本发明专利技术涉及高压设备。提供一种高压设备（１００），其包括：导电元件（１２１；１２２；１２３），用于传导高压电流；以及至少一个瞬态减少单元（１２０，１３０），用于通过生成飞弧减少现有的非常快速传播的瞬态的电压峰值，所述瞬态减少单元具有至少一个飞弧发生表面（１３１；１３１ａ；１３１ｂ；１３１ｃ）。所述至少一个瞬态减少单元的所述至少一个飞弧发生表面定位在所述导电元件的附近，使得当所述瞬态减少单元和瞬态导电元件之间的电位差高于阈值时，即非常快速的瞬态发生时，在所述瞬态减少单元和所述导电元件之间发生飞弧。进一步提供了一种给高压设备配备瞬态减少单元的方法。
【技术实现步骤摘要】
本公开通常涉及一种高压设备以及给高压设备配备用于减少非常快速的瞬态 (VFT, very fast transient)的装置的方法。更具体而言，本公开涉及一种高压切换 (switching)或导电(conducting)设备，其具有用于减少非常快速的瞬态的装置，以及用 于给切换或导电设备配备用于减少VFT的装置的方法。
技术介绍
在高压气体绝缘开关设备(gas-insulated switchgear)中用隔离开关 (disconnector)进行切换操作将产生非常快速的瞬态，其以行波的形式传播通过气体绝缘 开关设备(GIS)。根据切换的情况并且由于反射和叠加，VFT的峰值可以达到高达GIS的基 本绝缘水平(BIL)的值。具体地，VFT的高上升率(例如在IOns以内大约为200kV)可以 导致直接连接到GIS的设备(例如高压变压器)的故障。因此现有技术的正在进行中的目标是避免非常高的VFT的生成或者应用导致VFT 的生成 可能少的解决方案。为了这样做，超高压(UHV)电平(例如超过大约550kV)下的 隔离开关通常装备有几百欧姆到1千欧姆的VFT阻尼电阻器。平行于隔离开关的主触点， 提供了另外的触点，在此触点上定位了电阻器。这个触点上通常被提供有间隙从而使电流 流经飞弧(arcing)。这个布置是这样的，当隔离开关闭合时，首先触点沿着包括电阻器的 路径被接合。流经隔离开关的电流因此相比较于当隔离开关完全闭合时的情形而被减少。 因此，通过提供这两个电路，流过隔离开关的电流的突然升高可以被柔和化。这导致减少的 VFT的生成。然而，这些电阻器被通常布置在隔离开关的触点系统上。他们因此极大的增加了 隔离开关的尺寸和复杂性。另外，他们无益于减少现有的VFT但是目的仅在于在切换期间 生成更小的VFT。进一步地，在GIS设计中，在有源(active)部分中的触点(例如汇流排中的插头) 或者例如隔离开关的开关设备的触点被金属屏蔽(shield)所屏蔽。这些屏蔽目的在于提 供好的介电设计。它们被布置成这样的方式，没有电流流经它们并且没有有源交互作用，例 如任何导电元件的飞弧。
技术实现思路
鉴于以上，提供一种高压设备，其包括用于传导高压电流的导电元件以及至少一 个瞬态减少单元，该至少一个瞬态减少单元用于通过生成飞弧减少非常快速传播的瞬态的 电压峰值，该瞬态在导电元件方向上传播，据此，瞬态减少单元具有至少一个飞弧发生表面 以及至少一个导电性地连接于导电元件的永久(permanent)电触点部分。所述至少一个瞬 态减少单元的所述至少一个飞弧发生表面定位在所述导电元件的附近，使得当所述瞬态减 少单元和所述导电元件之间的瞬态电位差高于阈值时，在所述瞬态减少单元和所述导电元 件之间在VFT应力(stress)下发生有意的飞弧。所述阈值取决于将被减少的VFT的类型和在瞬态减少单元和导电元件之间生成 的电场的强度，电场在飞弧过程中是必需的。从而，依据本专利技术的有创造性的实施例包括多 个瞬态减少单元，其中至少两个瞬态减少单元在其几何形状和/或尺寸上彼此不同。用于 瞬态减少单元或用于其的部件/部分的几何形状和/或材料的选择是可选的，以针对VFT 定制不同的瞬态减少单元的所期望的不同的行为(behaviour)。这一实施例有助于成功减 少多种VFT。取决于设想的VFT和/或其它特性，所述阈值在大约5kV至大约IOOkV的范围内， 尤其在大约IOkV到大约SOkV的范围内。瞬态减少单元赋予导电元件局部上不同的几何形状。瞬态减少单元具被成型且定 制尺寸使得沿着导电元件的至少一个VFT波的波导传播受影响，例如在其中VFT波被抑制 (dampen)，即被减少或阻止。这种抑制效应通过局部有意的电弧放电而实现，该电弧放电是 在所述至少一个飞弧发生表面和在其附近的导电元件的最接近部分之间，因为飞弧消耗了 VFT的能量的一部分，导致了被平滑化的整体电压过程(overall voltage course) 0当非常快速的瞬态波通过瞬态减少单元的永久电触点部分时，通过由瞬态减少单 元提供的局部不同的几何形状，引起波导阻抗上的变化，所述非常快速的瞬态波被理解为 非谐波脉冲而不是单个单频率的波。所述局部不同的几何形状修改了波的传播，因为VFT 波的一部分被分离出导电元件并被引导至瞬态减少单元的导电主体内。在VFT波先通过永 久电触点部分并且后通过飞弧发生表面的情况下 ，在VFT波被分离出的部分到达飞弧发生 表面之前，VFT波进一步沿着导电元件非常快速地传播并离开瞬态减少单元的区域。这个时 间偏差/延迟导致导电元件和瞬态减少单元的导电主体沿着瞬态减少单元被布置的区域 在非常短的时间内(通常在几纳秒之内)的显著不同的电位。由于在给定的时间上在位于 导电元件和瞬态减少单元的飞弧发生表面之间的间隙处的瞬态电位差，对于特定的VFT引 起不同表达的飞弧。所述瞬态电位差在之后也被称作Udiff。这些不同电位差即Udiff在瞬态 减少单元和导电元件之间引起电场。如之前所述，所述电场后来通过电弧放电被减少。VFT 抑制的效率主要取决于VFT的脉冲陡度以及其最大值。Udiff越高，在间隙处发生的飞弧强 度越大，并且因而VFT抑制得越好。由于导电元件和瞬态减少单元的导电主体之间的电位在非常短的时间内相互间 不同，也在VFT波先通过飞弧发生表面和后通过永久电触点部分的情况下形成电场。因此， 如果VFT在导电元件中沿与之前记载的相反的方向传播，也会发生飞弧。瞬态减少单元的几何形状限定了电场强度，并取决于像将被减少的VFT波的频率 或频率范围这样的参数和气体绝缘装置的选择，根据其介电值，该气体绝缘装置存在于飞 弧发生表面和导电元件之间的间隙处使得飞弧发生。所述至少一个飞弧发生表面和所述至少一个永久电触点部分(在此处瞬态减少 单元导电性地连接到导电元件)彼此偏离了比待抑制的VFT波的波长更短的距离。所述距 离在VFT波传播方向上延伸，即在由导电元件限定的纵轴方向上延伸。这种轴向偏离形成 了待生成的电场的参数。从而，所述轴向偏离以及飞弧发生表面和导电元件之间的间隙尺寸构成瞬态减少 单元的所述几何形状的决定性参数。进一步，决定性参数是飞弧发生表面和导电元件之间 的间隙的形状加上瞬态减少单元的内部容积(volume)的尺寸。所述容积主要由瞬态减少单元的壳状中间部分的主体和导电元件本身以及在飞弧发生表面和导电元件之间的间隙 处的开口来限定。在GIS环境内，内部容积包括绝缘气体，其被允许通过间隙在内部容积内 流通(circulate)并且从内部容积中流通出来。对于限定瞬态减少单元的谐振频率fres，所述内部容积以及所述间隙的几何形状 是决定性的，使得VFT的能量能被最佳地消除。下面的定律适用于谐振器的谐振频率fres， 其中L是单元的等效集中(lumped)电感而C是单元的等效集中电容_ 1 下文中，术语“间隙的几何形状”被理解为在飞弧发生表面和导电元件的表面之间 形成的间隙的尺寸和形状。在VFT的抑制方面，有利的是具有在VFT频率范围的较低部分 内的谐振频率，VFT的最主要的分量位于该较低部分。由于该单元的电场局限在狭窄的间隙容积，瞬态抑制单元的等效集中电容由飞弧 间隙的尺寸和形状确定。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高压设备（１００），包括：导电元件（１２１；１２２；１２３），用于传导高压电流；以及至少一个瞬态减少单元（１２０，１３０），用于通过生成飞弧来减少现有的非常快速传播的瞬态的电压峰值，所述瞬态减少单元具有至少一个飞弧发生表面（１３１；１３１ａ；１３１ｂ；１３１ｃ；１３１ｄ；１３１ｅ）和至少一个导电性地连接到导电元件（１２１；１２２；１２３）的永久电触点部分（１５０）；其中，所述至少一个瞬态减少单元（１３０）的所述至少一个飞弧发生表面（１３１；１３１ａ；１３１ｂ；１３１ｃ）定位在所述导电元件（１２１；１２２；１２３）的附近，使得当所述瞬态减少单元和所述导电元件之间的瞬态电位差高于阈值时，在位于所述瞬态减少单元和所述导电元件之间的间隙（３０３）中发生飞弧。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：W霍劳斯，J斯马吉克，J科斯托维奇，
申请(专利权)人：ABB技术有限公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]
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