專利名稱：氣體絕緣開關(guān)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于高壓和/或中壓應(yīng)用場合的斷路及斷開裝置，它包含介電絕緣劑并具有一特殊結(jié)構(gòu)，以便降低所述絕緣劑的環(huán)境影響力。
眾所周知，現(xiàn)有技術(shù)中的斷路及斷開裝置一般包括至少一個斷路室和一斷開室，它們與絕緣套筒相連。這些部件被配置在一相對于周圍環(huán)境密封的結(jié)構(gòu)內(nèi)，并充入一種流體絕緣介質(zhì)。
如

圖1所示，圖中所示的方框圖示出了一種已知的用于高壓變電站的斷路及斷開裝置的典型結(jié)構(gòu)的實施例。
一主動力線的導(dǎo)線由箭頭2示出，通過斷路及斷開(interruption,disconnection)裝置1連接到一主配電條(bar)3上。所述的斷路及斷開裝置1包括一與線2相連的絕緣套筒4，一斷開室5，一斷路室6，被配置在斷路室6的端部的電流測量裝置7和8，利用導(dǎo)體10與所述條3相連的絕緣套筒9，還有兩個裝置11和12用于使本系統(tǒng)接地。
斷開室5可以配置在斷路室6的上游和下游。
裝置1內(nèi)完全充滿一種絕緣介質(zhì)，用以防止處于高電位差的各部件之間的放電。
圖2示出了圖1的框圖所示的斷路及斷開裝置的一個已知的實施例。絕緣套筒4和9分別被配置在該斷路及斷開裝置1的輸入輸出端。絕緣套筒4包含有主動力線的導(dǎo)體2，而絕緣套筒9包含連接到主配電條(圖2中未示出)上的導(dǎo)線10。
絕緣套筒4利用一連接結(jié)構(gòu)13連接到斷開室5上。斷開室5包含有一固定接點14和一移動接點15，用于執(zhí)行斷開連接。一接地裝置11也連接到室5上，在需要時，用于將主導(dǎo)體2連接到裝置1的外殼16上，裝置1的外殼16利用支撐17、18和19而使其保持為接地。用于移動該移動接點15的致動件20也位于斷開室5內(nèi)。而且斷開室5借助于絕緣分隔件21和22與絕緣套筒4和斷開室6分隔開。
斷路室6包含有一移動接點23和一固定接點24。移動接點23由移動部件25致動。而且，接地裝置12與斷路室6相連，并將從斷開室輸出的導(dǎo)體26置于接地。移動接點23連接到從該斷路及斷開裝置1輸出的導(dǎo)體10上。絕緣分隔物28將斷路室6和絕緣套筒9分隔開。絕緣套筒4和9、斷路室6和斷開室5中均充滿一種絕緣流體，一般是六氟化硫(SF6)，其壓力高于大氣壓力。為了保持上述內(nèi)部壓力，以便降低絕緣距離(insulation distances)，進(jìn)而降低裝置的結(jié)構(gòu)尺寸，裝置1相對于外部環(huán)境完全密封。
圖1和2所示的例子也可以是另外一種結(jié)構(gòu)形式。具體來講，如果需要將多個配電條連接到主動力線上，可以使用多個斷開室和多個絕緣套筒。
在現(xiàn)有技術(shù)中的斷路及斷開裝置中，經(jīng)常使用的絕緣流體是六氟化硫(SF6)。其它的可供選擇的流體是碳氟化合物(FC)、全氟碳化合物(PFC)、全氟聚醚(PFPE)或其混合物。
這些絕緣劑的使用，特別是SF6，具有最高的介電絕緣能力，故可允許大幅度地降低絕緣距離，因而大幅度降低了每單個裝置的具體尺寸，進(jìn)而相對于采用如礦物油作為絕緣劑的情形，顯著地降低了采用該裝置的變電站的規(guī)模。這一事實可以大幅度地降低系統(tǒng)裝置及運行的成本。
從技術(shù)文獻(xiàn)得知，已知的氟化物氣體絕緣劑，特別是SF6，會引起對環(huán)境影響(environmental impact)的問題；而且它們還相當(dāng)?shù)匕嘿F。
通過使用另外的絕緣流體，如采用六氟化硫(SF6)和氮氣(N2)的混合物，純氮氣(N2)，或惰性氣體，來降低這些絕緣劑的含量會導(dǎo)致所需的絕緣距離的增大，因為在相同的壓力下，上述的替換流體比純的SF6具有更低的絕緣強(qiáng)度和熄弧能力。
不對斷路及斷開裝置的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行任何改變而僅用其它的替換絕緣流體簡單地替換SF6將會導(dǎo)致故障。
另一方面，如果增加所述替換絕緣流體的壓力以確保滿意的絕緣強(qiáng)度和熄弧能力，就必須憑借于復(fù)雜的裝置結(jié)構(gòu)，而這樣的結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性和可靠性均不好。
本發(fā)明的宗旨是提供一種用于高壓和/或中壓應(yīng)用場合的斷路及斷開裝置，其結(jié)構(gòu)簡便，并能夠?qū)λ玫慕^緣劑進(jìn)行優(yōu)化使用，以便顯著地降低它們對環(huán)境的影響。
在本發(fā)明宗旨的范圍內(nèi)，本發(fā)明的一個目的是提供一種用于高壓和/或中壓應(yīng)用場合的斷路及斷開裝置，該裝置具有一種標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，可以將絕緣流體的體積分隔在使用它的斷路桿(pole)的內(nèi)部。
本發(fā)明的另一目的是提供一種用于高壓和/或中壓應(yīng)用場合的斷路及斷開裝置，該裝置可以在斷路桿內(nèi)使用不同的絕緣劑。
本發(fā)明的還有一目的是提供一種用于高壓和/或中壓應(yīng)用場合的斷路及斷開裝置，該裝置維護(hù)方便，并可以方便地更換電驅(qū)動件，特別是那些極易磨損的部件，比如斷路室的固定接點和移動接點。
本發(fā)明另外一個，但不是最后一個的目的是提供一種用于高壓和/或中壓應(yīng)用場合的斷路及斷開裝置，該裝置可靠性高，制造相當(dāng)方便，并且成本低廉。
本發(fā)明的上述宗旨、目的及從下文中可以更清楚地看出的其它目的由一種用于高壓和/或中壓應(yīng)用場合的斷路及斷開裝置來達(dá)到，該裝置包括一斷開室和一斷路桿，該斷路桿具有一自由容腔，其內(nèi)容納有一斷路室，該斷路室包含有一移動接點和一固定接點，所述斷路桿和所述斷開室內(nèi)包含有介電絕緣流體。本發(fā)明裝置的特征為所述斷路室是密封的。
因此，本發(fā)明裝置具有一標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，它可以優(yōu)化介電流體的使用，并降低對環(huán)境的影響；事實上，僅在其中需要一高的熄弧能力的被密封的斷路室內(nèi)使用對環(huán)境具有很大影響的介電流體。
本發(fā)明的另一優(yōu)點在于斷路室可以從電氣斷路桿的主體中抽出來。借助于使該密封的斷路室可以從電氣桿的主體中抽出來，從而允許該裝置維護(hù)簡便，和/或容易更換在該斷路及斷開裝置運行過程中極易磨損的部件。而且，本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)部件相對較少，保證了裝置的高可靠性和操作簡便。
在下面的附圖中，以非限定實施例的方式示出了本發(fā)明的一個斷路及斷開裝置的幾個最佳但非限定性的實施例，從下面的針對這些實施例的描述中可以看出本發(fā)明的其它的特征和優(yōu)點。附圖包括圖1是現(xiàn)有技術(shù)中用于高壓狀態(tài)下的一個斷路及斷開裝置的一個圖3是本發(fā)明的斷路及斷開裝置的一最佳但非限定的實施例；和圖4示意性地示出了本發(fā)明的斷路及斷開裝置的另一實施例。
如圖3所示，本發(fā)明的斷路及斷開裝置包括一輸入絕緣套筒51，它與一主動力線50電連接。在絕緣套筒51的底部通常設(shè)置一變壓器53，用以測量輸入到該裝置的電流。該絕緣套筒51還連接到一中間腔室55上，并利用隔離物56與其隔離。
中間腔室55和絕緣套筒51中充滿一種具有很低的環(huán)境影響作用甚至根本對環(huán)境沒有影響的介電性流體，比如一種六氟化硫和氮氣的氣體混合物(SF6+N2)，或純氮氣(N2)，或空氣。
中間腔室55與一斷路桿54相連，并通過隔離物57與其隔離；而斷路桿54本身又利用隔離物73連接到斷開室67上。斷路桿54具有一自由容腔，其由殼體200和隔離物73及57限定，其容納該斷路室63。
所述斷路室63包含有斷路機(jī)構(gòu)，該斷路機(jī)構(gòu)包括至少一固定接點64和至少一移動接點59。該移動接點59與一引導(dǎo)桿61剛性連接，該引導(dǎo)桿61由一比如曲柄連桿型的致動系統(tǒng)62所驅(qū)動；固定接點64通過一密封連接結(jié)構(gòu)66與斷開室67相連。
如圖所示，致動系統(tǒng)62、移動接點的引導(dǎo)桿61、移動接點59和固定接點64均配置在斷路室63的殼體內(nèi)；所述室63的殼體可以由絕緣材料制成，比如由玻璃纖維強(qiáng)化的塑料制成，至少是圍繞移動接點59、固定接點64和桿62的部分應(yīng)該如此。圍繞斷路室63的殼體設(shè)置了場屏蔽68和69；另一種方案是，斷路室63的殼體可以在其端部用作場屏蔽，而無需使用場屏蔽69和封閉法蘭72。
斷路室63的一端由一法蘭72被氣密地封閉，其相反的另一端利用密封法蘭65被連接到斷路桿54的殼體上；斷路桿54的殼體可以由例如傳導(dǎo)塑料制成。
以此方式，斷路室63相對于斷路桿54的其它部分被有利地密封了。因此，斷路室63可以通過閥71充入高度介電的氟化流體，最好是六氟化硫(SF6)，而斷路桿54之沒有被室63占據(jù)的部分自由容腔通過閥74充入另一種介電流體，如一種六氟化硫和氮氣的氣體混合物(SF6+N2)，或純氮氣(N2)，或空氣。另一種方案是，充入斷路室63中的介電氟化流體可以從全氟聚醚(PFPE)或全氟碳化合物(PFC)或碳氟化合物(FC)所構(gòu)成的組中選擇。
這種解決方案的特別的優(yōu)勢在于它將具有高的熄弧能力并具有高的環(huán)境影響作用的絕緣流體(劑)隔離開來，僅限制在嚴(yán)格必需的地方，也就是說，在移動接點和固定接點處的斷路室63之殼體的內(nèi)部。以此方式，將該裝置中所使用的潛在的污染劑的體積降至最少。
而且，將它們隔離在密封的腔室63的內(nèi)部有利于對其進(jìn)行靈活的控制，防止其擴(kuò)散到環(huán)境空氣中。事實上，中間室55包括一活塞操縱的保護(hù)系統(tǒng)58的第一部分，當(dāng)斷路桿54中所用的介電流體產(chǎn)生壓力損失時，它將切斷與主動力線的電連接?；钊倏v保護(hù)系統(tǒng)58的第二部分則位于斷路桿54的內(nèi)部，并利用一密封連接60與斷路室63的移動接點59相連。在本發(fā)明的另一實施例中，絕緣套筒51的導(dǎo)體50可以直接與斷路室63相連。
另一優(yōu)點為通過作用于連接結(jié)構(gòu)60、66和法蘭65，斷路室63可以通過沿箭頭70所示方向的作用從斷路桿54中(向外)抽出。
該解決方案的優(yōu)勢在于如果其內(nèi)的部件嚴(yán)重磨損，即移動接點59和固定接點60損壞，可以完全地更換該室63，這為裝置的維護(hù)提供很大方便。
斷開室67包含一移動接點75，利用一如齒條型的移動系統(tǒng)76，可以將其連接到一第一固定接點77或一第二固定接點78上。第一固定接點77將移動接點75連接到輸出絕緣套筒80上，而第二固定接點78將移動接點75連接到斷開室67的外殼79上，而斷開室接地。致動系統(tǒng)76由一致動器81如一電動機(jī)致動。一分隔件82將絕緣套筒80與斷開室67相分離；一變壓器83通常設(shè)置在直通導(dǎo)體80的底部，并測量該裝置的輸出電流。
斷開室67和絕緣套筒80中充入具有很低的環(huán)境影響作用甚至根本沒有影響的介電流體，比如一種六氟化硫和氮氣的氣體混合物(SF6+N2)，或純氮氣(N2)，或空氣。
本發(fā)明的斷路及斷開裝置特別適合用于高和/或中壓變電站，用以分配和傳輸電力。因此，本發(fā)明還涉及一種用以分配和傳輸電力的高和/或中壓變電站，其特征在于其包括一種本發(fā)明的斷路及斷開裝置。
如圖4所示，圖中僅表明了電流的路徑，示意性地示出了本發(fā)明裝置的另一實施例。具體地，在圖4所示的實施例中使用了一斷路桿89，一密封斷路室90和三個絕緣套筒91、92和93。
斷路室90中最好充入六氟化硫(SF6)，而該斷路及斷開裝置的剩余空間則充入具有很低的環(huán)境影響作用甚至根本沒有環(huán)境影響的絕緣性流體(劑)，比如一種六氟化硫和氮氣的氣體混合物(SF6+N2)，或純氮氣(N2)，或空氣。有關(guān)結(jié)構(gòu)的詳細(xì)情況見圖3所示的實施例。該實施例的優(yōu)勢在于可以將該裝置連接到多個二級配電條(bars)上，比如在一變電站中。
實際上已經(jīng)發(fā)現(xiàn)本發(fā)明裝置得益于其模塊式結(jié)構(gòu)完全達(dá)到了本發(fā)明目的，它使得可以將斷路及斷開裝置的潛在污染水平降低至最小，由于其通過將具有高的環(huán)境影響作用的絕緣流體隔離在僅需要一較高的熄弧能力的部分中。
因此本發(fā)明裝置可以有多種修改和變換形式，但所有這些修改和變換均是在本發(fā)明的宗旨范圍內(nèi)，如本發(fā)明可以設(shè)置多個斷路室。然而，無論如何，都具有上述實施例中所示的優(yōu)點。
而且所有的部件也可以用技術(shù)上相當(dāng)?shù)牟考硖鎿Q。事實上，所涉及的電路的配置，只要它們可以用于該特定用途，包括單個部件，根據(jù)需要和技術(shù)現(xiàn)狀都可以用在本發(fā)明上。
權(quán)利要求
1．一種用于高壓和/或中壓應(yīng)用場合的斷路及斷開裝置，該裝置包括一斷開室和一斷路桿，該斷路桿具有一自由容腔，其內(nèi)容納有一斷路室，該斷路室包含有一移動接點和一固定接點，所述斷路桿和所述斷開室內(nèi)包含有介電絕緣流體，其特征在于所述斷路室是被密封的。
2．如權(quán)利要求1所述的斷路及斷開裝置，其特征在于所述密封的斷路室和所述斷路桿之沒被斷路室占據(jù)的自由容腔分別包含一種第一介電流體和一種第二介電流體，所述第一介電流體和第二介電流體是彼此不同的。
3．如權(quán)利要求2所述的斷路及斷開裝置，其特征在于所述第一介電流體包括一種介電氟化物流體。
4．如權(quán)利要求3所述的斷路及斷開裝置，其特征在于所述介電氟化物流體是六氟化硫。
5．如權(quán)利要求3所述的斷路及斷開裝置，其特征在于所述介電氟化物流體從全氟碳化合物或碳氟化合物或全氟聚醚所構(gòu)成的組中選擇。
6．如上述的一個或多個權(quán)利要求所述的斷路及斷開裝置，其特征在于所述第二介電流體包括一種六氟化硫和氮氣的混合物。
7．如上述的權(quán)利要求2至5中的一個或多個所述的斷路及斷開裝置，其特征在于所述第二介電流體包括純氮氣。
8．如上述的權(quán)利要求2至5中的一個或多個所述的斷路及斷開裝置，其特征在于所述第二介電流體包括空氣。
9．如上述的一個或多個權(quán)利要求所述的斷路及斷開裝置，其特征在于所述斷路室的外殼還起到電場屏蔽的作用。
10．如上述的一個或多個權(quán)利要求所述的斷路及斷開裝置，其特征在于所述斷路室的外殼至少部分地由一種絕緣材料制成。
11．如上述的一個或多個權(quán)利要求所述的斷路及斷開裝置，其特征在于所述被密封的斷路室可相對于所述斷路桿的主體抽出。
12．一種分配和傳輸電力的高和/或中壓變電站，其特征在于它包含有一種如上述的一個或多個權(quán)利要求所述的斷路及斷開裝置。
全文摘要
一種用于高壓和/或中壓的斷路及斷開裝置，該裝置包括一斷開室(67)和一斷路桿(54)，該斷路桿(54)具有一自由容腔，其內(nèi)容納有一斷路室(63)，該斷路室包含有一移動接點(59)和一固定接點(64)，所述斷路桿(54)和所述斷開室(67)內(nèi)包含介電絕緣流體，其特殊性在于它具有一密封的斷路室(63)。
文檔編號H02B13/055GK1318216SQ99811033
公開日2001年10月17日 申請日期1999年9月15日 優(yōu)先權(quán)日1998年9月17日
發(fā)明者C·皮爾扎 申請人:Abb傳送及分配有限公司