一种低压或中压气体绝缘开关设备制造技术

本公开的实施例涉及一种低压或中压气体绝缘开关设备。低压或中压气体绝缘开关设备包括：外壳以及负载断路开关

【技术实现步骤摘要】
一种低压或中压气体绝缘开关设备


[0001]本公开的实施例总体涉及一种气体绝缘负载断路开关，被设计为用于全球变暖潜能低于SF6的绝缘/猝灭气体(quenching gas)。

技术介绍

[0002]负载断路开关构成分配给负载电流切换任务的单元的组成部分，通常的负载电流在40A至2000A的均方根范围内。开关通过触点的相对运动断开或闭合，例如插头触点和梅花型(tulip
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type)触点。在电流分断操作期间，当触点彼此远离时，分离的触点之间可能形成电弧。
[0003]在具有能够灭弧的机构(诸如吹气机构)的负载断路开关中，猝灭 (也称为绝缘或介电)气体在吹气体积中压缩并释放到电弧区域或灭弧区域。
[0004]在断开操作期间，活塞通过位移行程移动，猝灭气体被压缩，并且压缩室内出现过压。同时，电弧触点(例如梅花触点)从插头触点上拔下，和/或反之亦然，并生成电弧。在中断期间，电弧加热触点周围的气体体积。热绝缘气体具有比较低的温度下的相同的绝缘气体的更低的绝缘性能。即使电弧事先成功中断(即，即使先前的热中断是成功的)，热气体也会增加电介质再次击穿的风险。
[0005]在通常的应用中，六氟化硫(SF6)用作猝灭气体或绝缘气体。SF6 具有优异的绝缘介电性能，以及优异的电弧冷却或灭弧性能和散热性能。因此，SF6的使用允许具有这种基于SF6的负载断路开关的紧凑型开关设备和简单的负载断路开关。
[0006]然而，SF6的全球变暖潜能导致了具有备选的绝缘气体的开关设备和/或气体绝缘负载断路开关的发展。近些年来，已经进行了显著的努力来开发无SF6的开关设备，来减少电气工业中温室气体的使用。目前，真空开关技术用作无SF6的负载断路开关的可能解决方案。
[0007]因此，需要一种基于针对中压应用的吹气中断技术的无SF6的负载断路开关。在吹气式开关中，中断能力取决于触点几何形状与受控气流之间的相互作用。通常，由于灭弧性能和介电强度较差，在具有相同开关设计的开关中，用替代气体代替SF6会降低中断性能。

技术实现思路

[0008]本公开提供了改进的低压或中压气体绝缘开关设备。
[0009]本公开提供了低压或中压气体绝缘开关设备，包括：外壳，限定外壳体积，外壳体积用于容纳在环境压力下的全球变暖潜能低于SF6的全球变暖潜能的绝缘/猝灭气体；以及负载断路开关
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接地开关单元，被布置在外壳内，负载断路开关
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接地开关单元包括：固定触点组件，包括第一主触点和第一电弧触点；可动触点组件，包括第二主触点和第二电弧触点；可动触点组件能够在负载断路开关的闭合状态与负载断路开关的断开状态之间沿可动触点组件的轴线纵向地移动，在闭合状态中，可动触点组件与固定触点组件电连接，在断开状态中，可动触点组件不与固定触点组件电连接；第一电弧触点和第二电弧触点限定电弧
区域，在电弧区域中，在电流断开操作期间形成电弧，其中电弧区域至少部分地位于从第一主触点径向向内的位置；开关执行器机构，用于将驱动轴的旋转运动传送为可动触点组件的纵向运动；接地开关；第一端子，电连接到可动触点组件和接地开关；第二端子，电连接到固定触点组件；导电的第一壳体，包围可动触点组件的至少一部分，从而在负载断路开关处于断开状态时电屏蔽可动触点组件，第一壳体还包围接地开关的至少一部分；加压系统，具有加压室，加压室至少部分地布置在第一壳体内，以用于在电流分断操作期间将绝缘/猝灭气体加压至猝灭压力；喷嘴系统，至少在负载断路开关的断开状态下，至少部分地布置在第一壳体内，以用于以亚音速流动模式将经加压的绝缘/猝灭气体从加压室吹到电流分断操作期间在猝灭区域中形成的电弧上，喷嘴系统具有喷嘴供应通道，喷嘴供应通道用于向至少一个喷嘴供应经加压的绝缘/猝灭气体；以及其中至少一个喷嘴被布置为用于将绝缘/猝灭气体从轴外位置主要径向向内地吹到猝灭区域上；其中在电弧区域周围的所生成的热气体的流动模式是驻点流动，并且所生成的热气体的流动模式适于避免电弧的重燃，以用于利用不同于SF6的绝缘/猝灭气体提供改进的中断性能。
[0010]在一些实施例中，第一端子通过第一导线电连接到可动触点组件，第一导线包括用于适应可动触点组件的纵向运动的柔性导体，并且其中第一端子还通过第二导线电连接到接地开关。
[0011]在一些实施例中，第一壳体包括通风开口，通风开口用于允许绝缘/ 猝灭气体的从第一壳体的外部穿过第一壳体的对流，并且其中第一端子、第一导线和第二导线中的至少一个的至少一部分导热地连接到第一壳体。
[0012]在一些实施例中，第一主触点包括至少一个压力释放开口，压力释放开口被形成以便允许基本上沿径向向外方向的气体的流动。
[0013]在一些实施例中，至少一个压力释放开口的总面积被配置为使得在经加压的绝缘/猝灭气体的供应期间，从压力释放开口流出气体的流动的减少被抑制。
[0014]在一些实施例中，至少一个压力释放开口的总面积小于喷嘴供应通道的横截面的5倍。
[0015]在一些实施例中，猝灭压力和环境压力满足关系。
[0016]在一些实施例中，第一壳体还包围开关执行器机构和第一导线。
[0017]在一些实施例中，在驻点之后的猝灭气体的气流在两个方向上流动。
[0018]本公开的实施例提供了利用不同于SF6的绝缘/猝灭气体的改进的中断性能的开关设备。
附图说明
[0019]本公开的实施例将以示例的意义来呈现，并且它们的优点可以在下面参考附图更详细地解释，其中：
[0020]图1A、图1B示出了气体绝缘开关设备的示例性实施例；
[0021]图2示出了气体绝缘开关设备的实施例的另一立体视图；
[0022]图3A、图3B示出了开关设备中的触点布置的示例性实施例；
[0023]图4示出了根据实施例的开关设备中的开关器件的示意图；
[0024]图5示出了根据实施例的开关设备中的开关器件的另一示意图；
[0025]图6A至图6C示出了开关设备中接地开关的示例性实施例；
[0026]图7A至图7D示出了开关设备中可用的示例性喷嘴系统；
[0027]图8A至图8D示出了在电流分断操作期间处于各种状态的根据实施例的示例性喷嘴系统的横截面视图。
具体实施方式
[0028]在下文中，将参考说明性实施例来描述本公开的原理和精神。应当理解，给出所有这些实施例仅是为了本领域技术人员更好地理解和进一步实践本公开，而不是为了限制本公开的范围。例如，作为实施例的一部分说明或描述的特征可以与另一实施例一起使用以产生另一实施例。为了清楚起见，本说明书中并未描述实际实现的所有特征。当然，应当理解的是，在任何这样的实际实施例的开发中，应当做出许多实现特定的决策来实现开发人员的特定目标，例如遵从系统相关和业务相关的约束，这些约束将随着实现的不同而变化。此外，应当理解的是，这种开发工作可能是复杂和耗时的，但是对于受益于本公开的本领域的普通技术人员来本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低压或中压气体绝缘开关设备（100），其特征在于，包括：外壳（110），限定外壳体积，所述外壳体积用于容纳在环境压力下的全球变暖潜能低于SF6的全球变暖潜能的绝缘/猝灭气体；以及负载断路开关
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接地开关单元，被布置在所述外壳（110）内，所述负载断路开关
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接地开关单元包括：固定触点组件（120），包括第一主触点（130）和第一电弧触点（140）；可动触点组件（150），包括第二主触点（160）和第二电弧触点（170）；所述可动触点组件（150）能够在所述负载断路开关的闭合状态与所述负载断路开关的断开状态之间沿所述可动触点组件（150）的轴线（“A”）纵向地移动，在所述闭合状态中，所述可动触点组件（150）与所述固定触点组件（120）电连接，在所述断开状态中，所述可动触点组件（150）不与所述固定触点组件（120）电连接；所述第一电弧触点（140）和所述第二电弧触点（170）限定电弧区域（180），在所述电弧区域（180）中，在电流断开操作期间形成电弧（190），其中所述电弧区域（180）至少部分地位于从所述第一主触点（130）径向向内的位置；开关执行器机构（200），用于将驱动轴（210）的旋转运动传送为所述可动触点组件（150）的纵向运动；接地开关（220）；第一端子（230），电连接到所述可动触点组件（150）和所述接地开关（220）；第二端子，电连接到所述固定触点组件（120）；导电的第一壳体（270），包围所述可动触点组件（150）的至少一部分，从而在所述负载断路开关处于断开状态时电屏蔽所述可动触点组件（150），所述第一壳体（270）还包围所述接地开关（220）的至少一部分；加压系统（290），具有加压室（300），所述加压室（300）至少部分地布置在所述第一壳体（270）内，以用于在电流分断操作期间将绝缘/猝灭气体加压至猝灭压力；喷嘴系统（310），至少在所述负载断路开关的断开状态下，至少部分地布置在所述第一壳体（270）内，以用于以亚音速流动模式将经加压的所述绝缘/猝灭气体从所述加压室（300）吹到所述电流分断操作期间在猝灭区域（320）中形成的所述电弧（190）上，所述喷嘴系统（310）具有喷嘴供应通道，所述喷嘴供应通道用于向至少一个喷嘴（3...

【专利技术属性】
技术研发人员：马格尼，
申请(专利权)人：ABB瑞士股份有限公司，
类型：新型
国别省市：