本实用新型专利技术涉及一种海底保险丝装置(100、200)，在部署时暴露于高环境压力。该保险丝装置包括包围低压中空空间(110、210)的金属保险丝壳体(107、207)和布置在所述低压中空空间中的保险丝(105、205)，所述保险丝具有两个电连接器，其中，所述保险丝的电连接器(151、152)之一电气地和导热地联接到所述金属保险丝壳体，以便在所述保险丝连接器和壳体之间提供电连接并从所述保险丝散热。
【技术实现步骤摘要】
海底保险丝装置和包括该海底保险丝装置的海底装置
本技术涉及一种海底保险丝装置，其可用于海底设备中的电气和电子电路。此外，本技术涉及一种包括含有这种海底保险丝装置的电路的海底装置。
技术介绍
在海底应用中，例如海底石油生产，海底装置可包括电气和电子电路。可以包括例如所谓的海底罐的海底装置可以布置在几百甚至几千米的深度处，例如在3000米的深度处。可以对海底装置进行压力补偿，使得内部压力基本上对应于环境压力，该环境压力可以在几百巴的范围内，例如在3000米处为300巴。这种压力补偿海底装置可以填充有流体，例如油，其可以在环境压力下加压。因此，非常高的环境压力也作用在布置于海底装置内的电气或电子电路上。在电子和电气电路中，保险丝用于保护部件或(子)电路免于过载和短路。通常使用的一次性保险丝装置包括导电元件，如果(例如在故障的情况下)导电元件中的电流超过预定值，该导电元件将熔化或蒸发。通过熔化或蒸发导电元件，保险丝变得不导电并将部件或(子)电路与电路或系统的其余部分隔离。由于至少两个原因，在压力补偿海底装置中使用现成的保险丝是禁止的。首先，试验表明，当在高环境压力下浸入油中时，保险丝不能可靠地熔化或蒸发。其次，油通常用作隔离流体并且将被保险丝的导电元件的熔化或蒸发的残余物污染并变得导电。因此，需要一种在高压下在充油的海底装置中可靠地运行的保险丝。共同未决的国际申请WO2017/153097公开了一种用于压力补偿海底装置的保险丝装置，其中保险丝装置包括壳体，该壳体允许保险丝的导电元件以比在压力补偿装置中存在的压力(例如300巴)低得多的压力(例如0-2巴)布置在壳体内。WO2017/153097中公开的设计适用于玻璃壳体，在这种情况下，海底保险丝装置可以如下制造。保险丝线可以穿过玻璃管的相对端部，使得中心区段布置在玻璃管内，并且保险丝线的第一端部区段和第二端区段布置在玻璃管的相对端部。将玻璃管的端部加热至熔点，以分别在第一和第二端部区段周围形成密封。已经发现，该加热过程可能损坏保险丝的导电元件或改变其特性，使得导电元件可以在比预定最大电流更低或更高的电流下熔化或蒸发。共同未决的国际申请PCT/EP2017/080187提出了一种保险丝设计，其中保险丝壳体包括包围低压中空空间的由隔离材料制成的耐压外壳、第一金属化馈通和第二金属化馈通，其通过外壳与第一馈通电隔离。因此，WO2017/153097和PCT/EP2017/080187都公开了专门为海底环境设计的保险丝，其制造成本比现成的保险丝更昂贵。此外，这种定制保险丝需要进行设计成在地面操作的标准现成保险丝已经经过的广泛可靠性测试。因此，本技术的目的是提供一种海底保险丝装置，其有助于在高压海底环境中使用标准的市售保险丝。
技术实现思路
根据本技术，提供了一种海底保险丝装置，在部署时暴露于高环境压力，其包括包围低压中空空间的金属保险丝壳体和布置在低压中空空间中的保险丝，保险丝具有两个电连接器，其中保险丝的电连接器之一电气地和导热地联接到金属保险丝壳体，以便在保险丝连接器和壳体之间提供电连接并从保险丝散热。将一个保险丝连接器直接联接到壳体上提供的优点是，对于该连接器，不需要耐压馈通以保持中空空间中的低压，这是使用设计成用于地面使用的保险丝的先决条件。联接可以优选地通过壳体和保险丝连接器之间的接触弹簧。导热联接解决了当设计成用于地面使用的保险丝部署在没有(强制)空气运动来冷却保险丝的壳体中时可能出现的热问题。由通过保险丝的电流产生的热量至少部分地通过保险丝和壳体之间的导热联接消散。此外，这种直接联接在电感方面可以比双馈通设计具有更小的影响并且更容易组装。它更具成本效益，允许更小的海底保险丝装置并且具有更高的可靠性，因为可以省略一个易于故障的馈通。在优选实施例中，对于保险丝的不与金属保险丝壳体电接触的电连接器，提供了包括穿过金属保险丝壳体的馈通连接器的电馈通，其中馈通是压力密封的，并且其中馈通连接器与金属保险丝壳体电隔离。有利地，如上所述，仅需要一个这样的馈通，降低了成本并提高了保险丝装置的可靠性，要注意的是，馈通实际上经常通过保险丝装置外部的充油和压力补偿区域与保持保险丝且没有填充油的低压空间之间的屏障。两种壳体形状具有特别意义：基本上是圆柱形的，因为圆柱体对于给定的壁强度提供最佳的耐压性，以及基本上是长方体形状的，用于将海底保险丝装置安装在母线中的相应凹部中，该母线可以安装在海底装置比如海底电容器的顶部上。只要壁强度足够，圆柱形或长方体罐形状在一端具有压力和液密性，并且在另一端提供馈通开口。根据本技术，还提供了一种海底装置，包括外壳和布置在外壳内的电路，其中电路包括根据本技术的海底保险丝装置。海底装置的外壳可以优选地填充有流体并且包括体积/压力补偿器，其将外壳内的压力与外壳外部的环境中主导的压力平衡。流体优选是油或另一种介电流体。优选地，保险丝装置的至少一个电馈通连接器暴露于流体。在实施例中，电路可以包括海底电容器，海底电容器具有母线，母线具有与海底保险丝装置的外部形状相称的至少一个凹部，并且其中海底保险丝装置安装在至少一个凹部中。在这样的实施例中，海底保险丝装置所需的额外空间可以减小，因为保险丝装置的至少一部分将与母线一体地安装。在实施例中，海底保险丝装置安装在母线的凹部中使得(例如通过在凹部边缘处提供接触弹簧)保险丝装置的金属壳体增强母线在凹部上的传导性。由此可以至少部分地补偿由凹部引起的减小轮廓所造成的母线的减小的传导性。应当注意，因为保险丝的金属接触表面联接到金属保险丝壳体并且取决于保险丝装置布置在电路中的位置，保险丝壳体可以是承载电压的。如果部署在隔离承载电压的保险丝壳体的介电(即电隔离)流体中，则可以有利地不需要用于将承载电压的壳体与其他部件隔离的附加措施。金属保险丝壳体是耐压的，这意味着在密封状态下，保险丝壳体的中空空间内的压力独立于保险丝壳体外部的环境压力。例如，保险丝壳体内的压力可以是0.10巴，优选地是0.2巴，与外部压力无关，外部压力(在部署保险丝时)可以在50到几百巴的范围内。根据本技术构造的海底保险丝装置比设计成用于地面部署的传统保险丝装置更昂贵。它可以有利地在任何深度提供相同的精度和可靠性，因此通常将被部署在与地面装置不同的实际上能以进行日常维护的装置中。有利地，海底保险丝装置可以包括为地面使用而设计和可靠性测试的任何保险丝，并且需要针对海底部署进行测试的全部都是保险丝壳体的耐压性。中空空间可被抽空或包含任何介质，包括：气体比如空气、氮气或SF6；液体；凝胶比如有机硅；固体材料比如沙子。上述壳体还可以容纳专门为海底条件设计的任何定制保险丝。尽管在上述
技术实现思路
和以下结合本技术的特定实施例和方面的详细描述中描述了特定特征，但应该理解的是，除非另有特别说明，否则各个实施例和方面的特征可以彼此组合。附图说明现在将参考附图更详细地描述本本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种海底保险丝装置(100、200)，在部署时暴露于高环境压力，其特征在于，其包括包围低压中空空间(110、210)的金属保险丝壳体(107、207)和布置在所述低压中空空间中的保险丝(105、205)，所述保险丝具有两个电连接器，其中所述保险丝的电连接器之一电气地和导热地联接到所述金属保险丝壳体，以便在所述保险丝连接器和壳体之间提供电连接并从所述保险丝散热。/n
【技术特征摘要】
20180619 EP 18178555.11.一种海底保险丝装置(100、200)，在部署时暴露于高环境压力，其特征在于，其包括包围低压中空空间(110、210)的金属保险丝壳体(107、207)和布置在所述低压中空空间中的保险丝(105、205)，所述保险丝具有两个电连接器，其中所述保险丝的电连接器之一电气地和导热地联接到所述金属保险丝壳体，以便在所述保险丝连接器和壳体之间提供电连接并从所述保险丝散热。
2.根据权利要求1所述的海底保险丝装置，其特征在于，对于所述保险丝的不与所述金属保险丝壳体电接触的电连接器，提供包括穿过所述金属保险丝壳体的馈通连接器(101、201)的电馈通，其中，所述馈通是压力密封的，并且其中，所述馈通连接器与金属保险丝壳体是电隔离的。
3.根据前述权利要求中任一项所述的海底保险丝装置，其特征在于，所述金属保险丝壳体包括基本上圆柱形的罐。
4.根据权利要求1或2中任一项所述的海底保险丝装置，其特征在于，所述金属保险丝壳体包括...
【专利技术属性】
技术研发人员：O博，T科克斯，A格克，TF奥弗瓦格，E皮门特尔西尔维斯特罗夫，
申请(专利权)人：西门子股份公司，
类型：新型
国别省市：德国;DE
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。