проводящей фазы при необходимости также рабочий заземлитель (не показан). Как и на участках 12, 13 сборной шины, в присоединительном модуле 34 все проводящие фазы расположены в общей газовой камере совместно капсулированными.
С учетом поясняемого ниже варианта выполнения другой ячейки следует отметить, что проходящая ортогонально шестой плоскости 32 первая плоскость 27 с третьими осями 16а, 16b, 16с, если смотреть в направлении продольной оси 3, расположена по центру между первыми осями 5а, 5b, 5с и вторыми осями 7а, 7b, 7с. В результате второе расстояние 26 равно половине первого расстояния 25.
На фиг.3 показан упрощенный вид сбоку на второй вариант выполнения ячейки 10 в форме соединительной панели, при этом этот вид соответствует, по существу, виду с сечением по III - III. Описание идентичных или одинаково действующих элементов по сравнению с ячейкой 1 здесь не приводится и позиции сохраняются прежними. Поэтому ниже будут указаны главным образом только отличия от ячейки 1 согласно первому варианту выполнения.
Поскольку в этом варианте выполнения ячейки 10 первый участок сборной шины отсутствует, то соединительные фланцы на этом месте либо закрыты крышками, либо соответственно приспособлен присоединительный модуль 34. Вместо первого участка сборной шины соединительная панель содержит второй участок 45 сборной шины, соединенный согласно первичной мощности со вторым силовым выводом 6а, 6b, 6с. Поскольку последний в этом случае выполнен конструктивно одинаковым с третьим участком 13 сборной шины, то третьи провода 18а, 18b, 18с сборной шины на втором ее участке 45 соответствуют вторым проводам 46а, 46b, 45с сборной шины. Эти вторые провода 46а, 46b, 46с сборной шины соответственно определяют четвертые оси 47а, 47b, 47 с, расположенные на третьем расстоянии 48 от вторых осей 7а, 7b, 7 с. Если сравнить с первым монтажным состоянием ячейки 1 в отношении первого участка сборной шины, то третье расстояние 48 во втором монтажном состоянии ячейки 10 при сохранении постоянным первого расстояния 25 будет равновеликим со вторым расстоянием 26. Если смотреть в направлении четвертых осей, то четвертые оси 47а, 47b, 47 с располагаются в первой плоскости 27 таким образом, что во втором монтажном состоянии они находятся по своему положению и ориентации с третьими осями одинаково на общей прямой в трехмерном пространстве. Как и на первом участке сборной шины, все три вторых провода 46а, 46b, 46 с сборной шины находятся в общей газовой камере, ограниченной от второго кожуха 49 сборной шины.
Подобно первому участку сборной шины второй кожух 49 сборной шины ее второго участка 45 также закреплен на присоединительном модуле 34а. Согласно второму варианту выполнения присоединительный модуль 34а и участок 45 сборной шины выполнены в конструктивном отношении одинаковыми с первым вариантом выполнения ячейки 1, в связи с чем в отношении детальных сведений о втором участке 45 сборной шины делается отсылка к описанию первого участка сборной шины.
Согласно обоим вариантам выполнения 1, 10 первые провода 15 сборной шины, вторые провода 46 сборной шины и третьи провода 18 сборной шины выполнены, по существу, цилиндрическими. Это же относится и ко вторым участкам 51 соединительного провода, по меньшей мере, в зоне соединительных фланцев.
Также необходимо отметить, что в зависимости от варианта выполнения ячейки 1, 10 каждый третий провод 18а, 18b, 18 с сборной шины расположен на четвертом расстоянии 52 в газовой камере от третьего кожуха 17 сборной шины. Аналогично этому либо каждый первый провод 15а, 15b, 15с сборной шины, либо каждый второй провод 46а, 46b, 46с сборной шины расположены на четвертом расстоянии 52 от кожуха 14 сборной шины или от второго кожуха 49 сборной шины. Как следует из фиг.5, это четвертое расстояние 52 меньше пятого расстояния 55, на котором расположены между собой провода сборной шины того же ее участка, например, провода 15а, 15b, 15 с сборной шины ее первого участка 12. В случае с вариантом выполнения участка 13 сборной шины на фиг.5 для каждого фазного провода расположен, например, между третьим участком 50 соединительного провода и третьим проводом 18 с сборной шины дополнительный выключатель в виде разъединителя 53 в общей газовой камере.
Ниже будет рассмотрен показанный на фиг.4 вид сверху на подстанцию согласно изобретению с устройством с двойной сборной шиной и тремя образующими первый тип панелями отходящих кабелей на фиг.1 и соединительной панелью второго типа ячеек на фиг.3, при этом здесь показаны только четыре представительные ячейки с вырывами и в упрощенном виде. На фиг.4 видно, что между двумя третьими участками 13 сборной шины и между первым и вторым участками 12, 45 сборной шины для каждого фазного провода расположен соединительный модуль 56, в результате чего образуются сплошная первая сборная шина 57 и сплошная вторая сборная шина 58. Соединительные модули 56 также обеспечивают изолированное газом соединение двух смежных проводов сборной шины одной фазы и служат для обеспечения доступа к первым соединительным участкам 28 и вторым соединительным участкам 29.
Поскольку силовые выключатели 2а, 2b, 2с как в ячейках 1 первого типа, так и в ячейках 10 второго типа являются в значительной степени идентичными, то ячейки 1, 10 могут располагаться относительно друг друга таким образом, что первые оси 5а, 5b, 5с первого типа ячеек 1 и второго типа ячеек 10 лежат в одной плоскости 59. Соответственно вторые оси 7а, 7b, 7с первого типа ячеек 1 и второго типа ячеек 10 лежат в восьмой плоскости 60.