專利名稱：用于高壓電氣設(shè)備的電阻器以及安裝電阻器的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于高壓電氣設(shè)備的電阻器，尤其是用于連接 到用于高壓變壓器的有載分接開關(guān)中的轉(zhuǎn)換開關(guān)，其沖轉(zhuǎn)換開關(guān)和 電阻器設(shè)置在裝有變壓器油的外殼中。在本文中，高壓設(shè)備意指幾
十千伏直到例如800KV以及更高電壓的設(shè)備。 本發(fā)明還涉及安裝這種電阻器的方法。
背景技術(shù)：
在不同的電壓等級(jí)分接。這伴隨連接到轉(zhuǎn)換開關(guān)的選擇器而發(fā)生。 當(dāng)變壓器的功率輸出從一個(gè)電壓等級(jí)變換到另一個(gè)電壓等級(jí)時(shí)，這 通過(guò)以下操作來(lái)實(shí)現(xiàn)首先在將選擇器連接到變壓器繞組中對(duì)應(yīng)于 新電壓等級(jí)的那個(gè)分接點(diǎn)，同時(shí)轉(zhuǎn)換開關(guān)仍然從目前的電壓等級(jí)饋 電。因此在沒有電流負(fù)載的情況下對(duì)選擇器進(jìn)行連接。當(dāng)選擇器連 接到新電壓等級(jí)的分接頭時(shí)，在轉(zhuǎn)換開關(guān)的輔助下進(jìn)行轉(zhuǎn)換操作， 從而在變壓器的新分接頭獲得輸出電流。當(dāng)變壓器具有多個(gè)分接頭 時(shí)，轉(zhuǎn)換通常只發(fā)生在電壓彼此接近的兩個(gè)分接頭之間。如果應(yīng)當(dāng) 需要調(diào)節(jié)至更遠(yuǎn)位置，則轉(zhuǎn)換將逐級(jí)發(fā)生。這里所指的這類轉(zhuǎn)換開 關(guān)通常用于功率或配電變壓器的控制。當(dāng)然，本發(fā)明不限于這種應(yīng) 用，而是可以很好地用于對(duì)其它類型的輸電或配電產(chǎn)品的控制，例 如，電抗器，移相器，電容器等等。
轉(zhuǎn)換開關(guān)的操作包括從 一 個(gè)電路到另 一 個(gè)電路的轉(zhuǎn)換，伴有電 弧的出現(xiàn)。為了避免污染絕緣介質(zhì)，諸如轉(zhuǎn)換開關(guān)通常浸入其中的 油，以及為了降低開關(guān)觸點(diǎn)的磨損，以前所知的就是在出現(xiàn)弧的地 方對(duì)于這些轉(zhuǎn)換操作采用真空開關(guān)。這樣電觸點(diǎn)磨損就只出現(xiàn)在真
6空開關(guān)中。從電學(xué)的觀點(diǎn)來(lái)看，對(duì)于適當(dāng)?shù)倪^(guò)程，這種類型的轉(zhuǎn)換 開關(guān)配備有至少一個(gè)主支路和一個(gè)電阻支路。由于下述原因，對(duì)于 在這種電阻支路中的電阻器具有嚴(yán)格要求。
在正常操作的情況下，有載分接開關(guān)中的電阻器連接很短的一
段時(shí)間，例如20ms到50ms之間的一段時(shí)間。然而，在這段時(shí)間內(nèi)， 經(jīng)過(guò)電阻器中的電阻元件的電流是相當(dāng)大的。例如，可能達(dá)到安培 數(shù)高達(dá)2000 A，并且伴有4.5kV的階躍電壓。因此需要電阻線可以 在短時(shí)間段內(nèi)吸收以熱的形式存在的大量能量，這是由于在短時(shí)間 段的轉(zhuǎn)換操作期間，熱不能夠發(fā)散到電阻器之外的任何更大范圍， 原因在于冷卻基本上是在實(shí)際轉(zhuǎn)換操作之后是通過(guò)油路來(lái)進(jìn)行的。
因此，電阻器元件能夠瞬時(shí)聚集的熱量尤其取決于電阻器中電 阻材料的量。標(biāo)度容量的尺度(dimensioning capacity)的一個(gè)例子 就是電阻材料的熱吸收能力在80J/g和100J/g之間。電阻材料的例 子是CuNi44。
在PCT公開文獻(xiàn)WO 2006/004527和PCT專利申請(qǐng)WO SE2006/050552和WO SE2007/050187中具體描述了分接開關(guān)的操作 模式。 -
分接開關(guān)的電阻器也是公知的，例如，GB 1483003和DE 2220111。
本發(fā)明目的在于提供一種在容量、緊湊性、靈活性(模塊設(shè)計(jì))、 被安裝能力(capacity of being mounted)、和服務(wù)的可靠性方面得到 改善的電阻器。
本發(fā)明的目的還在于提供成本有效的安裝電阻器的方法。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種權(quán)利要求1前序部分中所述的 那種電阻器，其設(shè)置框架以便封閉電阻器元件，其包括由螺旋纏繞 的電阻線形成的彈簧元件。這樣，電阻線的整個(gè)圓周由通道中的油 包圍，并且該導(dǎo)線的瞬時(shí)發(fā)熱均勻出現(xiàn)，這是因?yàn)殡娮杈€的整個(gè)表面直接與油接觸。這與隨后有效的冷卻一起，有助于根據(jù)發(fā)明的電 阻器的高容量，該電阻器在每個(gè)切換操作之后快速冷卻下來(lái)。通過(guò)
以彈簧元件的形式設(shè)計(jì)電阻器元件，可以得到進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)彈簧 元件中電阻線的長(zhǎng)度可以很大。在本發(fā)明所涉及的高電壓上，電阻 器頂部和外殼頂部之間的距離，即，通過(guò)油進(jìn)行絕緣的距離，需足 以確保必要的電絕緣。
過(guò)渡電阻構(gòu)成了轉(zhuǎn)換開關(guān)在垂直方向上的最高勵(lì)磁點(diǎn)(energized point)。根據(jù)本發(fā)明彈簧元件形式的電阻器元件的形狀還提供了均 勻的電場(chǎng)，其中防止了電場(chǎng)高度集中，因此本發(fā)明取消了對(duì)所謂的 分離式屏蔽環(huán)的需要。
本發(fā)明的其他方面通過(guò)根據(jù)所附從屬權(quán)利要求的實(shí)施方式進(jìn)行 描述。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，該電阻器針對(duì)每相包括一個(gè)電阻器模塊， 該框架提供有多個(gè)互相絕緣的、平行開口通道，所述通道設(shè)置成圍 繞由螺旋纏繞電阻線形成的彈簧元件，而且，在電阻器模塊內(nèi)，多 個(gè)電阻器元件彼此上下堆疊，因而形成了完整的單元，其中電阻器 元件中的每個(gè)通道與相鄰電阻器中對(duì)應(yīng)的通道一起形成基本開口的 通道。這樣得到了設(shè)計(jì)緊湊的電阻器模塊和電阻器，這從若干觀點(diǎn) 來(lái)看均非常有利。此外，保持開口通道通過(guò)整個(gè)電阻器模塊可以尤 其通過(guò)"煙囪效應(yīng)，，(chimney effect )使得油通過(guò)通道進(jìn)行有效的循環(huán)。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，將該框架設(shè)計(jì)成具有形成外壁和內(nèi)壁的多 個(gè)縱向平行壁，這些縱向平行壁在它們各自的端部連接以橫跨短壁， 從而形成所述通道，所述壁的 一個(gè)縱向邊提供有連接到橫桿的突起 間隔物，借此，朝向相鄰電阻器元件的所述間隔形成朝向通道開口 的縱向間隙。因而該桿用作通道中彈簧元件的支撐，并且確保電阻 器的通道中位于彼此上下的彈簧元件4皮此不機(jī)械接觸，但是也保證 了彈簧元件之間的絕緣距離。同時(shí)，這些間隔形成了電阻器元件之 間的開口縫隙，這將從本質(zhì)上有助于電阻器內(nèi)部的油循環(huán)。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，每個(gè)內(nèi)壁的一端形成有至少一個(gè)凹槽，該凹槽相對(duì)于相鄰內(nèi)壁上的凹槽設(shè)置在相對(duì)端處，在該凹槽中，橋接 導(dǎo)線元件設(shè)置成用于各自框架內(nèi)部的彈簧元件的電連接。這樣使得 凹槽數(shù)量最小，同時(shí)確保了一個(gè)框架內(nèi)的彈簧元件可通過(guò)所述導(dǎo)線 元件串聯(lián)電連接。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，每個(gè)框架內(nèi)形成電阻器元件的彈簧元件和 導(dǎo)線元件構(gòu)成集成單元。這樣使得螺旋纏繞彈簧元件在采用較低的 壓力而被下壓進(jìn)入到各自通道中后，對(duì)各通道中的螺旋纏繞彈簧元 件有利地機(jī)械鎖定。由于在朝向通道的縱向壁側(cè)上縱向壁略微具有 彈性，所以當(dāng)彈簧元件被向下擠壓到通道中時(shí)通道的寬度可以稍微 增加。彈簧元件的螺旋設(shè)計(jì)也使得彈簧元件在設(shè)置有凸起的點(diǎn)處稍 微延伸。
根據(jù) 一 個(gè)實(shí)施方式，外壁和側(cè)壁沿著各個(gè)通道的開口側(cè)包括瘤 狀凸起，設(shè)置用于將螺旋纏繞的彈簧元件鎖定在它們各自的通道中。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，框架形成有導(dǎo)銷以及相應(yīng)導(dǎo)孔形式的引導(dǎo) 件，用于將相鄰電阻器元件彼此固定。這些有助于在橫向上將相鄰 電阻器元件彼此固定。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，外部通道的一端的短壁形成有用于到彈簧 元件的連接件的凹槽，框架的外部通道在一端形成有用于到彈簧元 件的連接件的凹槽。這提供用于在框架的高度范圍內(nèi)并朝著彈簧元 件的端部設(shè)置連接件的開口 ，其表現(xiàn)為一個(gè)環(huán)形空腔。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，用于連接件的凹槽直徑地設(shè)置，并且每個(gè) 框架包括奇數(shù)個(gè)通道。這意味著電阻器元件可以這樣形成，即當(dāng)安 裝到電阻器模塊時(shí)，它們可以轉(zhuǎn)向使得面向平面內(nèi)的任 一 方向。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，通道的數(shù)量在3到7之間，優(yōu)選為5。這樣， 就可以在每個(gè)電阻器元件中應(yīng)用所需量的電阻線，同時(shí)限制了電阻 器模塊的寬度，并因此也限制了電阻器。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，框架由注模電絕緣塑料材料制成。這使得 能夠成本有效地制造框架，同時(shí)材料的機(jī)械和電氣性能在這種情況 下也是有優(yōu)勢(shì)的。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，電阻線由CuNi44構(gòu)成。這樣的有利結(jié)果是， 得到具有特性已被證明的高質(zhì)量電阻材料的電阻器。
根據(jù) 一 個(gè)實(shí)施方式，形成電阻器模塊的電阻器元件的數(shù)量為偶 數(shù)。這樣的有利結(jié)果是，電阻器模塊的外部連接總是在同一側(cè)。
根據(jù) 一 個(gè)實(shí)施方式，電阻器模塊中的電阻器元件的電阻元件為 串聯(lián)和/或并聯(lián)連接。這樣的結(jié)果是，通過(guò)選擇電阻器元件之間的連 接很靈活地得到了具有期望電性能的電阻器。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，電阻器包括用于三相系統(tǒng)的三個(gè)電阻器模 塊。這里，三個(gè)模塊平行設(shè)置并彼此相鄰，從而形成緊湊的集成單 元。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，螺旋彈簧元件連接到連接件，該連接件包 括形成有螺紋接觸部和凸緣部的連接插頭，所述接觸部設(shè)置為利用 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)擰入到螺旋彈簧元件中，所述凸緣部配置為機(jī)械固定S U框 架。這樣，尤其是，不需要任何焊接就可以實(shí)現(xiàn)快速、簡(jiǎn)單、成本 有效且安全地將連接件安裝到彈簧元件。此外，還可以非破壞性地 拆除連接裝置。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，凸緣部設(shè)置有螺紋孔，并且導(dǎo)電箔片配置 為借助連接插頭的螺紋孔中的螺釘而與連接插頭電接觸并機(jī)械鎖定 到連接插頭。這樣，部件之間實(shí)現(xiàn)了具有良好電接觸的快速而有效
的鎖定。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，螺紋狀接觸部形成的螺距稍微超出機(jī)械無(wú) 載狀態(tài)下螺旋彈簧元件的螺距，從而，在安裝過(guò)程中，在彈簧元件 中環(huán)繞接觸部的部分內(nèi)電阻彈簧伸長(zhǎng)。這樣，當(dāng)擰入螺釘時(shí)彈簧元 件伸長(zhǎng)，該彈力有助于在部件之間提供高摩擦力，這種情況下確保 了連接插頭和彈'性部件之間出現(xiàn)游隙的風(fēng)險(xiǎn)最小。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，連接插頭設(shè)置為連接到由CuNi44構(gòu)成的電 阻線形成的彈簧元件。這樣，可以得到具有特性已被證明的高質(zhì)量 電阻材料。
本發(fā)明還涉及一種如權(quán)利要求20的前序部分所述的安裝電阻器的方法，其中安裝包括下列步驟
-在為所述電阻元件設(shè)置的通道中將電阻元件應(yīng)用到框架，該電 阻元件是集成單元形式，且包括由螺旋纏繞導(dǎo)線形成的具有兩個(gè)連 接端的彈簧元件，
-將連接插頭擰入到彈簧元件的兩個(gè)連接端，并將設(shè)置在連接 插頭處的凸緣部放置并機(jī)械連接在框架中為該連接插頭所設(shè)置的凹
槽中，
-將形成電阻器的電阻器元件彼此上下堆疊，
-將電阻器元件安裝在電氣設(shè)備上，并將其機(jī)械鎖定到電氣設(shè)
備，
-借助連接箔片將電阻器元件中的電阻元件電連接，連接箔片 橋接相鄰電阻器元件之間的距離，被檸入連接插頭的端部設(shè)置的孔， 從而所有電阻器元件中的電阻元件都以串聯(lián)和并聯(lián)方式彼此電連
接，
-將各自的兩個(gè)外部電阻器元件的剩余連接端以相應(yīng)的方式連 接到電氣設(shè)備的連接裝置。
這樣，就能夠?qū)﹄娮杵鬟M(jìn)行快速而成本有效的安裝，由于具有 不同容量的電阻器可以安裝在同 一個(gè)電阻器元件上所以安裝就可以 非常靈活，電阻器的數(shù)量根據(jù)需要改變。同樣，可以簡(jiǎn)單地將電阻 器元件內(nèi)部串聯(lián)或并聯(lián)連接，并且需要的話，可以很容易用具有不 同電容量(分別為電阻材料的電阻率和體積)的電阻元件來(lái)替換一 個(gè)框架中的電阻元件。


參考附圖，將通過(guò)實(shí)施例的說(shuō)明對(duì)本發(fā)明作更具體的描述，其
中
圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的三個(gè)電阻器(每相一個(gè))模塊的透 視圖，其作為包含在分接開關(guān)中的一個(gè)組件來(lái)安裝，旨在被分接開 關(guān)外殼所環(huán)繞；圖2是根據(jù)本發(fā)明的形成電阻器的電阻器模塊的電阻器元件組
成部分的透視圖3示意性示出了包含在電阻器元件中的單元，如，具有通道
的框架、電阻元件和連接插頭；
圖4是從通道的開口側(cè)看到的電阻器元件的視圖5是從與圖4那側(cè)的相對(duì)側(cè)看到的電阻器元件的視圖6是從圖5的長(zhǎng)度側(cè)看到的電阻器元件的視圖7是從圖6所示的左手側(cè)看到的電阻器元件的端部視圖8是由彼此上下堆疊的六個(gè)電阻器元件構(gòu)成的電阻器模塊的
側(cè)視圖9a示意性示出了從圖8所示的左手側(cè)看到的電阻器模塊的側(cè) 視圖9b示意性示出了從圖8所示的右手側(cè)看到的電阻器模塊的側(cè) 視圖10以透視圖示出了連接插頭；
圖11示出了具有孔的連接插頭的端視圖12示出了連接插頭的縱剖面。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明安裝在三相分接開關(guān)中的電阻器10。圖 中所示的電阻器10包括三個(gè)電阻器模塊100,每相一個(gè)。分接開關(guān) 的具體細(xì)節(jié)在這里不再詳細(xì)描述，但需要提及的是，它尤其包括具 有機(jī)械能量存儲(chǔ)系統(tǒng)的機(jī)械驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)12，用于驅(qū)動(dòng)分接開關(guān)中的轉(zhuǎn) 換開關(guān)11 。這些單元和它們的功能在專利公布WO 2006/004527, PCT 專利申請(qǐng)WO SE2006/050552和WO SE2007/050187中有更加詳細(xì)的 描述。
上述單元形成了安裝在框架結(jié)構(gòu)14上的單元，該框架結(jié)構(gòu)繼而 與兩個(gè)平行設(shè)置并且由電絕緣材料制成的梁15集成。橫在其上部連 接到提升裝置16。安裝過(guò)程中，整個(gè)單元下降到分接開關(guān)外殼中(這里未示出)，該外殼填充有變壓器油。油的作用部分用于冷卻該單 元，部分用于充當(dāng)電絕緣體和用于對(duì)機(jī)械可動(dòng)部件的潤(rùn)滑。
根據(jù)本發(fā)明的電阻器IO設(shè)置在所述梁15之間并且被放置在框 架結(jié)構(gòu)14的上側(cè)，從而形成緊湊的集成單元。在三相分接開關(guān)中， 三個(gè)電阻器模塊100彼此相鄰排列，每相一個(gè)。每個(gè)電阻器模塊100 配有兩個(gè)連接17,每個(gè)都連接到各自的真空開關(guān)13，如上述WO 2006/004527中所具體描述。
當(dāng)分接開關(guān)連接用于控制高壓變壓器的電壓時(shí)，電壓可以達(dá)到 幾十kV，直到800kV和更高。分接開關(guān)中的電氣部件處于所述高電 位，而外殼上部的部件則處于4妻地電位。
在本發(fā)明所涉及的高電壓下，電阻器10的上部和外殼的上部18 之間的距離，即通過(guò)油進(jìn)行絕緣的距離，必須足以確保所需的電絕 緣。由于根據(jù)本發(fā)明，每個(gè)電阻器模塊100包括多個(gè)彼此上下堆疊 的電阻器元件101,從而形成集成單元，所以能夠得到設(shè)計(jì)緊湊的電 阻器模塊100和電阻器10,因此這是有利的。過(guò)渡電阻構(gòu)成轉(zhuǎn)換開 關(guān)在垂直方向上的最高勵(lì)磁點(diǎn)。以彈簧元件105的形式存在的電阻 元件102的形狀提供了均勻電場(chǎng)，從而防止電場(chǎng)高度集中。這樣， 就不需要獨(dú)立的所謂屏蔽環(huán)。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的電阻器模塊100、電阻器100的組成部分的 電阻器元件101的透視圖。根據(jù)本發(fā)明，每個(gè)電阻器元件101包括 設(shè)置在框架103中的電阻元件102,所述電阻元件102借助連接件電 互連，從圖9a和9b可以清楚地看出。
框架103具有多個(gè)相互絕緣的、平行開口通道104,其配置為圍 繞由螺旋纏繞的電阻線構(gòu)成的彈簧元件105。通過(guò)設(shè)計(jì)彈簧元件105 形式的電阻元件102,得到了優(yōu)點(diǎn)，尤其是每個(gè)彈簧元件105中電阻 線的長(zhǎng)度可以變長(zhǎng)，而同時(shí)彈簧元件本身變得緊湊。尺寸的例子是， 彈簧元件的外徑為12mm，導(dǎo)線直徑為2.5mm。使彈簧元件105的外 徑與框架103的通道104相適應(yīng)。
如另一個(gè)例子，根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的電阻器模塊100形成5排平行的彈簧元件105，每排的長(zhǎng)度為大約300mm,并且根據(jù)導(dǎo)線厚 度可以包含13m到16m的電阻線。螺旋彈簧元件對(duì)油還表現(xiàn)出良好 的滲透性，并且與框架只有點(diǎn)接觸，這對(duì)冷卻功能來(lái)說(shuō)是很重要的。
從圖2還可以清楚地看出，根據(jù)本發(fā)明的框架103形成有多個(gè) 形成外壁106和內(nèi)壁107的縱向平行壁106, 107,這些壁在它們各 自的端部相連/人而4黃貫短壁108。短壁108因此在縱向上限定通道 104的界限。壁107也起到在與通道104鄰近的平面中對(duì)彈簧元件 105進(jìn)行電絕緣的作用。
已認(rèn)識(shí)到，當(dāng)電阻器元件101彼此上下安裝時(shí)(可從圖8和圖 9a，圖9b清楚看出)，電阻器元件101中的每個(gè)通道104將位于下 面電阻器元件101的相應(yīng)通道104的上方，從而形成穿過(guò)整個(gè)電阻 器模塊100的基本開口的平行通道。與可被油滲透的彈簧元件105 一起，尤其是借助所出現(xiàn)的"煙自效應(yīng)"，允許油通過(guò)通道104的高 效循環(huán)。
分接開關(guān)中的電阻器10在正常操作模式期間以很短的時(shí)間段進(jìn) 行切換，例如，20ms到50ms的時(shí)間段。然而，在這個(gè)時(shí)間段內(nèi)， 流過(guò)電阻元件102的電流4艮大。例如，可以達(dá)到高達(dá)2000 A安培并 且階躍電壓達(dá)到4.5kV。因此，需要電阻線在短時(shí)間段內(nèi)可以吸收以 熱的形式存在的大量能量，正如已經(jīng)意識(shí)到的那樣，在短時(shí)間段切 換操作期間，熱沒有時(shí)間轉(zhuǎn)移到在除電阻器之外的任何更大范圍， 這是因?yàn)槔鋮s基本上是在實(shí)際切換操作之后通過(guò)油路進(jìn)行的。
因此，電阻元件可能瞬時(shí)聚積的熱量尤其取決于電阻器中電阻 材#+的量。標(biāo)度容量的尺度(dimensioning capacity)的例子是，電 阻材料的熱吸收能力在80J/g和100J/g之間。電阻材料的例子是 CuNi44。
由于本發(fā)明，電阻線的整個(gè)外周被通道中的油包圍，并且由于 電阻線的整個(gè)外表面直接與油接觸所以導(dǎo)線的瞬時(shí)發(fā)熱是均勻發(fā)生 的。這個(gè)事實(shí)和隨后的有效冷卻使得根據(jù)本發(fā)明的電阻器具有高容 量，電阻器在每個(gè)切換操作之后迅速冷卻下來(lái)。
14從圖2可以清楚看出，壁106， 107的一個(gè)縱向邊緣配有突起間 隔物109,其繼而通過(guò)橫桿110互連。橫桿110用于支撐通道104 中的彈簧元件105，以及確保在電阻器的通道104分別彼此上下定位 的彈簧元件105不會(huì)彼此機(jī)械接觸，且確保彈簧元件105之間的絕
緣距離。
間隔109同時(shí)形成電阻器元件之間的開口間隙201,從圖8可以 清楚看出。這些間隙201有助于電阻器模塊內(nèi)部的油循環(huán)。
從圖3可以更清楚看出，每個(gè)內(nèi)壁107在其一端形成有凹槽111， 在凹槽處設(shè)置有橋接導(dǎo)線元件112,用于將彈簧元件105電連接在各 框架103內(nèi)部。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，每個(gè)凹槽111相對(duì)于在相鄰內(nèi) 壁107處的凹槽111設(shè)置相對(duì)端以使凹槽數(shù)量減到最少，同時(shí)確保 框架103內(nèi)部的彈簧元件105可以借助所述導(dǎo)線元件112串聯(lián)電連 接。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，框架103中的電阻元件102由彈簧元件105 和導(dǎo)線元件112的集成單元構(gòu)成，如圖3所示。
根據(jù)圖3和圖4所示的一個(gè)實(shí)施方式，通過(guò)沿著各個(gè)通道104 的開口側(cè)在外壁106和側(cè)壁107上設(shè)置瘤狀凸起113，在彈簧元件已 利用很小的力被下壓到各個(gè)通道104中之后，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)通道 104中的螺旋纏繞彈簧元件105的有利機(jī)械鎖定。由于縱向壁106、 107在其朝向通道的那些側(cè)處略帶彈性，所以當(dāng)彈簧元件105被下壓 到通道104中時(shí)，通道104的寬度稍微增加。彈簧元件105的螺旋 彈性設(shè)計(jì)也使得彈簧元件105在設(shè)置有凸起113的點(diǎn)處稍微延伸。
依據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，框架103形成有如圖2,圖5和圖6所示的 導(dǎo)銷114及與導(dǎo)銷適配的導(dǎo)孔115的形式存在的引導(dǎo)件，從圖4可 以清楚看出。引導(dǎo)件114、 115有助于在橫向上將相鄰的電阻器元件 101彼此固定。
對(duì)分接開關(guān)中電阻器模塊彼此以及與框架結(jié)構(gòu)14的其它引導(dǎo)和 鎖定借助于穿過(guò)設(shè)置在框架中的螺孔U7的螺栓接合(未示出)進(jìn)行。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，框架103中的外通道104在其一端形成有 用于至彈簧元件105的連接件的凹槽116，這尤其從圖3和圖7中可 以更清楚看出。連接件30將在下面具體描述。適當(dāng)?shù)氖?，?dāng)這些框 架103包括奇數(shù)個(gè)通道104時(shí)，這些凹槽116直徑地設(shè)置在框架103 中，這意味著電阻器元件101可以這樣形成，即當(dāng)被安裝到電阻器 模塊100時(shí)，它們面向平面中的任一方向。適當(dāng)?shù)氖?，框架中的?道104的數(shù)量在3到7之間，優(yōu)選為5。這個(gè)實(shí)施方式使得每個(gè)電阻 器元件101中可以使用足夠數(shù)量的電阻線，同時(shí)限制電阻器模塊100 的寬度并因此還限制了電阻器10。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，框架103由電絕緣材料制成，從制造方面 來(lái)看，優(yōu)選的是適于壓模的塑料材料。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，形成電阻器模塊100的電阻器元件101的 數(shù)量為偶數(shù)，適當(dāng)?shù)氖窃?到12之間。當(dāng)電阻器用于高壓的情況下， 電阻器元件101的數(shù)量可以高得多。由于數(shù)量為偶數(shù)，電阻器模塊 中至所述電氣設(shè)備的兩個(gè)外部連接可以設(shè)置在電阻器模塊100的一 個(gè)短邊上，如圖9a所示。圖中的電阻器模塊100包括六個(gè)電阻器元 件，指示為101a到101f。最下面的電阻器元件101a和最上面的電 阻器元件101f包括用于模塊的外部連接17的凹槽116，這些凹槽用 于連接到電氣設(shè)備，而其它凹槽116用于電阻器模塊內(nèi)電阻元件102 的內(nèi)部連孑妻。
在根據(jù)圖9a的電阻器模塊的短邊上，電阻器元件101b和101c 以及101d和101e通過(guò)箔片313電互連。
相應(yīng)地，在根據(jù)圖9b的電阻器模塊的另一短邊上，電阻器元件 101在電阻器元件101a和101b, 101c和101d以及101e和101f之 間電互連。這樣，電阻器中的所有電阻元件102都串聯(lián)連接，但是 可以意識(shí)到，電阻器^^莫塊100內(nèi)的電阻元件之間相應(yīng)的并聯(lián)連4妾也 在本發(fā)明的范圍內(nèi)，這里沒有必要詳細(xì)描述。
述，電阻線由CuNi44構(gòu)成。這種材料較硬，這意味著利用銀焊料進(jìn)行銅焊是將連接件連接到這種材料的常用方式。然而，從材料這個(gè) 方面來(lái)看，焊接是非常耗時(shí)且成本高的工藝。由于電阻材料的硬度，
所以利用某形式的夾式接合(clamping joint)將電阻線連接到連接件 上也存在很大難度。
尤其是從圖3、圖11和圖12可以更清楚地看出，根據(jù)一個(gè)實(shí)施 方式，連接件30因此包括形成有螺紋接觸部310和凸緣部311的連 接插頭31,接觸部310設(shè)置為以旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)檸入到螺旋彈簧元件105 的端部，凸緣部311設(shè)計(jì)為機(jī)械固定到凹槽116中。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，連接插頭31的凸緣部311在接觸部310的 相對(duì)端上設(shè)置有螺紋孔312。如圖9a和圖9b所示，導(dǎo)電箔片313借 助螺釘314而與連接插頭電連接并機(jī)械固定到連接插頭上。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，螺紋接觸部310形成的螺距稍微超出機(jī)械 無(wú)載狀態(tài)下螺旋彈簧元件的螺距，從而在安裝過(guò)程中，電阻彈簧在 環(huán)繞接觸部310的彈簧元件部分內(nèi)延伸。
彈力與螺紋接觸部之間的摩擦力一起確保連接插頭31和彈簧部 件105之間存在游隙風(fēng)險(xiǎn)最小。
可以意識(shí)到，還可以通過(guò)在螺釘314和箔片313之間采用鎖緊 墊圏(未示出)來(lái)另外地確保接觸板313到連接插頭31的機(jī)械和電 接觸。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，連接插頭31的凸緣部311利用具有中間間 隔物311c的兩個(gè)凸緣311a和311b形成，該中間間隔物具有矩形橫 截面，其寬度稍微小于框架上設(shè)置的凹槽116的寬度，這樣提供的 好處是，當(dāng)連接插頭31放置到凹槽中時(shí)，其被鎖定以便旋轉(zhuǎn)(lock for rotation)，而位于凹槽116處的短壁108的各個(gè)側(cè)面上的兩個(gè)凸》彖 部311a和311b在縱向上將該插頭鎖定。這結(jié)合在一起Y更于將連接 插頭31安裝并固定到彈簧元件和框架，而且便于利用所述螺釘314 來(lái)安裝所述箔片313。同樣，方形凸緣311a和311b也有助于鎖定以 防旋轉(zhuǎn)(locking against rotation )，這是因?yàn)檫@些凸緣緊靠框架103 中凹槽116的邊緣被支撐。
17本發(fā)明還涉及用于安裝高壓電氣設(shè)備的電阻器10的方法，該電 阻器尤其用于連接到上述類型的高壓變壓器的分接開關(guān)中的轉(zhuǎn)換開關(guān)。
根據(jù) 一 個(gè)實(shí)施方式，根據(jù)本發(fā)明的安裝操作包括下列步驟
-在為電阻元件102設(shè)置的通道104中將電阻元件102應(yīng)用到 框架103,該電阻元件包括包含由螺旋纏繞電阻線形成的彈簧元件 105，并其借助橋接導(dǎo)線元件112進(jìn)行互連，
-將連接插頭31擰入到彈簧元件105的兩個(gè)連接端，并將凸緣 之間設(shè)置的間隔311c放置在框架103的凹槽116中，
-將電阻器元件101彼此上下堆疊，使得導(dǎo)銷114到達(dá)導(dǎo)孔115 的鎖定位置，從而形成電阻器模塊100，
-將電阻器模塊100安裝在框架結(jié)構(gòu)14的電氣設(shè)備上，并借助 螺栓接合將其機(jī)械鎖定到電氣設(shè)備，
-利用連接箔片313將中間電阻器元件101中的電阻元件102 電連接，該連接箔片橋接相鄰電阻器元件101之間的距離并將其彼 此電連接，被擰入設(shè)置在連接插頭31的端部的螺紋孔312中，使得 一個(gè)電阻器模塊100中的所有電阻器元件101中的電阻元件102都 彼此以串聯(lián)或并聯(lián)方式電連接，
-借助連接插頭31將各自兩個(gè)外部電阻器元件101a、 101f的剩 余連接端以相應(yīng)的方式連接到電氣設(shè)備的連接17。
可以意識(shí)到，安裝不需要嚴(yán)格按照這些獨(dú)立步驟的順序來(lái)進(jìn)行， 而是可以在本發(fā)明的范圍內(nèi)以不同的順序來(lái)執(zhí)行某些步驟。例如， 可以在將彈簧元件105放置到通道104中之前將連接插頭31安裝到 彈簧元件105，且可以將各個(gè)電阻器模塊100的電阻器元件101直接 安裝到螺栓接合的螺栓上，或者，可以在模塊被安裝到螺栓接合之 前進(jìn)行對(duì)電阻器模塊100內(nèi)連接箔片313的內(nèi)部互連。
在電阻器包括幾個(gè)電阻器模塊100的情況下，可以在這些電阻 器模塊被放置到框架結(jié)構(gòu)14上之前，將它們安裝在一起形成電阻器 10。此外，本發(fā)明不限于所描述及所示出的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù) 人員而是當(dāng)然可以在權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的范圍內(nèi)以多種方式 對(duì)其進(jìn)行修改。
權(quán)利要求
1. 一種用于高壓電氣設(shè)備的電阻器，該電阻器尤其用于連接到高壓變壓器的有載分接開關(guān)中的轉(zhuǎn)換開關(guān)，所述轉(zhuǎn)換開關(guān)(11)和所述電阻器(10)設(shè)置在裝有變壓器油的外殼中，所述電阻器(10)包括多個(gè)電阻器元件(101)，其中每個(gè)電阻器元件包括設(shè)置在框架(103)中的電阻元件(102)，電阻器元件(101)中的所述電阻元件(102)通過(guò)連接件電互連，其特征在于，框架(103)設(shè)計(jì)為圍繞包括由螺旋纏繞電阻線形成的彈簧元件(105)的電阻元件(102)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的電阻器，其特征在于，電阻器(10)針對(duì) 每相包括一個(gè)電阻器模塊(100),框架(103)具有多個(gè)相互絕緣 的平行開口通道(104),所述通道(104)配置為圍繞由螺旋纏繞 電阻線形成的彈簧元件(105),在電阻器模塊(100)的內(nèi)部多個(gè) 電阻器元件(101 )彼此上下堆疊形成集成單元，電阻器元件(101 ) 中的每個(gè)通道(104)與相鄰電阻器元件(101 )中的相應(yīng)通道(104)形成基本開口的通道。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2的電阻器，其特征在于，框架(103)利用形 成外壁(106)和內(nèi)壁(107)的多個(gè)縱向平行壁(106， 107)形成， 所述平行壁在各自的端部接合以橫跨短壁(108)，從而形成所述通 道(104)，所述壁(106， 107)的一個(gè)縱向邊緣具有通過(guò)橫桿(110) 互連的突出間隔物(109)，由此，面向相鄰電阻器元件(101)的 所述間隔物(109)形成朝向通道(104)開口的縱向間隙(201 )。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3的電阻器，其特征在于，每個(gè)內(nèi)壁(107)在 其一端形成有至少一個(gè)凹槽(111 )，該凹槽相對(duì)于相鄰內(nèi)壁(107) 的凹槽(111 )設(shè)置在相對(duì)端，在該凹槽(111 )中，設(shè)置有橋接導(dǎo) 線元件(112)用于各框架(103)內(nèi)部的彈簧元件(105)的電連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4的電阻器，其特征在于，各框架(103)內(nèi) 形成電阻元件(102)的彈簧元件(105)和導(dǎo)線元件(112)由集成 單元形成。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3-5的電阻器，其特征在于，外壁(106)和側(cè) 壁(107)沿各個(gè)通道(104)的開口側(cè)包括瘤狀凸起(113),設(shè)置 用以將螺旋纏繞彈簧元件(105)鎖定在各個(gè)通道(104)中。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1-6的電阻器，其特征在于，框架(103)形成 有以導(dǎo)銷(114)和相應(yīng)導(dǎo)孔(115)形式的引導(dǎo)件，用于將相鄰電 阻器元件(101 )彼此固定。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3-7的電阻器，其特征在于，外部通道(104) 的一端處的短壁(108 )形成有用于到彈簧元件(105 )的連接件(30 ) 的凹槽(116)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8的電阻器，其特征在于，用于連接件(30) 的凹槽(116)直徑地設(shè)置，并且每個(gè)框架(103)包括奇數(shù)個(gè)通道(104) 。
10. 根據(jù)權(quán)利要求2-9的電阻器，其特征在于，通道(104)的 數(shù)量在3到7之間，優(yōu)選為5。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1-10的電阻器，其特征在于，框架(103)由 注模電絕緣塑料材料制成。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1-11的電阻器，其特征在于，電阻線由CuNi44 構(gòu)成。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1-12的電阻器，其特征在于，形成電阻器模 塊(100)的電阻器元件(101)的數(shù)量為偶數(shù)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求2-13的電阻器，其特征在于，電阻器模塊(100) 中的電阻器元件(101 )的電阻元件(102)為串聯(lián)或并聯(lián)連接。
15. 根據(jù)權(quán)利要求2-14的電阻器，其特征在于，電阻器(10) 包括形成集成單元的用于三相系統(tǒng)的三個(gè)電阻器模塊(100)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1-15的電阻器，其特征在于，螺旋彈簧元件(105) 連接到連接件(30),所述連接件(30)包括形成有螺紋接 觸部(310)和凸緣部(311 )的連接插頭(31 )，所述接觸部(310) 設(shè)置為利用旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而擰入到螺旋彈簧元件(105)的端部中，以及 凸緣部(311 )設(shè)計(jì)為機(jī)械固定到框架(103)的凹槽(116)中。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16的電阻器，其特征在于，凸緣部(311)設(shè) 置有螺孔(312)，導(dǎo)電箔片(313)配置為借助連接插頭(31)的 螺孔(312)中的螺釘(314)與連接插頭(31)電接觸并機(jī)械鎖定 到連接插頭(31 )。
18. 根據(jù)權(quán)利要求16-17的電阻器，其特征在于，螺紋接觸部形 成有稍微超出機(jī)械無(wú)載狀態(tài)下螺旋彈簧元件螺距的螺距，由此在安 裝過(guò)程中，電阻彈簧在彈簧元件中環(huán)繞接觸部的部分內(nèi)伸長(zhǎng)。
19. 根據(jù)權(quán)利要求16-18的電阻器，其特征在于，連接插頭(31) 配置用以連接到由CuNi44組成的電阻線形成的彈簧元件(105)。
20. —種安裝用于高壓電氣設(shè)備的電阻器(10)的方法，該電阻 器尤其用于連接到高壓變壓器的有載分接開關(guān)中的轉(zhuǎn)換開關(guān)，所述 轉(zhuǎn)換開關(guān)和所述電阻器(10)設(shè)置在裝有變壓器油的外殼中，所述 電阻器(10)包括多個(gè)電阻器元件(101 ),其中每個(gè)電阻器元件包 括設(shè)置在框架(103)中的電阻元件(102)，電阻器元件(101 )中 的所述電阻元件(102)通過(guò)連接件(30)電互連，其特征在于，該 安裝方法包括下列步驟-在為電阻元件102所設(shè)置的通道(104)中將電阻元件(102) 應(yīng)用到框架(103)，該電阻元件是集成單元形式，且包括由螺旋纏 繞電阻線形成的、具有兩個(gè)連接端的彈簧元件(105)，-將連接插頭(31)擰入到彈簧元件(105)的兩個(gè)連接端，并 將設(shè)置在連接插頭(31 )處的凸緣部(311, 311a， 311b)放置并機(jī) 械固定在框架(103)中為連接插頭設(shè)置的凹槽(116)中，-將形成電阻器(100)的電阻器元件(101 )彼此上下堆疊，-將電阻器元件(101)安裝在電氣設(shè)備上，并將其機(jī)械鎖定到 電氣設(shè)備，-借助連接箔片(313)將電阻器元件(101a, 101b, 101c, 101d, 101e, 101f)中的電阻元件(102)電連接，該連接箔片橋接相鄰電 阻器元件(101a， 101b， 101c, 101d， 101e, 101f)之間的距離，被 檸入連接插頭(31)的端部處設(shè)置的孔(312)，從而使所有電阻器元件中的電阻元件(102)都以串聯(lián)和并聯(lián)方式彼此電連接，-將各自兩個(gè)外部電阻器元件(lOla， 101f)的剩余連4妄端以相應(yīng)的方式連接到電氣設(shè)備的連接裝置。
全文摘要
一種用于高壓電氣設(shè)備的電阻器(10)，該電阻器尤其用于連接到高壓變壓器的有載分接開關(guān)中的轉(zhuǎn)換開關(guān)(11)。轉(zhuǎn)換開關(guān)(11)和電阻器(10)設(shè)置在裝有變壓器油的外殼中。電阻器(10)包括多個(gè)電阻器元件(101)，其中每個(gè)電阻器元件包括設(shè)置在框架(103)中的電阻元件(102)，所述電阻元件通過(guò)連接件(30)電互連?？蚣?103)設(shè)計(jì)為圍繞包括由螺旋纏繞電阻線形成的彈簧元件(105)的電阻元件(102)。連接件包括連接插頭(31)。還描述了一種用于高壓電氣設(shè)備的電阻器的安裝方法。
文檔編號(hào)H01C1/01GK101506913SQ200780031509
公開日2009年8月12日 申請(qǐng)日期2007年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月25日
發(fā)明者D·森德奎韋斯特, L·倫恩, P·尼爾森 申請(qǐng)人:Abb技術(shù)有限公司