电力配电开关设备制造技术

本公开的各实施例涉及一种电力配电开关设备，包括：气密罐，具有内罐容积，内罐容积充满有电介质气体；切换设备，被布置在内罐容积中；电绝缘杆，被布置在内罐容积中并且被机械地耦合至切换设备，杆具有轴线，轴线限定轴向方向z和径向方向r；导电支撑构件，支撑构件具有轴向延伸的支撑构件开口以用于支撑杆；以及现场控制器，周向围绕支撑构件以电屏蔽支撑构件，其中杆包括被插入支撑构件开口的轴向端部，其中轴向端部包括彼此轴向相邻布置的远侧分段和近侧分段，其中远侧分段接触支撑构件，从而在远侧分段与支撑构件之间形成绝缘体

【技术实现步骤摘要】
电力配电开关设备


[0001]本公开涉及一种电力配电开关设备。更具体地，本公开涉及一种电力配电开关设备，包括气密罐、切换设备、电绝缘杆、导电支撑构件和现场控制器。

技术介绍

[0002]开关设备被用于电力系统中，目的是控制、保护和隔离电设备。在配电网络中，开关设备位于电力变压器的高压侧和低压侧。
[0003]目前用于中压和/或高压的开关设备通常是气体绝缘开关设备(GIS)。绝缘气体可以是六氟化硫(SF6)或具有较小全球变暖潜力的另一绝缘气体。
[0004]通常，用于中压/高压AC配电系统的开关设备可以包括位于包含绝缘气体的密封封装内的多个模块。每个模块通常包括至少三个切换设备，每个电相一个切换设备。
[0005]在气体绝缘开关设备中，难以降低三相点周围的电耐受水平。三相点是金属、固体绝缘材料和绝缘气体(或真空)相遇的地点。可以找到三相点的示例，其中用于切换设备的电绝缘轴被插入到切换设备的导电外壳中，并且与开口处的外壳的导电部分接触或至少靠近外壳的导电部分。
[0006]三相点可能是局部放电的来源，这又可能导致完全击穿。在典型的气体绝缘开关设备中很难避免三相点，因为在不同电位下金属零件的机械支撑需要绝缘材料。
[0007]用于减少这些问题的一种可能策略是电屏蔽三相点，即，提供附近的大金属表面，它以由三相点看到的电应力被降低的这种方式影响电位。然而，屏蔽通常不会在任何条件下消除所有电位差，特别是如果存在进一步的约束，诸如紧凑性限制了屏蔽的设计选项。因此，即使是(部分)屏蔽的三相点仍可能导致部分放电和完全放电。
[0008]US 2018/0158630 A1描述了三相点的一些其他细节。
[0009]鉴于以上内容，三相点的挑战将受益于进一步改进的解决方案，使得提高的开关设备紧凑性和提高的电介质耐受性中的至少一个的益处可以被提供。

技术实现思路

[0010]鉴于以上内容，公开了一种电力配电开关设备。其各个方面和特征被描述如下。
[0011]在一个方面中，本公开涉及一种电力配电开关设备，包括：气密罐，具有内罐容积，内罐容积充满有电介质气体；切换设备，被布置在内罐容积中；电绝缘杆，被布置在内罐容积中并且被机械地耦合至切换设备，杆具有轴线，该轴线限定轴向方向和径向方向；导电支撑构件，该支撑构件具有轴向延伸的支撑构件开口以用于支撑杆；以及现场控制器，周向围绕支撑构件以电屏蔽支撑构件，其中杆包括被插入支撑构件开口的轴向端部，其中轴向端部包括彼此轴向相邻布置的远侧分段和近侧分段，其中远侧分段接触支撑构件，从而在远侧分段与支撑构件之间形成绝缘体
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导体界面，并且其中近侧分段相对于远侧分段径向凹陷，从而形成将近侧分段与支撑构件分离的径向空间。
[0012]本公开的这些和其他特征、方面和优点将参照以下描述和所附权利要求书进一步
描述。被并入到本公开中并且构成本公开的一部分的附图图示了本公开，并且连同以下描述用于解释本公开的原理。
附图说明
[0013]为了本专利技术的上述特征的方式可以被详细理解，上面简要概括的实施例的更具体的描述可以通过参照实施例来获得。附图涉及一个或多个实施例，并且在下文中进行描述。
[0014]图1在横截面中示意性地示出了根据实施例的电力配电开关设备的一部分；
[0015]图2在横截面中示意性地示出了根据实施例的电力配电开关设备的一部分；
[0016]图3在横截面中示意性地示出了根据实施例的电力配电开关设备的一部分；
[0017]图4在横截面中示意性地示出了根据实施例的电力配电开关设备的一部分；
[0018]图5在横截面中示意性地示出了根据有助于理解本专利技术的示例的电力配电开关设备的一部分；
[0019]图6在横截面中示意性地示出了根据实施例的电力配电开关设备的一部分；
[0020]图7在立体视图中示意性地示出了根据实施例的电力配电开关设备的一部分；以及
[0021]图8在立体视图中示意性地示出了根据实施例的电力配电开关设备的一部分。
[0022]在不同的附图中，相同的或者表示对应或等效元件的元件已被赋予相同的附图标记。
具体实施方式
[0023]现在将详细参照各种实施例，其一个或多个示例在每个附图中图示。每个示例通过解释提供，而不旨在作为限制。例如，图示或描述为一个实施例的一部分的特征可以与任何其他实施例结合使用来产生再一实施例。其意图是本公开包括这种修改和变化。
[0024]在附图的以下描述内，相同的附图标记指代相同或类似的组件。通常，仅相对于各个实施例的差异被描述。除非另有指定，否则一个实施例中的部分或方面的描述也适用于另一实施例中的对应部分或方面。
[0025]在描述附图所示的实施例之前，与本专利技术的各个方面和本专利技术的优选一般方面相关的一些发现被描述。如所描述的，三相点的挑战将受益于进一步改进的解决方案。有益地，提高的开关设备紧凑性和提高的电介质耐受性中的至少一个可以被提供。
[0026]在特定示例中，电介质耐受性是在轴连接至(导电)支撑构件(诸如例如由罐支撑的轴承)处的电介质耐受性。
[0027]根据一个方面，通过使用不同于SF6并且优选地具有比SF6更低的全球变暖潜力(GWP)和/或更低的电介质强度的电介质气体，特别是使用电介质气体允许避免使用具有高全球变暖潜力的SF6，本专利技术的实施例可能特别有用。
[0028]根据与本专利技术的各个方面相关的发现，电绝缘杆与罐的连接处的电介质强度通过具有本文描述的横截面变化的电绝缘杆来提高。通常，即使在没有屏蔽或存在围绕连接的不完美屏蔽(现场控制器)的情况下，这种改进也允许高电介质强度，例如如果诸如罐壁与极室(切换设备的外壳)之间的短距离等空间限制不允许大屏蔽。
[0029]通常，通过选择杆的特定形状，三相点可以被移动到更屏蔽的位置(例如在薄场控
制器下)。
[0030]在示例中，开关设备是负载断路开关。开关设备可以是低压或中压开关设备，例如具有至少1kV和/或至多52kV的额定电压。
[0031]在示例中，电绝缘杆是电绝缘(可旋转)轴，例如布置用于致动开关设备的开关的可移动触头，优选地用于共同致动属于开关设备的不同电相的多个开关。在示例中，电绝缘杆通过支撑构件(可能可旋转，例如通过作为轴承的支撑构件)连接至罐。支撑构件是导电支撑构件，并且可以由罐支撑，例如安装至罐，特别是通过罐的侧壁支撑。
[0032]通常，三相点被形成在电绝缘杆与导电元件的连接处，例如切换设备的外壳、罐(可以被理解为金属壳体)、布置在罐内部的支撑框架。
[0033]通常，三相点可以被形成在绝缘杆的一个或两个端部(绝缘杆接触导电元件的位置)处，或者被形成在绝缘杆与切换设备相交的(多个)部分(具有接触或靠近绝缘杆的导电外壳或导电元件)处。
[0034]在示例中，三相点被形成在电绝缘杆与导电支撑构件的连接处，由此三相点是电介质气体、电绝缘杆和导本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电力配电开关设备(100)，包括
‑
气密罐(110)，具有内罐容积(115)，所述内罐容积(115)充满有电介质气体；
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切换设备(120)，被布置在所述内罐容积(115)中；
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电绝缘杆(130)，被布置在所述内罐容积(115)中并且被机械地耦合至所述切换设备(120)，所述杆(130)具有轴线(135)，所述轴线(135)限定轴向方向(z)和径向方向(r)；
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导电支撑构件(140)，所述支撑构件(140)具有轴向延伸的支撑构件开口(145)以用于支撑所述杆(130)；以及
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现场控制器(150)，周向围绕所述支撑构件(140)以电屏蔽所述支撑构件(140)，其中所述杆(130)包括被插入所述支撑构件开口(145)的轴向端部(160)，其中所述轴向端部(160)包括彼此轴向相邻布置的远侧分段(162)和近侧分段(164)，其中所述远侧分段(162)接触所述支撑构件(140)，从而在所述远侧分段(162)与所述支撑构件(140)之间形成绝缘体
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导体界面(170)，并且其中所述近侧分段(164)相对于所述远侧分段(162)径向凹陷，从而形成将所述近侧分段(164)与所述支撑构件(140)分离的径向空间(180)。2.根据权利要求1所述的开关设备(100)，其中所述绝缘体
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导体界面(170)在所述远侧分段(162)的近侧端被暴露于所述电介质气体，或者其中所述径向空间(180)充满有所述电介质气体，或者其中所述绝缘体
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导体界面(170)在所述远侧分段(162)的近侧端被暴露于所述电介质气体，并且所述径向空间(180)充满有所述电介质气体。3.根据权利要求1所述的开关设备(100)，其中所述电绝缘远侧分段(162)、导电支撑构件(140)、以及所述电介质气体相遇的三相点(610)被布置在距所述支撑构件(140)的近侧端一定距离处。4.根据权利要求1所述的开关设备(100)，其中所述径向空间(180)具有至少1mm的径向尺寸(350)，或者其中至少0.1mm的轴向尺寸(360)，或者其中所述径向空间(180)具有至少1mm的径向尺寸(350)和至少0.1mm的轴向尺寸(360)。5.根据权利要求1所述的开关设备(100)，其中所述近侧分段(164)的横截面是圆形的。6.根据权利要求1所述的开关设备(100)，其中所述近侧分段(164)相对于所述远侧分段(162)径向凹陷所述远侧分段(162)的半径(370)的至多一半，或者其中所述径向凹陷的近侧分段(164)的轴向范围使得所形成的径向空间(180)的轴向尺寸(360)是所述远侧分段(162)的半径(370)的至多一半，或者其中所述近侧分段(164)相对于所述远侧分段(162)径向凹陷所述远侧分段(162)的半径(370)的至多一半，并且所述径向凹陷的近侧分段(164)的轴向范围使得所形成的径向空间(...

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