專利名稱：用于固體絕緣式負載斷路開關裝置的外部連接器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于固體絕緣式負載斷路開關裝置的外部連接器，尤其涉及這樣一種用于固體絕緣式負載斷路開關裝置的外部連接器，其能夠增強絕緣性能并能夠使用相同形狀的連接器將用于三相的開關彼此連接。
背景技術：
負載斷路開關裝置是一種用于分散、測試和維護地下高壓配電線的電氣裝置，并用作數十千伏(kV)至數百千伏(kV)的高壓的配電設備。通常，所述負載斷路開關裝置包括根據R、S和T相交流電的具有活動觸點和固定觸點的多個開關以及連接至所述開關的端子部。由于所述負載斷路開關裝置處理高電壓，因此，每個開關裝置都安裝在處于密封狀態的其中包含絕緣氣體如六氟化硫(SF6)的容器中，所述絕緣氣體具有極佳的滅弧和電絕緣性能。最近，要求遠程地控制氣體絕緣式負載斷路開關裝置，以使氣體絕緣式負載斷路開關裝置可以自動方式打開和關閉，為了安全起見，打開和關閉操作應當迅速，并且能夠減少人力和成本。隨著相關的通信和電動機控制技術的發展，推出了一種內部安裝有控制盒的氣體絕緣式負載斷路開關裝置，所述控制盒具有用于以遠程方式自動打開和關閉的通信功能并具有電動機致動器控制功能。所述控制盒從所述負載斷路開關裝置的總線部即連接至地下配電線或開關裝置側的線路獲得工作電力。由于所述控制盒以預設的低直流電(DC)工作，因此，其設置有安裝在其中的變壓器，以使高的交流電(AC)轉換為預設的低DC。作為被視為全球變暖的主要原因的氣體之一，六氟化硫(SF6)不適合用作用于開關裝置的絕緣氣體。更合理地，開發了一種固體絕緣式負載斷路開關裝置，其中所述開關裝置通過固體絕緣材料被電絕緣。圖1和圖2為分別示出了根據常規技術的用于固體絕緣式負載斷路開關裝置的外部連接器的分解立體圖和裝配剖視圖。如所示，常規的固體絕緣式負載斷路開關裝置(下文中，將被稱為開關裝置)布置在接收器(未示出)的上部，而用于使多個開關(未示出)彼此電連接的外部連接器1布置在所述接收器的下部。對于用于三相的開關裝置，套管2被電連接。在套管2的下方，布置有外部連接器 1的連接器3。套管2沿水平方向布置為單列，使得每個接收器(未示出)可以設置有用于三相的三個套管(例如，接收器Ia設置有Rl、Sl和Tl，接收器Ib設置有R2、S2和T2，接收器 Ic設置有R3、S3和T3，而接收器Id設置有R4、S4和T4)。連接器3對應于套管2沿水平方向布置為單列。而且，連接器3由具有導電性的橡膠形成。用于三相如R、S和T的多個開關水平布置，并且總線部4整體設置在開關的每一側以實現三相。用于三相的總線部4形成在連接器3的左右側，以及連接器3的上下側，從而在水平列上不會彼此重疊。在常規外部連接器1中，具有套管導體加的套管2聯接至連接器3的上端，并且插頭5聯接至連接器3的下端，插頭5用于將套管導體加連接至連接器3的連接導體3a 的一端。設置在總線部4中的總線導體如連接至連接導體3a的另一端，從而通過連接導體3a電連接至套管導體加。未說明的附圖標記北表示總線連接部，6表示用于彈性支撐套管導體和連接導體的彈性墊圈，而7表示用于防止異物進入的插頭蓋。在常規技術的外部連接器中，在裝配R相后，裝配S相，使得總線部朝向前側。然后，裝配T相，使得總線部以與R相相反的方式朝向下側。然而，常規的固體絕緣式負載斷路開關裝置可能具有下面的問題。首先，由于總線部4形成為朝向連接器3的一側傾斜，在總線部4所位于的連接表面(下文中，將被稱為第一連接表面)8a上分布的電場與在和總線部4相對的連接表面(下文中，將被稱為第二連接表面)8b上分布的電場不對稱。這可能會局部降低絕緣性能，并可能導致介質擊穿。
發明內容
因此，詳細描述的一方案在于提供這樣一種用于固體絕緣式負載斷路開關裝置的外部連接器所述連接器能夠通過使電場均勻地分布于總線部和相對部來增強連接表面的絕緣性能，并能夠使用相同形狀的元件將三相的開關彼此連接。為了實現這些和其他優點并根據本說明書的目的，如在此所實施和廣泛描述的， 提供了一種用于固體絕緣式負載斷路開關裝置的外部連接器，包括總線部，其具有總線導體；具有連接導體的連接器，所述連接導體位于所述連接器的一側以便連接至總線連接部； 套管，其具有插入所述連接器的一端中、連接至所述連接導體并電連接至所述總線導體的套管導體；以及插頭，其插入所述連接器的另一端中并聯接至所述套管，其中，所述連接器具有在兩側聯接所述套管和所述插頭的主體部，所述主體部基于所述連接導體在兩側具有套管插入部和插頭插入部，并且所述套管插入部和所述插頭插入部中的至少一個具有半導體層。根據本發明的另一方案，提供了一種用于固體絕緣式負載斷路開關裝置的外部連接器，包括總線部，其具有總線導體；具有連接導體的連接器，所述連接導體位于所述連接器的一側以便連接至總線連接部；套管，其具有插入所述連接器的一端中、連接至所述連接導體并電連接至所述總線導體的套管導體；以及插頭，其插入所述連接器的另一端中并聯接至所述套管，其中，所述連接器具有在兩側聯接所述套管和所述插頭的主體部，所述主體部基于所述連接導體在兩側具有套管插入部和插頭插入部，并且所述主體部由絕緣材料形成。根據本發明的又一方案，提供了一種用于固體絕緣式負載斷路開關裝置的外部連接器，包括總線部，其具有總線導體；具有連接導體的連接器，所述連接導體位于所述連接器的一側以便連接至總線連接部；套管，其具有插入所述連接器的一端中、連接至所述連接導體并電連接至所述總線導體的套管導體；以及插頭，其插入所述連接器的另一端中并聯接至所述套管，其中，所述連接器具有在兩側聯接所述套管和所述插頭的主體部，所述主體部基于所述連接導體在兩側具有套管插入部和插頭插入部，通過圍繞所述連接導體連接至所述總線部的總線連接部以彎曲形式形成在所述主體部的外周表面的一側，并且所述總線連接部以相同厚度形成在所述連接導體的外周表面上。通過下文給出的詳細說明，本申請的進一步適用范圍將變得更加顯而易見。然而， 應該理解的是，雖然示出了本發明的優選實施例，但是詳細說明和具體實例僅是以例證方式提供的，通過這些詳細說明，在本發明的精神和范圍之內的各種不同的變型和改進對于本領域的技術人員將變得顯而易見。
附圖被包含以提供對本發明進一步的理解，其與說明書結合并構成本說明書的一部分，附圖示出了本發明的示例性實施例并且與說明一起用來解釋本發明的原理。在附圖中圖1和圖2為分別示出了根據常規技術的用于固體絕緣式負載斷路開關裝置的外部連接器的分解立體圖和裝配剖視圖；圖3和圖4為分別示出了根據常規技術的連接器和絕緣表面上的電場分布的圖表；圖5為示出了根據本發明的外部連接器的套管和插頭彼此分離的剖視圖；圖6為示出了根據本發明的外部連接器的套管和插頭彼此裝配的剖視圖；以及圖7和圖8為分別示出了根據本發明的連接器和絕緣表面上的電場分布的圖表。
具體實施例方式現在將參照附圖對示例性實施例給出詳細說明。為了參照附圖進行簡要說明的目的，相同或等同的部件將設置有相同的附圖標記，而不再重復其說明。在下文中，將參照附圖更詳細地說明根據本發明的用于固體絕緣式負載斷路開關裝置的外部連接器。圖5為示出了根據本發明的外部連接器的套管和插頭彼此分離的剖視圖，而圖6 為示出了根據本發明的外部連接器的套管和插頭彼此裝配的剖視圖。如所示，根據本發明的具有外部連接器100的固體絕緣式負載斷路開關裝置(下文中，將被稱為用于每個相的開關裝置)布置在每個接收器(未示出)的上部。而且，用來將用于相的開關彼此電連接的外部連接器100布置在每個接收器的下部。套管2電連接至用于相的開關，并且外部連接器100的連接器110布置在套管2 的下方從而聯接至套管2。對于每個接收器中的三個相，套管2的數量設置為三個。例如，接收器Ia設置有 RUSl和Tl，接收器Ib設置有R2、S2和T2，接收器Ic設置有R3、S3和T3，而接收器Id設置有R4、S4和T4。用于相的多個套管2沿水平方向布置為單列。電連接至總線部120的總線導體121的套管導體加沿縱向設置在套管2中，總線導體121聯接至連接器110。連接器110分別對應于套管2沿水平方向布置為單列。連接器110由絕緣材料例如硅樹脂或乙丙橡膠(EPDM橡膠)形成，并設置有構成連接器110的內部絕緣層的主體部111。主體部111沿上下方向形成為圓筒形狀。在主體部111的外周表面上，布置有由
6導電硅樹脂涂料或基于炭黑的半導體形成的外表面部112，其構成外部絕緣層。用于插入套管2的套管插入部113形成在主體部111的上端，而用于插入插頭5 的插頭插入部114形成在主體部111的下端。套管插入部113形成為使得其截面積向下變窄，而插頭插入部114形成為使得其截面積向上變窄從而與套管插入部113對稱。在主體部111的內周表面的中間部，即在套管插入部113的端部的內周表面與插頭插入部114的端部的內周表面之間，形成有用于使內部場均勻地分布的半導體層(下文中，將被稱為內部半導體層)115，以通過圍繞所述套管和所述插頭的一部分使內部場均勻地分布。在連接器110的上端與套管2之間，即在連接器110的套管插入部113的起始端的內周表面與套管2的暴露部的外周表面之間，形成有用于使外部場均勻地分布的半導體層(下文中，將被稱為第一外部半導體層)116，以通過圍繞連接器110和套管2的一部分使外部場在連接器110與套管2之間均勻地分布。在連接器110的下端與插頭5之間，即在連接器110的插頭插入部114的起始端的外周表面與插頭5的暴露部的外周表面之間，形成有用于使外部場均勻地分布的半導體層(下文中，將被稱為第二外部半導體層)117，以通過圍繞連接器110和插頭5的一部分使外部場在連接器110和插頭5之間均勻地分布。內部半導體層115形成為具有的高度足以圍繞套管2和插頭5的相對端的一部分的圓筒形狀。而且，第一外部半導體層116和第二外部半導體層117中的每個都形成為具有的高度足以圍繞連接器110的上端的一部分和套管2的暴露端的整個部分，或連接器 110的下端的一部分和插頭5的暴露端的整個部分的圓筒形狀。為了穩定地支撐套管2和插頭5，優選地，內部半導體層115形成為具有從其兩端朝向中間部即朝向連接導體減小的直徑。優選地，內部半導體層115、第一外部半導體層116和第二外部半導體層117由相同材料形成。首先，將內部半導體層115、第一外部半導體層116和第二外部半導體層117 放入金屬模型中，然后放入主體部111的絕緣材料熔融液體以形成主體部111，內部半導體層115、第一外部半導體層116和第二外部半導體層117彼此結合，優選地，內部半導體層 115、第一外部半導體層116和第二外部半導體層117由具有的熔點高于主體部111的熔點的材料形成。內部半導體層115、第一外部半導體層116和第二外部半導體層117可以由不同材料形成。為了增強套管2和插頭5之間的聯接，第一外部半導體層116和第二外部半導體層117中的每個形成為圓筒形狀，使得其內周表面的截面向內略微變窄。連接至總線部120的總線連接部118形成在主體部111的一側，而用于將套管導體加電連接至總線導體121的連接導體119沿縱向設置在總線連接部118中。總線連接部118形成為具有彎曲角度(α )，從而在連接導體119不會影響主體部 111的絕緣性能的范圍內最大限度地朝向中心彎曲。而且，總線連接部118形成為以相同厚度⑴圍繞連接導體119的外周表面。用于相的總線部120設置在基于主體部111的上下左右，從而在水平列上不會彼此重疊。通過連接導體119電連接至套管導體加的總線導體121沿縱向設置在總線部120 中。在插頭5和連接器110之間，介入有彈性墊圈6，其通過彈性支撐連接導體119來增強連接導體119和套管導體加之間的聯接力。插頭蓋7聯接至插頭5的下端，其由導電材料形成并配置為防止異物進入。與常規部件相同的部件設置有相同的附圖標記。在本發明的外部連接器中，在裝配R相后，裝配S相，使得總線部朝向前側。然后， 裝配T相，使得總線部以與R相相反的方式朝向下側。連接器110的套管插入部113和插頭插入部114形成為彼此對稱。這可以使三相的開關裝置彼此連接而無需額外的電纜。由于總線部120形成為不與套管3重疊，相同的元件可以裝配到三相的開關上，而不會產生任何影響。這可以縮短裝配時間。然而，總線部120形成為朝向連接器110的一側傾斜。這可能導致在不具有總線連接部118的主體部111的第二絕緣表面Illb與具有總線連接部118的第一絕緣表面Illa 之間不會均勻地形成電場強度。結果，絕緣性能可能被顯著降低。在本發明中，因為主體部111由絕緣材料例如硅樹脂或EPDM橡膠形成，使得主體部111用作內部絕緣層，并且因為在主體部111的外周表面上布置有由導電硅樹脂涂料或基于炭黑的半導體形成的外部絕緣層112，所以可以均勻地實現電場強度。此外，在套管插入部113和插頭插入部114之間，形成有用于使內部場均勻地分布的半導體層，其構成內部半導體層115。而且，在連接器110的上端和套管2之間，以及在連接器110的下端和插頭5之間，分別形成有用于使外部場均勻地分布的半導體層，其構成第一外部半導體層116和第二外部半導體層117。通過用于使主體部111的電場均勻地分布的這兩個半導體層，連接器可以具有優化的電場分布。總線連接部118連接至位于連接器110的側表面上的總線部120，其形成為具有使得在不會影響絕緣層的絕緣性能的范圍內最大限度地朝向中心彎曲的彎曲角度。而且，總線連接部118形成為具有相同厚度(t)。這可以允許電場均勻地分布于具有總線部120的第一絕緣表面111a。圖7為示出了根據本發明的關于第一絕緣表面Illa和第二絕緣表面Illb的等勢線的分布的模擬圖。參照圖7，電場比在圖2的絕緣表面上分布的常規電場分布地更加均勻。圖8為示出了根據本發明的第一絕緣表面和第二絕緣表面上的電場分布的圖。參照圖8，由于在第一和第二絕緣表面的周圍內部界面和外部界面之間的間隙變窄，因此電場均勻地分布。由于用于使內部場均勻地分布的半導體層形成在主體部中，因此，內部場均勻地分布。這可以防止連接器的絕緣性能局部降低，從而增強連接器的絕緣性能。此外，由于用于使外部場均勻地分布的半導體層形成在連接器和套管之間以及連接器和插頭之間，因此，電場均勻地分布于連接至滅弧部的接地表面的一部分。上述實施例和優點僅為示例性的，而不解釋為對本公開的限制。本教導可以容易地應用到其他類型的裝置。本說明書旨在提供示例性說明，而不限制權利要求的范圍。許多可選方式、改進和變型對于本領域的技術人員來說都將是顯而易見的。在此說明的這些示例性實施例的特征、結構、方法和其他特性可以用各種方式進行組合，以獲得另外的和/ 或可選的示例性實施例。因為本發明的特征可以在不偏離其特性的情況下體現為多種形式，所以應當理解，上述實施例不受前述說明書的任何細節限制，除非另外說明，而是應當在所附的權利要求書限定的范圍內做廣義地解釋，因此落入權利要求書的范圍或所述范圍的等同布局內的所有變化和改進因而理當由所附的權利要求書包含。
權利要求
1.一種用于固體絕緣式負載斷路開關裝置的外部連接器，包括 總線部，其具有總線導體；具有連接導體的連接器，所述連接導體位于所述連接器的一側以便連接至總線連接部；套管，其具有插入所述連接器的一端中、連接至所述連接導體并電連接至所述總線導體的套管導體；以及插頭，其插入所述連接器的另一端中并聯接至所述套管，所述外部連接器的特征在于所述連接器具有在兩側聯接所述套管和所述插頭的主體部，所述主體部基于所述連接導體在兩側具有套管插入部和插頭插入部，并且所述套管插入部和所述插頭插入部中的至少一個具有半導體層。
2.根據權利要求1所述的用于固體絕緣式負載斷路開關裝置的外部連接器，其特征在于內部半導體層布置在所述連接導體的周圍，并且所述內部半導體層形成為基于所述連接導體圍繞所述套管插入部的內周表面和所述插頭插入部的內周表面的一部分。
3.根據權利要求2所述的用于固體絕緣式負載斷路開關裝置的外部連接器，其特征在于所述內部半導體層形成為圓筒形狀，并且所述連接導體穿透地插入位于中間高度的內部半導體層的一個側表面中。
4.根據權利要求1所述的用于固體絕緣式負載斷路開關裝置的外部連接器，其特征在于所述主體部的兩端中的至少一個具有外部半導體層，所述外部半導體層配置為圍繞所述連接器和所述套管的至少一部分，或所述連接器和所述插頭的至少一部分。
5.根據權利要求1所述的用于固體絕緣式負載斷路開關裝置的外部連接器，其特征在于內部半導體層布置在所述連接導體的周圍，以便基于所述連接導體圍繞所述套管插入部的內周表面和所述插頭插入部的內周表面的一部分，所述主體部的兩端中的至少一個具有外部半導體層，所述外部半導體層配置為圍繞所述連接器和所述套管的至少一部分，或所述連接器和所述插頭的至少一部分，并且所述內部半導體層和所述外部半導體層由相同材料形成。
6.根據權利要求5所述的用于固體絕緣式負載斷路開關裝置的外部連接器，其特征在于所述內部半導體層和所述外部半導體層中的一個形成為使得其內周表面具有從其兩端朝向所述連接導體減小的直徑。
7.根據權利要求5所述的用于固體絕緣式負載斷路開關裝置的外部連接器，其特征在于所述內部半導體層和所述外部半導體層中的一個由具有的熔點高于所述主體部的熔點的材料形成。
8.根據權利要求1所述的用于固體絕緣式負載斷路開關裝置的外部連接器，其特征在于通過圍繞所述連接導體連接至所述總線部的總線連接部以彎曲形式形成在所述主體部的外周表面的一側，并且所述總線連接部以相同厚度形成在所述連接導體的外周表面上。
9.根據權利要求1所述的用于固體絕緣式負載斷路開關裝置的外部連接器，其特征在于所述主體部由絕緣材料形成。
10.根據權利要求9所述的用于固體絕緣式負載斷路開關裝置的外部連接器，其特征在于由不同于所述連接器的材料形成的絕緣層形成在所述連接器的外周表面上。
全文摘要
本發明公開了一種用于固體絕緣式負載斷路開關裝置的外部連接器。用于使內部場均勻地分布的半導體層形成在連接器的主體部中，以使內部場均勻地分布。這可以防止所述連接器的絕緣性能局部降低，以增強所述連接器的絕緣性能。此外，用于使外部場均勻地分布的半導體層形成在所述連接器和聯接至所述連接器的上端的套管之間，以及所述連接器和聯接至所述連接器的下端的插頭之間。這可以允許電場均勻地分布于連接至滅弧部的接地表面的部分。
文檔編號H01R13/53GK102570123SQ20111042716
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月19日 優先權日2010年12月17日
發明者李在杰 申請人:Ls產電株式會社