專利名稱：通過次級線圈短路時(shí)斷路器跳閘而自保護(hù)的配電變壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及MV/MV初級線圈或MV/LV次級線圈配電變壓器，該配電變壓器的繞組浸入裝于箱內(nèi)的電介質(zhì)液體或氣體中，該配電變壓器裝備有一體的保護(hù)裝置，該保護(hù)裝置設(shè)計(jì)成能限制變壓器內(nèi)部失效和變壓器的次級線圈接線端故障的影響。尤其是，本發(fā)明涉及一種變壓器，該變壓器的保護(hù)裝置位于箱內(nèi)，與變壓器一起形成了被稱為自保護(hù)變壓器的變壓器。
背景技術(shù)：
文獻(xiàn)EP0981140中公開了一種前述類型的浸沒式自保護(hù)變壓器。保護(hù)裝置與初級線圈電路連接，并包括一個(gè)由跳閘裝置控制的斷路器和與從該斷路器上行的電線連接的熔斷器。該熔斷器、斷路器和跳閘裝置連接成這樣，即當(dāng)變壓器的次級線圈電路的接線端短路時(shí)，斷路器的觸點(diǎn)裝置分離，并在熔斷器沒有開始熔化時(shí)中斷電流，且存在一個(gè)流過各熔斷器的電流強(qiáng)度的閾值，該閾值小于相應(yīng)斷路器電極單元的斷路容量，但是當(dāng)超過該值時(shí)，在由跳閘裝置發(fā)出的使觸點(diǎn)裝置分離的指令能夠使觸點(diǎn)分離之前，熔斷器將完全熔斷。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該跳閘裝置包括一個(gè)過載電流跳閘裝置，該過載電流跳閘裝置包括一個(gè)用于測量在變壓器次級線圈的相中流動(dòng)的電流強(qiáng)度的裝置。
不過，該文獻(xiàn)并沒有特別說明由測量裝置獲得的信息怎樣傳遞給跳閘裝置。不過，測量裝置靠近次級線圈相導(dǎo)體，而斷路器位于變壓器的初級線圈側(cè)，離次級線圈相導(dǎo)體一定距離。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種自保護(hù)變壓器，該變壓器的跳閘裝置簡單，且在裝置的整個(gè)使用壽命期間都可靠，即超過20年。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種配電變壓器，該變壓器包括一箱，該箱裝有液體或氣體電介質(zhì)；一個(gè)三相初級線圈電路，該三相初級線圈電路包括浸沒在電介質(zhì)中的初級線圈繞組；初級線圈電套管，用于使初級線圈電路與該箱外的初級線圈電力系統(tǒng)相連；一個(gè)三相次級線圈電路，該三相次級線圈電路包括浸沒在電介質(zhì)中的初級線圈繞組；次級線圈電套管，用于使次級線圈電路與該箱外的次級線圈電力系統(tǒng)相連；一保護(hù)裝置，包括一斷路器，該斷路器位于箱內(nèi)，在初級線圈套管和初級線圈繞組之間的初級線圈電路中，該斷路器包括一跳閘鎖閂，該跳閘鎖閂可在鎖住位置和跳閘位置之間運(yùn)動(dòng)，斷路器的跳閘裝置，該跳閘裝置包括一過載電流跳閘裝置，其特征在于過載電流跳閘裝置包括布置于箱中的一個(gè)機(jī)電繼電器，用于變壓器次級線圈電路的各相，該機(jī)電繼電器包括一刀形開關(guān)，該刀形開關(guān)可在靜止位置和跳閘指令位置之間運(yùn)動(dòng)，一固定磁路，用于向刀形開關(guān)施加電磁力，隨著在變壓器次級線圈電路的相中流動(dòng)的電流的強(qiáng)度增加，該電磁力增大，一柔性復(fù)位裝置，該柔性復(fù)位裝置用于使刀形開關(guān)返回靜止位置，并向處于靜止位置的刀形開關(guān)施加一個(gè)閾值返回力；一傳動(dòng)系統(tǒng)，該傳動(dòng)系統(tǒng)布置于機(jī)電繼電器和斷路器的跳閘鎖閂之間，并包括一個(gè)輸出裝置，當(dāng)次級線圈任意一相的機(jī)電繼電器的刀形開關(guān)從靜止位置向跳閘指令位置運(yùn)動(dòng)時(shí)，該輸出裝置驅(qū)動(dòng)斷路器的跳閘鎖閂從其鎖住位置運(yùn)動(dòng)到其跳閘位置。
跳閘裝置布置在箱內(nèi)，這樣，該變壓器與它的保護(hù)裝置一起形成由該箱界定邊界的功能和材料單元，該功能和材料單元非常準(zhǔn)確地符合自保護(hù)變壓器的概念。
各相的機(jī)電繼電器設(shè)計(jì)為布置成盡可能地靠近次級線圈相導(dǎo)體，而斷路器連接于初級線圈電路中。傳動(dòng)系統(tǒng)能夠?qū)⑻l指令從一處向另一處機(jī)械傳遞。該傳動(dòng)系統(tǒng)還可以在由各相的繼電器發(fā)出的跳閘指令之間執(zhí)行邏輯“或”的功能。從而可以避免采用電子傳輸裝置，電子傳輸裝置的特性為在所涉及的裝置的整個(gè)使用壽命期間有較小的可靠性。
應(yīng)當(dāng)知道，按照定義，機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)僅將由繼電器發(fā)出的動(dòng)能傳遞給斷路器跳閘鎖閂。它并不是任何中間的能量儲存機(jī)構(gòu)，例如有由中間鎖閂釋放的彈簧的機(jī)構(gòu)。換句話說，使斷路器鎖閂從其鎖住位置運(yùn)動(dòng)到其跳閘位置所需的能量由機(jī)電繼電器供給，并不由另外的能量儲存系統(tǒng)供給。當(dāng)在次級線圈短路的情況下可提供的電磁能足夠高時(shí)可以實(shí)現(xiàn)該類型的直接驅(qū)動(dòng)，這樣，可以通過簡單的機(jī)電轉(zhuǎn)換器以較低成本回收該能量的一部分，以便驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)。
至于各繼電器刀形開關(guān)的復(fù)位彈簧，它可以執(zhí)行裝置的電流選擇，當(dāng)?shù)陀诘缎伍_關(guān)在靜止位置時(shí)由彈簧確定的閾值時(shí)，過載僅由位于變壓器下行電線上的保護(hù)裝置進(jìn)行處理。
優(yōu)選是，過載電流跳閘裝置還包括對于各刀形開關(guān)都有一個(gè)延時(shí)裝置，該延時(shí)裝置引起在刀形開關(guān)開始運(yùn)動(dòng)和跳閘鎖閂到達(dá)跳閘位置之間的時(shí)間延遲。該延時(shí)裝置響應(yīng)機(jī)電繼電器引起時(shí)間延遲，這樣能夠在變壓器斷路器和位于該變壓器下行電線上的保護(hù)裝置之間獲得時(shí)間選擇性。換句話說，延時(shí)裝置延遲斷路器斷開指令，斷路器和/或熔斷器位于變壓器的下行電線，在次級電力系統(tǒng)上的箱的外面，延遲切斷相應(yīng)故障的電線。這能夠使位于變壓器箱內(nèi)的斷路器的跳閘僅限于故障發(fā)生在次級線圈套管和位于從變壓器箱下行電線上的保護(hù)裝置之間的緊急情況。通過使次級線圈各相配有延時(shí)裝置，能夠保證對于無論在相線和零線之間、在兩相之間或者在次級線圈的三相之間的任意類型的故障，都有足夠的時(shí)間延遲。
根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，各刀形開關(guān)的延時(shí)裝置包括一個(gè)通過摩擦耗散能量和向刀形開關(guān)施加阻力的元件，刀形開關(guān)的動(dòng)能越大，該阻力越大。優(yōu)選是，電介質(zhì)是粘性液體，延時(shí)裝置包括至少一個(gè)浸沒在所述粘性電介質(zhì)中的制動(dòng)器。這樣，可以以非常經(jīng)濟(jì)的方式獲得所希望的功能。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，各刀形開關(guān)的延時(shí)裝置包括一個(gè)空載行程連桿，這樣，該刀形開關(guān)不能驅(qū)動(dòng)輸出裝置，直到刀形開關(guān)通過在靜止位置和跳閘指令位置之間的空載形成。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，傳動(dòng)系統(tǒng)包括一個(gè)傳輸桿；以及對于次級線圈各相都有的一個(gè)單向連接裝置，該單向連接裝置在刀形開關(guān)和傳輸桿之間，能夠?qū)⒂晒潭ù怕肥┘釉诘缎伍_關(guān)上的電磁驅(qū)動(dòng)力傳遞給傳輸桿。傳輸桿裝備有一個(gè)復(fù)位彈簧，以便使該桿返回靜止位置。這種單向連接使得上述“或”功能能夠以簡單方式實(shí)現(xiàn)。
優(yōu)選是，次級線圈各相的固定磁路都包括一個(gè)由鐵磁材料制成并有氣隙的部件，該刀形開關(guān)也由鐵磁材料制成并布置在該氣隙內(nèi)，從而與該有電材料制成的部件一起形成可變磁阻的磁路，當(dāng)?shù)缎伍_關(guān)從靜止位置向跳閘指令位置運(yùn)動(dòng)時(shí)，磁路的磁阻減小。一旦超過由該柔性復(fù)位裝置確定的閾值，刀形開關(guān)開始向其跳閘指令位置運(yùn)動(dòng)。一旦開始該運(yùn)動(dòng)，磁路的磁阻減小，因此，當(dāng)次級線圈的相關(guān)相中的電流強(qiáng)度恒定時(shí)，傳遞給刀形開關(guān)的瞬時(shí)功率和電磁力增加。當(dāng)短路狀態(tài)沒有消除時(shí)，運(yùn)動(dòng)必然繼續(xù)，直到刀形開關(guān)到達(dá)跳閘指令位置。另一方面，當(dāng)短路狀態(tài)在相關(guān)刀形開關(guān)到達(dá)跳閘指令位置之前消失時(shí)，刀形開關(guān)上的電磁驅(qū)動(dòng)力立即消失，而刀形開關(guān)受到柔性復(fù)位裝置的返回力的作用，延時(shí)裝置阻礙刀形開關(guān)繼續(xù)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)?shù)缎伍_關(guān)和傳動(dòng)系統(tǒng)的慣性與其它相關(guān)物理量相比可以忽略時(shí)，刀形開關(guān)幾乎立即停止，然后返回靜止位置。
優(yōu)選是，斷路器跳閘裝置另外還包括換能器，該換能器對箱內(nèi)的電介質(zhì)流體的溫度和/或壓力敏感，并且當(dāng)流體的溫度超過給定的溫度閾值和/或流體的壓力超過給定的壓力閾值時(shí)從無效位置轉(zhuǎn)變成激活位置，且傳動(dòng)系統(tǒng)布置成這樣，即當(dāng)換能器從無效位置轉(zhuǎn)變成激活位置時(shí)，傳動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)鎖閂到達(dá)它的跳閘位置。實(shí)際上，斷路器也要防止變壓器內(nèi)部發(fā)生故障。流體的溫度和壓力是變壓器正確工作的良好指示器，對于所有跳閘裝置都采用相同傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)尤其有利。所獲得的組件尤其便宜。
優(yōu)選是，保護(hù)裝置另外還包括對于初級線圈各相都有熔斷器，該熔斷器有足夠的斷路容量，以便當(dāng)初級線圈電路短路時(shí)使相應(yīng)相斷開，所述熔斷器布置在箱內(nèi)，并在初級線圈套管和斷路器之間串聯(lián)連接于初級線圈電路中。熔斷器的基本功能是處理初級線圈電路短路的情況。


通過下面對本發(fā)明特殊實(shí)施例的說明，可以更清楚地了解其它優(yōu)點(diǎn)和特征，該特殊實(shí)施例僅作為非限定實(shí)例，并在附圖中表示，附圖中圖1是表示本發(fā)明第一實(shí)施例的變壓器的線路圖；圖2是表示位于圖1實(shí)施例的變壓器箱內(nèi)的保護(hù)裝置的透視圖；圖3是表示圖2的裝置的仰視圖；圖4是表示圖2的裝置的側(cè)視圖；圖5是與圖4相當(dāng)?shù)膫?cè)視圖，表示根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的一種變化形式。
具體實(shí)施例方式
參考圖1，三相MV/MV或MV/LV配電變壓器10包括內(nèi)部緊密密封的箱12，該箱12裝有電介質(zhì)流體14，在本例中是高電介性的油，該油具有比水更高的粘性；初級線圈電路16；以及次級線圈電路18。該初級線圈電路16使布置在箱12的蓋體22上的初級線圈套管20與變壓器的初級線圈繞組24連接。在箱內(nèi)的電保護(hù)裝置串聯(lián)在該套管20和初級線圈繞組24之間，以便在發(fā)生電故障時(shí)中斷向初級線圈繞組24的供電。該保護(hù)裝置包括熔斷器26，該熔斷器26位于非?？拷跫壘€圈套管20的位置處，甚至可以部分插入初級線圈套管20；斷路器28，該斷路器28與從熔斷器26下行的電線(down-line)連接。對于熔斷器26的安裝，優(yōu)選是可以參考文獻(xiàn)EP0981140A1，該文獻(xiàn)的內(nèi)容在這里引作參考。通過次級線圈的相導(dǎo)體34和當(dāng)采用了零線配電導(dǎo)體時(shí)的零線配電導(dǎo)體36，變壓器10的次級線圈電路18使變壓器10的次級線圈繞組30與次級線圈套管32相連。跳閘裝置40執(zhí)行斷路器的跳閘。該裝置包括對在變壓器的次級線圈電路的相導(dǎo)體34中流動(dòng)的電流敏感的機(jī)電式繼電器42；以及可能有的對電介質(zhì)流體的壓力敏感的換能器44和/或?qū)﹄娊橘|(zhì)流體的溫度敏感的換能器46。傳動(dòng)系統(tǒng)50向斷路器28傳遞由不同機(jī)電繼電器42和換能器44、46發(fā)出的跳閘指令。
參考圖2至4，斷路器28由固定在變壓器箱的蓋體22的內(nèi)表面上的框架52支承。該斷路器包括開關(guān)軸54的操作機(jī)構(gòu)(未示出)，該軸支承三個(gè)曲柄56，每個(gè)曲柄56驅(qū)動(dòng)一個(gè)真空筒60的動(dòng)觸頭58。該機(jī)構(gòu)由跳閘鎖閂62控制，該跳閘鎖閂62可繞相對于框架固定的幾何軸而在鎖住位置和跳閘位置之間樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，在該鎖住位置，該跳閘鎖閂將機(jī)構(gòu)鎖定在觸頭的閉合位置，在該跳閘位置，跳閘鎖閂釋放機(jī)構(gòu)，從而使觸頭分離。該跳閘鎖閂由未示出的復(fù)位彈簧向鎖住位置偏置。
次級線圈電路的導(dǎo)體34、36由穿過在套管高度處的變壓器蓋體的金屬條形成。利用該結(jié)構(gòu)，次級線圈套管32位于離斷路器28一定距離處。實(shí)際上，盡管為了清晰起見，在圖2至4中并沒有表示初級線圈套管20和初級線圈熔斷器26，不過，在蓋體22上能看見用于使初級線圈套管20通過的孔64，該孔必須靠近斷路器28，并在該斷路器28和次級線圈套管32之間。
三個(gè)次級線圈相34的機(jī)電繼電器42固定在箱12內(nèi)次級線圈套管32的高度處。這些繼電器都相同，因此為了簡明，只介紹它們中的一個(gè)。繼電器42包括一個(gè)固定磁路70，該固定磁路70由鐵磁性材料制成的U形部件形成，該U形部件環(huán)繞相應(yīng)的次級線圈相導(dǎo)體34并使磁力線集中在氣隙中。固定磁路70布置在與相導(dǎo)體34中的電流流動(dòng)軸線垂直的平面內(nèi)，即在圖3的平面內(nèi)?？衫@垂直于圖3的平面的軸線樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的刀形開關(guān)72布置在氣隙中。刀形開關(guān)72自身由鐵磁性材料制成。它通過復(fù)位彈簧78保持在抵靠于端運(yùn)動(dòng)止動(dòng)器76的靜止位置處，該復(fù)位彈簧78在該位置處保持部分拉伸。刀形開關(guān)72通過臂80延伸，該臂80形成一個(gè)曲柄，其自由端支承剛性桿84的樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)軸82。桿84形成連桿，該連桿在其與該刀形開關(guān)72相對的端頭處與傳輸軸88的接收器曲柄聯(lián)動(dòng)。更準(zhǔn)確地說，桿84的端頭彎曲以形成如圖4所示的掣子90，該掣子插入接收器曲柄86的狹槽92中，從而形成與接收器曲柄86的單向連接。摩擦板94固定在桿84上。
尤其如圖2所示，軸88包括的接收器曲柄86的數(shù)目與次級線圈和機(jī)電繼電器42的相數(shù)目相同。軸88在布置于固定支承凸緣98上的三個(gè)軸承96中旋轉(zhuǎn)，該固定支承凸緣98牢固安裝在箱的蓋體22上。該軸在靠近斷路器的端頭處形成有反轉(zhuǎn)齒輪臂102，該反轉(zhuǎn)齒輪臂沖擊斷路器的跳閘鎖閂62。該軸88通過復(fù)位彈簧104逆時(shí)針偏置向圖3中的靜止位置。
構(gòu)成電介質(zhì)的油充滿該箱內(nèi)直到蓋體，這樣，斷路器28、機(jī)電繼電器42和傳動(dòng)系統(tǒng)50都浸沒在油中，該傳動(dòng)系統(tǒng)50由裝備有板94的桿84和裝備有接收器曲柄86和反轉(zhuǎn)齒輪臂102的軸88形成。
該變壓器保護(hù)裝置以下面方式工作。
在正常工作狀態(tài)下或在有過載電流時(shí)，各刀形開關(guān)72上的電磁力不足以達(dá)到由部分拉伸的復(fù)位彈簧78所確定的閾值，因此，各刀形開關(guān)72保持在如圖3所示抵靠于端運(yùn)動(dòng)止動(dòng)器76的靜止位置。因此，只有位于變壓器箱下行電線上的保護(hù)裝置要考慮過載電流。因此，彈簧78的拉伸使得裝置電流可以選擇。
當(dāng)次級線圈的一相34發(fā)生故障時(shí)，流過所述次級線圈相導(dǎo)體34的電流強(qiáng)度在固定磁路74的氣隙中引起較大感應(yīng)通量。作用在刀形開關(guān)上的電磁力所產(chǎn)生的相對于刀形開關(guān)72的旋轉(zhuǎn)軸的力矩超過由復(fù)位彈簧78確定的閾值，因此，刀形開關(guān)沿圖3中的逆時(shí)針方向被驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，從而將牽引力施加在相應(yīng)桿84上。
然后，桿的掣子90驅(qū)動(dòng)傳輸軸88沿圖2中的順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。不過，由于相應(yīng)板94的存在，該運(yùn)動(dòng)將慢下來，該板94必須克服在它運(yùn)動(dòng)時(shí)由油產(chǎn)生的阻力，因此該板94將阻礙桿84的運(yùn)動(dòng)。在軸88的另一端，反轉(zhuǎn)齒輪臂102逆時(shí)針驅(qū)動(dòng)鎖閂62。
刀形開關(guān)72的形狀為這樣，即當(dāng)?shù)缎伍_關(guān)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，刀形開關(guān)離固定磁路的壁的距離快速減小。因此，包括刀形開關(guān)72的總磁路的磁阻快速減小，且對于給定強(qiáng)度的短路電流，作用在刀形開關(guān)上的電磁力增加。電磁力相對于刀形開關(guān)的旋轉(zhuǎn)軸74的力矩也增加，盡管這不是很快，因?yàn)橄鄳?yīng)桿臂由于旋轉(zhuǎn)而減小?？偟膩碚f，電磁力的力矩的快速增加保證刀形開關(guān)在恒定短路電流強(qiáng)度時(shí)持續(xù)進(jìn)行加速旋轉(zhuǎn)。
當(dāng)持續(xù)短路時(shí)，刀形開關(guān)72因此持續(xù)運(yùn)動(dòng)，并驅(qū)動(dòng)由桿84、傳輸軸88和反轉(zhuǎn)齒輪臂102以及該刀形開關(guān)形成的傳動(dòng)系統(tǒng)50隨著它運(yùn)動(dòng)。當(dāng)?shù)缎伍_關(guān)72到達(dá)跳閘指令位置時(shí)，反轉(zhuǎn)齒輪臂102使跳閘鎖閂62運(yùn)動(dòng)到跳閘位置。到達(dá)跳閘位置時(shí)，鎖閂62釋放斷路器28的機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)將開關(guān)軸54和觸頭58驅(qū)動(dòng)至分離位置，從而切斷變壓器初級線圈電路16的供電。
另一方面，當(dāng)次級線圈保護(hù)裝置，例如在發(fā)生故障的次級線圈電線上位于變壓器箱下行電線上的熔斷器或斷路器，足夠快地?cái)嚅_電路時(shí)，在桿的旋轉(zhuǎn)使得斷路器跳閘之前，導(dǎo)體34以及它在固定磁路70的氣隙中引起的感應(yīng)通量減小。處于運(yùn)動(dòng)中的動(dòng)質(zhì)量很小，與復(fù)位彈簧78、104的力和板94的阻力相比可以相對忽略，因此，傳動(dòng)系統(tǒng)50沿跳閘方向的總體運(yùn)動(dòng)幾乎立即停止。然后，由于刀形開關(guān)72和軸88的相應(yīng)復(fù)位彈簧78、104的組合偏置作用，刀形開關(guān)72和軸88返回其靜止位置。
板94的尺寸為能保證斷路有足夠的時(shí)間延遲，以便使得斷路每次都能夠在變壓器下行電線上有效發(fā)生。因此，該板能夠以非常低的成本進(jìn)行時(shí)間選擇。實(shí)際上，目標(biāo)是使得僅當(dāng)次級線圈的故障發(fā)生在箱和位于該箱下行電線上的保護(hù)裝置之間時(shí)，即僅當(dāng)該故障不能由位于該箱下行電線上的保護(hù)裝置檢測或清除時(shí)，才使得在次級線圈上的斷路器跳閘。
應(yīng)當(dāng)知道，當(dāng)某些次級線圈相沒有短路時(shí)，相應(yīng)的刀形開關(guān)72和桿84保持不動(dòng)，且不會阻礙由短路相的刀形開關(guān)所驅(qū)動(dòng)的軸88的旋轉(zhuǎn)。當(dāng)接收器曲柄沿圖4中順時(shí)針方向樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，處于靜止位置的不動(dòng)的桿84實(shí)際上在相應(yīng)接收器曲柄的狹槽92中自由滑動(dòng)。通過掣子90和狹槽92的配合而獲得的、在桿84和軸88之間的單向連接能夠使不同相的機(jī)電繼電器42的運(yùn)動(dòng)彼此獨(dú)立。
而且，應(yīng)當(dāng)知道，當(dāng)相線和零線之間發(fā)生短路時(shí)、當(dāng)兩相之間發(fā)生短路時(shí)以及當(dāng)三相之間發(fā)生短路時(shí)，跳閘時(shí)間延遲的時(shí)間必須基本相同。這就是優(yōu)選對各相都提供有摩擦板94，而不是在軸上提供單個(gè)板的原因。
當(dāng)然可以進(jìn)行各種變化。
根據(jù)一種未示出的可選實(shí)施例，提供非板形的摩擦板94可能是有益的，這樣能夠在需要延時(shí)時(shí)沿跳閘方向所獲得的阻力比不需要延時(shí)時(shí)沿返回靜止位置方向的阻力更大。
一般地說，通過任意機(jī)械裝置，尤其是通過由液體或固體摩擦來耗散能量的任意裝置，都可以實(shí)現(xiàn)時(shí)間延遲功能。
通過傳動(dòng)系統(tǒng)的一個(gè)元件的空載行程，也可以獲得時(shí)間延遲，優(yōu)選是這種空載行程對于各刀形開關(guān)是彼此獨(dú)立的。該變化形式的一個(gè)實(shí)例如圖5中的實(shí)施例所示，在該實(shí)施例中，與第一實(shí)施例相同的元件以相同參考標(biāo)號表示。圖5的實(shí)施例與第一實(shí)施例的區(qū)別僅在于支承掣子的桿184的端頭被加長了，這樣，只有當(dāng)掣子190在狹槽92中經(jīng)過一定距離之后它才開始驅(qū)動(dòng)軸。當(dāng)發(fā)生次級線圈短路時(shí)，在掣子與接收器曲柄86接觸并開始驅(qū)動(dòng)軸88之前，刀形開關(guān)72首先驅(qū)動(dòng)桿184克服彈簧78的返回力而經(jīng)過一段空載行程。不過，該裝置的缺點(diǎn)是使刀形開關(guān)72在靜止位置和跳閘指令位置之間進(jìn)行較大的運(yùn)動(dòng)。還可以將空載行程連桿與能量耗散裝置例如板194相結(jié)合，該板194在圖5中以虛線表示，以便說明它的可選特性。
刀形開關(guān)并不必須為樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)部件。例如它可以由可平移運(yùn)動(dòng)的部件代替。
實(shí)施例中的多功能軸88也可以由幾個(gè)部件代替，例如一個(gè)部件執(zhí)行在不同繼電器的運(yùn)動(dòng)之間的邏輯“或”功能，另一部件執(zhí)行使該運(yùn)動(dòng)傳向跳閘鎖閂的遠(yuǎn)距離機(jī)械傳動(dòng)。
權(quán)利要求
1.一種配電變壓器，包括一個(gè)箱(12)，該箱裝有液體和氣體電介質(zhì)(14)；一個(gè)三相初級線圈電路(16)，該三相初級線圈電路(16)包括浸沒在電介質(zhì)(14)中的初級線圈繞組(24)；初級線圈電套管(20)，用于使初級線圈電路與該箱外的初級線圈電力系統(tǒng)相連；一個(gè)三相次級線圈電路(18)，該三相次級線圈電路(18)包括浸沒在電介質(zhì)(14)中的初級線圈繞組(30)；次級線圈電套管(32)，用于使次級線圈電路(18)與該箱(12)外的次級線圈電力系統(tǒng)相連；一保護(hù)裝置，包括一斷路器(28)，該斷路器(28)位于箱內(nèi)，在初級線圈套管(20)和初級線圈繞組(24)之間的初級線圈電路(16)中，該斷路器(28)包括一跳閘鎖閂(62)，該跳閘鎖閂(62)能在鎖住位置和跳閘位置之間運(yùn)動(dòng)，斷路器的跳閘裝置(40)，該跳閘裝置包括一過載電流跳閘裝置，其特征在于，該過載電流跳閘裝置包括布置于箱(12)中的，對于變壓器次級線圈電路(18)的每一相(34)都有的一個(gè)機(jī)電繼電器(42)，該機(jī)電繼電器(42)包括一刀形開關(guān)(72)，該刀形開關(guān)(72)能在靜止位置和跳閘指令位置之間運(yùn)動(dòng)，一固定磁路(70)，用于向刀形開關(guān)(72)施加電磁力，隨著在變壓器的次級線圈電路的相中流動(dòng)的電流的強(qiáng)度增加，該電磁力增大；一柔性復(fù)位裝置(78)，用于使刀形開關(guān)(72)返回靜止位置，并向處于靜止位置的刀形開關(guān)(72)施加一個(gè)閾值返回力；一傳動(dòng)系統(tǒng)(50)，該傳動(dòng)系統(tǒng)(50)布置于機(jī)電繼電器(42)和斷路器的跳閘鎖閂(62)之間，并包括一個(gè)輸出裝置(102)，當(dāng)次級線圈任意一相(34)的機(jī)電繼電器(42)的刀形開關(guān)(72)從靜止位置向跳閘指令位置運(yùn)動(dòng)時(shí)，該輸出裝置(102)驅(qū)動(dòng)斷路器的跳閘鎖閂從其鎖住位置運(yùn)動(dòng)到其跳閘位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變壓器，其特征在于過載電流跳閘裝置還包括對于各刀形開關(guān)都有一個(gè)延時(shí)裝置(94)，該延時(shí)裝置(94)引起在刀形開關(guān)開始運(yùn)動(dòng)和跳閘鎖閂到達(dá)跳閘位置之間的時(shí)間延遲。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變壓器，其特征在于各刀形開關(guān)的延時(shí)裝置包括一個(gè)通過摩擦耗散能量和向刀形開關(guān)施加阻力的元件，刀形開關(guān)的動(dòng)能越大，該阻力越大。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的變壓器，其特征在于電介質(zhì)(14)是粘性液體，延時(shí)裝置包括至少一個(gè)浸沒在所述粘性電介質(zhì)中的制動(dòng)器(94)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4中任意一個(gè)所述的變壓器，其特征在于各刀形開關(guān)的延時(shí)裝置包括一個(gè)空載行程連桿，這樣，該刀形開關(guān)不能驅(qū)動(dòng)輸出裝置(102)，直到刀形開關(guān)通過在靜止位置和跳閘指令位置之間的空載行程。
6.根據(jù)前述任意一個(gè)權(quán)利要求所述的變壓器，其特征在于該傳動(dòng)系統(tǒng)(50)包括一個(gè)傳輸軸(88)；以及對于次級線圈各相(34)都有的一個(gè)單向連接裝置(90、92)，該單向連接裝置(90、92)在刀形開關(guān)(72)和傳輸軸(88)之間，能夠?qū)⒂晒潭ù怕?70)施加在刀形開關(guān)(72)上的電磁驅(qū)動(dòng)力傳遞給傳輸軸(88)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的變壓器，其特征在于該傳輸軸(88)裝備有一個(gè)復(fù)位彈簧(104)，以便使該軸返回一靜止位置。
8.根據(jù)前述任意一個(gè)權(quán)利要求所述的變壓器，其特征在于對于次級線圈的每一相(34)，固定磁路(70)都包括一個(gè)由鐵磁材料制成并有氣隙的部件，該刀形開關(guān)(72)也由鐵磁材料制成并布置在該氣隙內(nèi)，與該由鐵磁材料制成的部件一起形成磁阻可變的磁路，當(dāng)?shù)缎伍_關(guān)從靜止位置向跳閘指令位置運(yùn)動(dòng)時(shí)，磁路的磁阻減小。
9.根據(jù)前述任意一個(gè)權(quán)利要求所述的變壓器，其特征在于斷路器跳閘裝置另外還包括換能器，該換能器對箱內(nèi)的電介質(zhì)流體的溫度(46)和/或壓力(48)敏感，并且當(dāng)流體的溫度超過給定的溫度閾值和/或流體的壓力超過給定的壓力閾值時(shí)從一無效位置轉(zhuǎn)變成一激活位置，且傳動(dòng)系統(tǒng)(50)布置成這樣，即當(dāng)換能器(46、48)從無效位置轉(zhuǎn)變成激活位置時(shí)，傳動(dòng)系統(tǒng)(50)驅(qū)動(dòng)鎖閂(62)到達(dá)它的跳閘位置。
10.根據(jù)前述任意一個(gè)權(quán)利要求所述的變壓器，其特征在于該保護(hù)裝置另外還包括對于初級線圈各相都有熔斷器，該熔斷器布置在箱內(nèi)，并在初級線圈套管和斷路器之間串聯(lián)連接于初級線圈電路中，所述熔斷器有足夠的斷路容量，以便當(dāng)初級線圈電路短路時(shí)使相應(yīng)相斷開。
全文摘要
一種三相配電變壓器(10)，包括一密封的箱(12)，在該箱(12)內(nèi)裝有高電介性的油；一個(gè)初級線圈電路(16)；以及一個(gè)次級線圈電路(18)。斷路器在初級線圈套管(20)和初級線圈繞組(24)之間串聯(lián)連接，從而當(dāng)發(fā)生電故障時(shí)切斷初級線圈繞組(24)的供電。跳閘裝置(40)實(shí)現(xiàn)斷路器的跳閘。該裝置包括機(jī)電過載電流繼電器(42)，該機(jī)電過載電流繼電器(42)對在變壓器的次級線圈電路中流動(dòng)的電流敏感，該裝置還可以包括對電介質(zhì)流體的壓力敏感的換能器(44)和/或?qū)﹄娊橘|(zhì)流體的溫度敏感的換能器(46)。傳動(dòng)系統(tǒng)(50)執(zhí)行將由不同機(jī)電繼電器(42)和換能器(44、46)發(fā)出的跳閘指令傳遞給斷路器(28)。
文檔編號H01H71/24GK1392577SQ0212279
公開日2003年1月22日 申請日期2002年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月15日
發(fā)明者雅克·費(fèi)布羅, 克里斯托夫·普雷夫, 菲利普·馬雷查爾 申請人:施耐德電器工業(yè)公司