用于真空式电气装置高气压条件检测的方法和设备制造方法及图纸

一种用于在高电压真空装置中检测高气压条件的方法，包括检测例如波纹管或挠性振动膜之类的可移动式结构的位置。高气压位置可以从光学上通过光束的截断或反射，或从电气上通过检测接点闭合或通过应变仪的偏差检测出来。电气检测由微电路提供，该微电路通过射频或光学信号，在高电压装置电势、传输气压信息下运行。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及高功率电气开关装置的故障条件检测，更具体地说，涉及在高电压 真空断续器、开关、电容器中的高气压条件检测。
技术介绍
在过去的几年中，北美电网的可靠性受到苛刻的详细审査，特别是因为客户和 工业对电力的要求提高。电网中单个部件的故障可能导致灾难性的贯穿系统级联的 电力储运损耗。在电网中使用的必需部件之一，是用于开启和关闭高电流、高电压 交流电力的机械开关。尽管半导体装置在该应用中获得了一些进展，极高电压和电 流的组合仍然使得机械开关成为该应用的较佳装置。对于这些高功率机械开关基本上有三种普通构造充油式、充气式、真空式。 这些开关也被称为断续器。充油式开关使用浸于具有高电介质强度的碳氢基流体中 的接触器。为了抵挡位于开关接触器的电弧电势——当开关打开时，中断电流—— 需要高电介质强度。由于高电压服务条件，需要周期性地换油来避免在油击穿时发 生的爆炸性气体的形成。周期性服务要求电路断开，这也许是不方便和昂贵的。碳 氢油可能是有毒的，并且如果溢出到环境中，可能产生严重的环境危险。充气式的 版本在气压约为1标准大气压下使用SF6。 SF6向环境中的泄露是不合乎要求的，这也使得充气式断续器的使用吸引力较小。如果充有SF6的断续器由于泄露产生故障，由此导致的电弧可能产生过压条件，或爆炸性副产品，该副产品可能导致防泄 露系统的裂口和严重的局部污染。另一种构造在开关接触器周围使用真空环境。如 果开关接触器周围的气压足够低的话，可以避免电弧和对开关接触器的损伤。当接 触器转换负载时，在该型断续器中真空的损失将在接触器间产生严重的电弧，并损 坏开关。在一些应用中，构造有真空断续器作长期备用。直到断续器被投入使用， 真空损失才可能被检测出，在最需要开关的时刻，这导致开关的立即失效。因此， 感兴趣的是，在由于发生接触器电弧引起的开关故障前，预先了解断续器中的真空 是否衰退。当前，这些装置的方式封装使得检查困难而且昂贵。检查要求电力从连接到装置的电路上移除，这也许是不可能的。理想的是，远程测量开关内的气压状 态，这样不需要直接的检査。理想的还有，在开关处于工作中和运行电势时，周期 地监测开关内的气压。可能初看下，现有
的装置足以处理这些断续器装置的真空气囊内的气 压检测，但是装置所运行环境的真实性，已对该问题制定了实用解决方法，该解决 方案在本专利技术之前难以达到。在这点上的主要因素是，装置用于控制电势高于地面7和100千伏间的高交流电压，以及极高电流。这使得现有
的气压测量装置变得非常困难和昂贵。由于成本和安全上的限制，现有
的复杂高电压绝 缘技术是不合适的。所需要的是， 一种实用的方法和装置，来安全和便宜地测量在 高电压真空装置中的高气压条件，例如断续器，较佳地远离装置，并且较佳地当装 置处于运行电势下时。更感兴趣的是，能够在这些真空装置在使用前关闭、备用， 或存储时，监测它们的气压状态。图1是现有
的真空断续器的第一个例子的剖面图100。该特殊单元由 San Jose, CA的Jennings Technology制造。接触器102禾B 104用于开关功能。通 常小于10—、orr的真空，位于靠近区域114的接触器，并在由封闭盖108、封闭盖 110、波纹管112和绝缘套筒106所封闭的气囊内。波纹管112使得接触器104可 以相对固定接触器102移动，来形成或断开电连接。图2是现有
的真空断续器的第二个例子的剖面图200。该单元也由 SanJose， CA的Jennings Technology制造。在该
的实施例中，接触器202 和204执行开关功能。通常低于l(^torr的真空，位于靠近区域214的接触器，并 在由封闭盖208、封闭盖210、波纹管212，以及绝缘套筒206所封闭的气囊内。 波纹管112使得接触器202可以相对固定接触器204移动，来形成或断开电连接。
技术实现思路
本专利技术的目的是，提供一种用于检测在高电压真空装置内高气压条件的方法， 包括检测可移动结构的位置，该可移动结构的位置响应于高电压真空装置内的气 压，其中高电压是高于1000伏的交流电压；并且，提供响应于可移动结构的位置 的输出。本专利技术的另一目的是，提供一种检测真空气压型电气装置中真空损失的方法， 该装置包括用于确定瓶内真空气压条件的瓶，以及安装在瓶内的充电构件，用于在 充电构件被紧密靠近地定位的第一位置和充电构件被彼此隔开的第二位置间相对移动，当充电构件在它们的第一和第二位置间，并在超过1000伏的电压下移动时， 瓶中的真空防止产生电弧，该方法包括可操作地地将具有第一和第二侧面的可移 动式结构与瓶相关联；将可移动式结构的第一侧面暴露到瓶中的真空气压条件下； 将可移动式结构的第二侧面暴露到瓶外的第二气压条件下，该可移动式结构响应于 所述瓶中的真空压力条件损失而移动；监测可移动式结构的移动，来当充电构件位 于它们的第一或第二位置中的任一位置时，检测瓶中真空气压条件的损失。本专利技术的另一目的是，提供一种用于检测高电压真空装置中高气压条件的设 备，包括具有响应于高电压真空装置中气压的位置的可移动式结构，其中高电压是 高于1000伏的交流电压；以及，传感器，该传感器具有输出，该输出响应于可移 动式结构的位置。本专利技术的另一目的是，提供一种具有真空气压损失检测特性的真 空瓶型电气装置，包括确定瓶内真空气压条件的瓶；安装在瓶内的充电构件，用于 在充电构件被紧密靠近地定位的第一位置和充电构件被彼此隔开的第二位置间相 对移动，并在其第一和第二位置之间、在超过1000伏的电压下移动时，瓶中的真 空压力条件防止在充电构件之间产生电弧；具有第一和第二侧面的、与瓶相关联的 可移动式结构，该可移动式结构的第一侧面暴露到瓶中的真空气压条件下，而可移 动式结构的第二侧面暴露到瓶外的第二气压条件下，该可移动式结构响应瓶中真空 气压条件损失；用于检测可移动式结构移动的监视器，来当充电构件位于它们的第 一或第二位置中的任一位置时，检测瓶中真空气压条件的损失。附图说明当考虑下述详细说明时，将更好地理解本专利技术。该说明对附图提供参考，其中 图1是现有
的真空断续器的第一个例子的剖视图； 图2是现有
的真空断续器的第二个例子的剖视图； 图3是根据本专利技术实施例，用于检测电弧接触器的装置的局部剖视图； 图4是根据本专利技术实施例，在低气压状态下，汽缸致动光学压力开关的局部剖 视图；图5是根据本专利技术实施例，在高气压状态下，汽缸致动光学压力开关的局部剖 视图；图6是根据本专利技术实施例，在低气压状态下，波纹管致动光学压力开关的局部 剖视图；图7是根据本专利技术实施例，在高气压状态下，波纹管致动光学压力开关的局部剖视图；图8是根据本专利技术实施例，用于检测从电接触器溅出的碎片的光学装置的局部 剖视图；图9是根据本专利技术实施例，自激励的光学传输微电路的局部剖视图； 图IO是根据本专利技术实施例，自激励的射频传输微电路的局部剖视图； 图11是根据本专利技术实施例，在低气压状态下，振动膜致动光学压力开关的示 意图；图12是根据本专利技术实施例，在高气压状态下，振动膜致动光学压力开关的示 意图；图13是根据本专利技术实施例，具有外部安装气压传感波纹管和传输光学探测器 的高电压真本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于检测高电压真空装置内的高气压条件的方法，包括：　感应可移动式结构的位置，所述可移动式结构的所述位置响应于所述高电压真空装置内的气压，其中所述高电压是大于１０００伏的交流电压；并且　提供输出，所述输出响应于所述可移动式结构的所述位置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2005-12-16 11/305,0811.一种用于检测高电压真空装置内的高气压条件的方法，包括感应可移动式结构的位置，所述可移动式结构的所述位置响应于所述高电压真空装置内的气压，其中所述高电压是大于1000伏的交流电压；并且提供输出，所述输出响应于所述可移动式结构的所述位置。2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高电压真空装置是高电压真 空开关。3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高电压真空装置是高电压真 空电容器。4. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，感应所述可移动式结构的所述位 置还包括至少一部分所述可移动式结构阻挡至少一部分光束。5. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，感应所述可移动式结构的所述位 置还包括:至少一部分所述可移动式结构将至少一部分光束从光学传送装置反射到 光学接收装置。6. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，感应所述可移动式结构的所述位 置还包括通过第一接触器、所述可移动式结构的至少一个导电部分以及第二接触 器来检测电流。7. 如权利要求6所述的方法，其特征在于，当感应到所述电流时，传送射频 信号。8. 如权利要求6所述的方法，其特征在于，当感应到所述电流时，传送光学信号。9. 一种用于检测高电压真空装置内的高气压条件的设备，包括可移动式结构，所述可移动式结构具有响应于所述高电压真空装置内气压的位置，其中所述高电压是大于1000伏的交流电压；以及传感器，所述传感器具有输出，所述输出响应于所述可移动式结构的位置。10. 如权利要求9所述的设备，其特征在于，所述高电压真空装置是高电压真空开关。11. 如权利要求9所述的设备，其特征在于，所述高电压真空装置是高电压真空电容器。12. 如权利要求9所述的设备，其特征在于，所述传感器包括 第一光缆；以及，第二光缆，所述第二光缆相对所述第一光缆定位，在所述高气压条件下，至少 一部分穿过所述第一光缆到达所述第二光缆的光束被所述可移动式结构阻挡。13. 如权利要求9所述的设备，其特征在于，所述传感器包括 第一光缆；以及，第二光缆，所述第二光缆被定位，以使至少一部分从所述第一光缆发出的光束, 在高气压条件下，通过从一部分所述可移动式结构的外表面的反射被引导到所述第 二光缆。14. 如权利要求9所述的设备，其特征在于，所述传感器包括 第一接触器第二接触器；以及，微电路，所述微电路电联接到所述第一和第二接触器，所述微电路提供所述第 一和第二接触器之间的电势，所述微电路能够通过所述第一和第二接触器感应电 流，其中，在所述高气压条件下，通过所述可移动式结构的导电部分在所述第一和 第二接触器间提供电气连接。15. 如权利要求14所述的设备 送信息。16. 如权利要求14所述的设备 送信息。17. 如权利要求14所述的设备 电路的射频信号驱动。18. 如权利要求14所述的设备 高电压真空装置的电流驱动。19. 如权利要求12所述的设备，其特征在于，还包括气体容器，所述气体容器具有第一末端盘、第二末端盘以及将所述第一末端盘 联接到所述第二末端盘的波纹管壁部分，这样使得所述第一末端盘、所述第二末端 盘以及所述波纹管壁结构可以形成气密气囊，其中，根据所述气体容器内的气压， 所述第一末端盘相对所述第二末端盘移动；刚性流体管道，所述管道连接在所述第一末端盘和所述高电压真空装置之间， 这样使得所述高电压真空装置中的所述气压近似等于所述气体容器内的所述气压，，其特征在于，所述微电路通过射频信号传 ，其特征在于，所述微电路通过光学信号传 ，其特征在于，所述微电路由传送到所述微 ，其特征在于，所述微电路由传导通过所述所述第一末端盘相对所述高电压真空装置固定；并且， 所述可移动式结构连接到所述第二末端盘上。20. 如权利要求13所述的设备，其特征在于，还包括气体容器，所述气体容器具有第一末端盘、第二末端盘以及将所述第一末端盘 联接到所述第二末端盘的波纹管壁部分，这样使得所述第一末端盘、所述第二末端 盘以及所述波纹管壁结构可以形成气密气囊，其中，根据所述气体容器内的气压， 所述第一末端盘相对所述第二末端盘移动；刚性流体管道，所述管道连接在所述第一末端盘和所述高电压真空装置之间， 这样使得所述高电压真空装置中的所述气压近似等于所述气体容器内的所述气压， 所述第一末端盘相对所述高电压真空装置固定；并且，所述可移动式结构连接到所述第二末端盘上。21. 如权利要求14所述的设备，其特征在于，还包括气体容器，所述气体容器具有第一末端盘、第二末端盘以及将所述第一末端盘 联接到所述第二末端盘的波纹管壁部分，这样使得所述第一末端盘、所述第二末端 盘以及所述波纹管壁结构可以形成气密气囊，其中，根据所述气体容器内的气压， 所述第一末端盘相对所述第二末端盘移动；刚性流体管道，所述管道连接在所述第一末端盘和所述高电压真空装置之间， 这样使得所述高电压真空装置中的所述气压近似等于所述气体容器内的所述气压， 所述第一末端盘相对所述高电压真空装置固定；并且，所述可移动式结构连接到所述第二末...

【专利技术属性】
技术研发人员：RC莫斯利，SJ兰达佐，B索拉茨，J埃格米尔，
申请(专利权)人：托马斯及贝茨国际股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]