开关室和大功率开关制造技术

用于可以用灭弧气体充满的大功率开关的开关室，具有第一（１）和第二电弧接触件（２），其中至少一个电弧接触件（１；２）可以通过驱动装置移动，具有必要时在电弧接触件（１，２）之间燃烧的电弧（４），具有用于中间储存通过电弧（４）加热的灭弧气体的加热室（１１），并具有绝缘喷嘴（５），它为了导引灭弧气体流具有与加热室（１１）连接的狭窄部位（６）。在断开过程期间这两个电弧接触件（１，２）相互间的最大相对速度ｖ↓［１２，最大］至少１．３倍于这两个电弧接触件（１，２）的用于电容接通所需的相对速度ｖ↓［１２，ｃ］。下式尤其用于在单室的大功率开关情况下的最大相对速度：ｖ↓［１２，最大］≥２３×Ｕ↓［Ｎ］.ｐ.ｆ／（Ｅ↓［ｋｒｉｔ］.ｐ↓［０］），其中Ｕ↓［Ｎ］是大功率开关的额定电压，ｐ是大功率开关的极系数，Ｅ↓［ｋｒｉｔ］是用于使灭弧气体卸载的使用场强，ｐ是灭弧气体的充满压力，并且ｆ是高压电网频率，开关室针对该高压电网频率设计。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及高压开关
本专利技术涉及如独立权利要求前序部分所述的用于大功率开关的开关室和大功率开关以及用于断开开关室的方法。
技术介绍
由现有技术已知可用灭弧气体充满的具有开关室的大功率开关，它具有两个电弧接触件，其中至少一个电弧接触件可以通过驱动装置移动。在触点分离后在电弧接触件之间使电弧燃烧。设有一个加热室用于中间储存通过电弧所加热的灭弧气体。绝缘喷嘴为了导引灭弧气体流具有狭窄部位，它与加热室连接。由此实现对电弧吹风，该吹风能够使电弧熄灭，由此可以接通通过大功率开关流动的电流。在触点分离以后产生这两个电弧接触件的相对运动，用于使它们快速地相互离开，因为否则的话会由紧接在电弧熄灭以后而产生的所谓的再生电压来产生一种逆弧。当产生逆弧时则不接通。因此这种所谓的电容开关需要这两个电弧接触件的大的相对速度。可以试验地或者通过模型计算确定对于电容开关所需的这两个电弧接触件的(最小)相对速度。在由现有技术已知的大功率开关和开关室中这样选择这两个电弧接触件的相对速度，使得它对应于电容开关的最小需求，必要时具有几个百分点的安全裕量。因为在由现有技术已知的大功率开关情况下，电容开关对于这两个电弧接触件的相对速度提出极高的要求，因此不能实现显著更高的相对速度，因为这一点需要更费事的大功率开关设计、尤其是相应更强大的驱动装置和阻尼装置，而不会带来明显的优点。电弧接触件的典型最大相对速度位于5m/s至9m/s之间。由EP 1 211 706 A1已知具有这两个可移动的电弧接触件的大功率开关，其中这两个接触件在相反运动方向时的最大速度比达到1∶1.6至1∶1.7。对于上述形式的开关室和大功率开关总是期望实现更强大的电弧风。例如由文献DE 100 03 359 C1已知一种大功率开关，它具有两个可活动的电弧接触件和一个用于中间存储灭弧气体的加热室，灭弧气体通过可能在电弧接触件之间燃烧的电弧加热。该开关具有绝缘喷嘴，它具有用于导引灭弧气体流的狭窄部位，该狭窄部位再通过通道与加热室连接。这两个电弧接触件首先在相反的方向上运动，其中产生触点分离并且通过这两个接触件中的第二接触件至少部分地堵住狭窄部位。在狭窄部位还至少部分地通过第二接触件封闭期间，产生第二接触件的运动方向反转。然后使第二接触件也在与这两个接触件中的第一接触件相同的方向上运动。通过使狭窄部位在运动方向反转期间还总是至少部分地通过第二接触件堵住，可以在加热室中产生更高的灭弧气体压力。由此可以达到更强大的电弧风。
技术实现思路
本专利技术的任务是实现一种用于产生特别有效的电弧风的替代方案。这个任务通过具有独立权利要求特征的装置和方法得以实现。按照本专利技术的用于可以用灭弧气体充满的大功率开关的开关室具有第一电弧接触件和第二电弧接触件，其中至少一个电弧接触件可以通过驱动装置移动。必要时在电弧接触件之间燃烧电弧。该开关室包括用于中间储存通过电弧加热的灭弧气体的加热室以及绝缘喷嘴，它为了导引灭弧气体流具有与加热室连接的狭窄部位。按照本专利技术的第一观点，在断开过程期间这两个电弧接触件相互间的最大相对速度v12，最大至少1.3倍于这两个电弧接触件的用于电容接通所需的相对速度v12，c。本专利技术的第一观点也可以这样表述，这样设计按照本专利技术的开关室，使得在断开过程期间这两个电弧接触件相互间的最大相对速度v12，最大至少1.3倍于这两个电弧接触件的用于电容接通所需的相对速度v12，c。尤其是可以这样设计按照本专利技术的开关室，或者说本专利技术在于，在断开过程期间这两个电弧接触件相互间的最大相对速度v12，最大至少1.5倍于、有利地至少1.7倍于、有利地至少1.9倍于或者甚至至少2倍于这两个电弧接触件的用于电容接通所需的相对速度v12，c。该速度v12，c是这两个电弧接触件对于电容接通所需的最小相对速度，即，这两个电弧接触件的实现电容接通的最小相对速度。本专利技术的另一观点在于，当该开关室安装在单室的大功率开关里面时，在断开过程期间这两个电弧接触件相互间的最大相对速度v12，最大满足v12，最大≥23×UN·p·f/(Ekrit·p0)，尤其是v12，最大≥27×UN·p·f/(Ekrit·p0)，有利地使v12，最大≥31×UN·p·f/(Ekrit·p0)，其中UN是大功率开关的额定电压，p是大功率开关的极系数，Ekrit是用于使灭弧气体卸载的使用场强，p0是灭弧气体的充满压力，并且f是电网频率，开关室为这种电网频率设计。本专利技术在这个另一观点中还可以另外表述为，这样设计开关室，当该开关室安装在单室的大功率开关里面时，在断开过程期间这两个电弧接触件相互间的最大相对速度v12，最大满足上式。等式v12，c≈k×UN·p·f/(Ekrit·p0)，以良好的近似给出对于电容接通所需的在这两个电弧接触件之间的最小最大速度，其中系数k一般位于16至18.5之间。上述的对于v12，c或v12，最大的等式/不等式以所示形式也适用于正好具有相应的开关室的大功率开关。对于具有多于一个开关室的大功率开关的v12，c或v12，最大的计算必需在等式中还加入一个系数(或者通过系数k’替换系数k)，由此考虑大功率开关的控制(例如通过并联于开关室的电容)。对于SF6作为灭弧气体时Ekrit约为8900kV/(bar·m)。对于其它的灭弧气体如CF4或SF6和N2的混合物可以在相关的手册中得到相应的Ekrit值。典型的电网频率为50Hz和60Hz。充满压力p0一般为4.3bar或6bar或更大。极系数p取决于大功率开关在高压电网中的规定接地特性(参见例如标准IEC 62271-100)并且一般为1.4或1.2，有时也超过1.4。典型的大功率开关额定电压UN为123kV或365kV的数量级。本专利技术的另一观点在于，在断开过程期间这两个电弧接触件相互间的最大相对速度v12，最大满足 v12，最大≥13m/s，有利地是v12，最大≥15m/s，尤其是v12，最大≥17m/s，特别有利地是v12，最大≥19m/s。本专利技术在该另一观点中的另一表述形式是，这样设计开关室，在断开过程期间这两个电弧接触件相互间的最大相对速度v12，最大满足上式。通过本专利技术能够在非常短的时间内产生非常大的电弧路径。有利地可以在电弧时间(电弧燃烧持续时间)的主要部分期间通过电弧使来自绝缘喷嘴的材料沿着狭窄部位的大部分、最好沿着狭窄部位的整个长度蒸发。也就是在较长的时间间隔期间为了产生(蒸发)熄灭电弧的材料利用大的表面积，尤其是整个狭窄部位内表面。由此产生大量的熄灭电弧的材料，因此实现有效的电弧风。由于非常快速的相对运动可以在非常短的时间内已经产生大量熄灭电弧的材料，由此可以产生非常大的灭弧气体压力，可以非常迅速地在触点分离后产生压力。由此可以实现非常强烈的电弧风。由此可以实现非常可靠的接通，也包括大的短路电流。有利地使绝缘喷嘴的运动与所述两个接触件中的一个接触件的运动耦合，尤其是刚性地耦合(绝缘喷嘴和相关接触件的相同速度和相同方向的运动)。有利地也使绝缘喷嘴与这两个接触件中的一个接触件之间的相对速度满足上述的按照本专利技术的用于这两个接触件的最大相对速度v12，最大的条件之一。如果所述狭窄部位可以通过这两个电弧接触件中的一个称为封堵接触件并且可移动的接触件至少部分地堵本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于可以用灭弧气体充满的大功率开关的开关室，具有第一电弧接触件（１）和第二电弧接触件（２），其中至少一个电弧接触件（１；２）可以通过驱动装置移动，具有必要时在电弧接触件（１，２）之间燃烧的电弧（４），具有用于中间储存通过电弧（４）加热的灭弧气体的加热室（１１），并具有绝缘喷嘴（５），它为了导引灭弧气体流具有与加热室（１１）相连接的狭窄部位（６），其特征在于，在断开过程期间，这两个电弧接触件（１，２）相互间的最大相对速度ｖ↓［１２，最大］至少１．３倍于这两个电弧接触件（１，２）的用于电容接通所需的相对速度ｖ↓［１２，ｃ］。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】EP 2004-8-23 04405527.51.用于可以用灭弧气体充满的大功率开关的开关室，具有第一电弧接触件(1)和第二电弧接触件(2)，其中至少一个电弧接触件(1；2)可以通过驱动装置移动，具有必要时在电弧接触件(1，2)之间燃烧的电弧(4)，具有用于中间储存通过电弧(4)加热的灭弧气体的加热室(11)，并具有绝缘喷嘴(5)，它为了导引灭弧气体流具有与加热室(11)相连接的狭窄部位(6)，其特征在于，在断开过程期间，这两个电弧接触件(1，2)相互间的最大相对速度v12，最大至少1.3倍于这两个电弧接触件(1，2)的用于电容接通所需的相对速度v12，c。2.如权利要求1所述的开关室，其特征在于，在断开过程期间这两个电弧接触件(1，2)相互间的最大相对速度v12，最大至少1.5倍于这两个电弧接触件(1，2)的用于电容接通所需的相对速度v12，c。3.如上述权利要求中任一项所述的开关室，其特征在于，当该开关室安装在单室的大功率开关里面时，在断开过程期间这两个电弧接触件(1，2)相互间的最大相对速度v12，最大满足v12，最大≥23×UN·p·f/(Ekrit·p0)，其中UN是大功率开关的额定电压，p是大功率开关的极系数，Ekrit是用于使灭弧气体卸载的使用场强，p0是灭弧气体的充满压力，f是高压电网频率，开关室针对该高压电网频率设计。4.如上述权利要求中任一项所述的开关室，其特征在于，在断开过程期间所述两个电弧接触件(1，2)相互之间的最大相对速度v12，最大满足v12，最大≥13m/s，尤其是v12，最大≥17m/s。5.如上述权利要求中任一项所述的开关室，其特征在于，所述这两个电弧接触件(1，2)是可移动的，并且在所述电弧接触件(1，2)相反运动的阶段(P1)期间第一电弧接触件(1)的速度v1与第二电弧接触件(2)的速度v2的比例v1/v2达到v1/v2≤1∶2.4，尤其是v1/v2≤1∶2.8。6.如上述权利要求中任一项所述的开关室，其特征在于，存在压缩室(10)，其容积在断开过程期间减小。7.如权利要求6所述的开关室，其特征在于，所述压缩室(10)与加热室(11)不同，并且在压缩室(10)与加热室(11)之间设有阀门(12)。8.如上述权利要求中任一项所述的开关室，其特征在于，这两个电弧接触件(1，2)是可运动的，并且设有用于驱动第一电弧接触件(1)的第一驱动装置和用于驱动第二电弧接触件(2)的第二驱动装置(3)。9.如权利要求8所述的开关室，其特征在于，所述第二驱动装置(3)是可以通过第一驱动装置驱动的传动机构(3)。10.如权利要求8或9所述的开关室，其特征在于，所述绝缘喷嘴(5)可以借助于第一驱动装置驱动。11.如权利要求8-10中任一项所述的开关室，其特征在于，在电弧接触件(1，2)同向运动的阶段(P2)期间，第一电弧接触件(1)的速度v1与第二电弧接触件(2)的速度v2的比例v1/v2为0.4≥v1/v2≥1.2，尤其是0.75≥v1/v2≥1∶1.15。12.如上述权利要求中任一项所述的开关室，其特征在于，在断开过程期间，在触点分离后和在灭...

【专利技术属性】
技术研发人员：O亨格，M克莱森斯，M霍尔斯坦，J阿布拉汉森，M克里格尔，
申请(专利权)人：ABB技术有限公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]