真空断续器组件、包括该组件的开关设备及其配置方法技术

本公开涉及真空断续器组件、包括该组件的开关设备及其配置方法。提供了一种真空断续器VI组件和一种VI组件的配置方法。VI组件包括具有固定触头、可移动触头以及蒸气屏蔽件的VI。固定触头和可移动触头限定接触区域。蒸气屏蔽件围绕接触区域布置。可移动触头能够沿着VI的轴线A相对于固定触头移动。VI组件还包括包含导电材料的至少一个场耦合器。固定触头和蒸气屏蔽件相对于彼此具有预先确定的固定触头

【技术实现步骤摘要】
真空断续器组件、包括该组件的开关设备及其配置方法


[0001]本专利技术总体涉及真空断续器，更具体涉及包括场耦合器的真空断续器组件。

技术介绍

[0002]真空断续器(VI)用于用或不用气体绝缘的广泛多种的开关设备，例如，紧凑的中压和高压开关设备。典型的VI具有在接触区域中与可移动触头(非固定触头)相对的固定触头(固定触头)。通过移动可移动触头远离固定触头，接触区域中的触头之间的空间增加并中断流过触头的电流。当触头以这种方式断开时，在触头之间发生放电(即，电弧放电)，并且部分触头由于放电而被蒸发。在接触区域周围提供蒸气屏蔽件，用于将VI封壳与金属蒸气屏蔽开。
[0003]具体地，在其中要求部件小型化的情况下，这种配置中可能发生电场的非期望畸变。电场畸变源于例如VI的内部非对称性、诸如汇流排之类的其他开关设备部件(即，开关设备元件)与封壳之间的耦合等。当电场发生畸变时，VI作为整体的介电性能受损。
[0004]US 4,002,867A公开了一种具有带涂层的冷凝屏蔽件的VI，该涂层直接掌控蒸气屏蔽件的电位。这种现有技术需要附加涂层，这对于涂覆而言可能较为繁琐。
[0005]US 2005/082260 A1公开了一种屏蔽件封装VI。两个相对的电压屏布置在真空腔室中。半导体涂层施加到真空腔室的暴露的中心部分。再者，该现有技术需要附加涂层，这可能较为繁琐。
[0006]US 10,818,455 B2公开了一种VI，具有围绕VI的弹性绝缘套筒、围绕VI模制的绝缘壳体、以及各自包括内电极和外电极的一对分级电容器。电极之间的绝缘是在模制壳体时模制的壳体的固体绝缘。场分级电容器的电容基本上彼此相等。该现有技术要求在制造VI时将场分级电容器的电极模制到绝缘壳体中。而且，场分级电容器没有考虑非对称场畸变。
[0007]本专利技术要解决的问题
[0008]真空断续器通常用于不同种类的开关设备，因此产生不同的电气环境。不同的特性可能导致同一个真空断续器在不同的布置中(例如，在不同种类和/或配置)的开关设备中具有不同的介电特点。上文所讨论的现有技术要求在制造VI时存在考虑到场畸变的任何元件，或在制造过程之后应用这些元件可能较为繁琐。需要一种真空断续器组件或一种真空断续器组件的配置方法，其中真空断续器具有适合于电气环境的有利介电特性。

技术实现思路

[0009]根据本专利技术的一个方面，提供了一种真空断续器VI组件。VI组件包括VI和至少一个场耦合器，该至少一个场耦合器包括导电材料。VI具有可移动触头，该可移动触头能够沿着VI的轴线相对于固定触头移动。固定触头和可移动触头限定接触区域。固定触头处于本文中被称为固定触头电位的电气电位上。可移动触头处于本文中被称为可移动触头电位的电气电位上。蒸气屏蔽件布置在接触区域周围。固定触头和蒸气屏蔽件具有预先确定的互
电容，该预先确定的互电容被定义为固定触头
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蒸气屏蔽件电容。可移动触头和蒸气屏蔽件具有预先确定的互电容，该预先确定的互电容被定义为可移动触头
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蒸气屏蔽件电容。场耦合器被布置和配置为：使得它将场耦合器电容添加到固定触头
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蒸气屏蔽件电容和可移动触头
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蒸气屏蔽件电容中的至少一个，使得所得固定触头
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蒸气屏蔽件电容与可移动触头
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蒸气屏蔽件电容基本上相等。
[0010]固定触头
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蒸气屏蔽件电容是在固定触头与蒸气屏蔽件之间建立的电容。可移动触头
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蒸气屏蔽件电容是在可移动触头与蒸气屏蔽件之间建立的电容。固定触头
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蒸气屏蔽件电容和可移动触头
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蒸气屏蔽件电容不必通过它们的精确值获知，而是在偏差范围内，例如，由于诸如测量偏差、相对于实际的模拟偏差等之类的寄生误差。偏差范围例如是相应电容的真实值的20％或更小，优选地，真实值的10％或更小。
[0011]如本文中所使用的，基本上相等包括与完全相等的一定偏差；然而，电容具有彼此足够接近的值，使得减轻了对VI的介电行为的有害影响。在一个示例中，如本文中所使用的，基本上相等包括与完全相等的偏差为约10％或更小；在另一示例中，如本文中所使用的，基本上相等包括与完全相等的偏差为约20％或更小。
[0012]由本文中所公开的技术提供的效果在于，通过增加场耦合器电容，场耦合器在一定程度上平衡了VI中的电场的场非对称性，并且屏蔽了例如VI实际安装在其中的开关设备的场畸变效应。这可以有助于减小蒸气屏蔽件电位到不利值的偏移，并且减小触头上的电场强度。例如，显著降低了其中安装有VI组件的实际开关设备中的最大场应力。
[0013]在一个实施例中，提供了一个场耦合器，并且该场耦合器以流电方式(galvanically)连接到可移动触头电位或固定触头电位。在其中场耦合器以流电方式连接到可移动触头电位的变型中，场耦合器电容被配置为：使得它基本上是固定触头
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蒸气屏蔽件电容与可移动触头
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蒸气屏蔽件电容之间的差。在其中场耦合器以流电方式连接到固定触头电位的变型中，场耦合器电容被配置为：使得它基本上是可移动触头
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蒸气屏蔽件电容与固定触头
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蒸气屏蔽件电容之间的差。
[0014]在一个实施例中，提供了两个场耦合器，两个场耦合器中的第一场耦合器以流电方式连接到可移动触头电位，而两个场耦合器中的第二场耦合器以流电方式连接到固定触头电位。第一场耦合器的场耦合器电容和第二场耦合器的场耦合器电容被配置为：使得可移动触头
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蒸气屏蔽件电容和第一场耦合器的场耦合器电容之和基本上是固定触头
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蒸气屏蔽件电容和第二场耦合器的场耦合器电容之和。
[0015]在一个实施例中，提供了多个场耦合器。在实施例的第一变型中，n个场耦合器以流电方式连接到可移动触头电位，每个场耦合器对可移动触头场耦合器电容做出贡献并且对其求和，其中n是等于或大于1的整数，其中可移动触头场耦合器电容被配置为基本上是固定触头
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蒸气屏蔽件电容与可移动触头
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蒸气屏蔽件电容之间的差。在实施例的第二变型中，n个场耦合器以流电方式连接到固定触头电位，每个场耦合器对固定触头场耦合器电容做出贡献并且对其求和，其中n是等于或大于1的整数，其中固定触头场耦合器电容被配置为基本上是可移动触头
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蒸气屏蔽件电容与固定触头
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蒸气屏蔽件电容之间的差。在组合第一变型和第二变型的实施例的第三变型中，固定触头场耦合器电容和可移动触头场耦合器电容被配置为：使得可移动触头场耦合器电容和可移动触头
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蒸气屏蔽件电容之和基本上是固定触头场耦合器电容和固定触头
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蒸气屏蔽件电容之和。
[0016]在一个实施例中，提供了一种浮动场耦合器。浮动场耦合器在浮动电位上，即，没有以流电方式连接到VI的任何限定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种真空断续器VI组件，包括：真空断续器VI，具有在固定触头电位上的固定触头、在可移动触头电位上的可移动触头，所述固定触头和所述可移动触头限定接触区域；并且具有围绕所述接触区域布置的蒸气屏蔽件，其中所述可移动触头能够沿着所述VI的轴线相对于所述固定触头移动；至少一个场耦合器，包括导电材料；其中所述固定触头与所述蒸气屏蔽件相对于彼此具有预先确定的固定触头
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蒸气屏蔽件电容，所述可移动触头与所述蒸气屏蔽件相对于彼此具有预先确定的可移动触头
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蒸气屏蔽件电容，并且所述场耦合器被布置和配置为：使得所述场耦合器将场耦合器电容添加到所述固定触头
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蒸气屏蔽件电容和所述可移动触头
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蒸气屏蔽件电容中的至少一个电容，以使所述固定触头
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蒸气屏蔽件电容和所述可移动触头
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蒸气屏蔽件电容基本上相等。2.根据权利要求1所述的VI组件，其中所述场耦合器以流电方式连接到所述可移动触头电位，并且所述场耦合器电容被配置为：使得所述场耦合器电容基本上是所述固定触头
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蒸气屏蔽件电容与所述可移动触头
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蒸气屏蔽件电容之间的差。3.根据权利要求1所述的VI组件，其中所述场耦合器以流电方式连接到所述可移动触头电位，并且所述场耦合器电容被配置为：使得蒸气屏蔽件
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接地电容小于所述可移动触头
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蒸气屏蔽件电容与所述场耦合器电容之和。4.根据权利要求1所述的VI组件，其中所述场耦合器以流电方式连接到所述固定触头电位，并且所述场耦合器电容被配置为：使得所述场耦合器电容基本上是所述可移动触头
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蒸气屏蔽件电容与所述固定触头
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蒸气屏蔽件电容之间的差。5.根据权利要求1所述的VI组件，包括两个场耦合器，其中所述固定触头
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蒸气屏蔽件电容其中：所述两个场耦合器中的第一场耦合器以流电方式连接到所述可移动触头电位，所述两个场耦合器中的第二场耦合器以流电方式连接到所述固定触头电位，所述第一场耦合器的场耦合器电容和所述第二场耦合器的场耦合器电容被配置为：使得所述可移动触头
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蒸气屏蔽件电容与所述第一场耦合器的所述场耦合器电容之和基本上是所述固定触头
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蒸气屏蔽件电容与所述第二场耦合器的所述场耦合器电容之和。6.根据权利要求1所述的VI组件，包括n个场耦合器，所述n个场耦合器以流电方式连接到所述可移动触头电位，每个场耦合器对可移动触头场耦合器电容做出贡献并且对所述可移动触头场耦合器电容进行求和，其中n是大于1的整数，其中所述可移动触头场耦合器电容被配置为：使得所述可移动触头场耦合器电容基本上是所述固定触头
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蒸气屏蔽件电容与所述可移动触头
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蒸气屏蔽件电容之间的差。7.根据权利要求1所述的VI组件，包括n个场耦合器，所述n个场耦合器以流电方式连接到所述固定触头电位，每个场耦合器对固定触头场耦合器电容做出贡献并且对所述固定触
头场耦合器电容进行求和，其中n是大于1的整数，其中所述固定触头场耦合器电容被配置为：使得所述固定触头场耦合器电容基本上是所述可移动触头
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蒸气屏蔽件电容与所述固定触头
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蒸气屏蔽件电容之间的差。8.根据权利要求1所述的VI组件，所述VI组件包括n个场耦合器，所述n个场耦合器以流电方式连接到所述可移动触头电位，每个场耦合器对可移动触头场耦合器电容做出贡献并且对所述可移动触头场耦合器电容进行求和，其中n是大于1的整数，其中所述可移动触头场耦合器电容被配置为：使得所述可移动触头场耦合器电容基本上是所述固定触头
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蒸气屏蔽件电容与所述可移动触头
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蒸气屏蔽件电容之间的差，并且所述VI组件包括m个场耦合器，所述m个场耦合器以流电方式连接到所述固定触头电位，每个场耦合器对固定触头场耦合器电容做出贡献并且对所述固定触头场耦合器电容进行求和，其中m是大于1的整数，其中所述固定触头场耦合器电容被配置为：使得所述固定触头场耦合器电容基本上是所述可移动触头
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蒸气屏蔽件电容与所述固定触头
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蒸气屏蔽件电容之间的差，其中所述固定触头场耦合器电容和所述可...

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