在气体绝缘电路中的导电体制造技术

本发明专利技术涉及在气体绝缘电路中的导电体。具有至少一个导电体(10)的高压或中压开关设备区段(1)，其借助于绝缘气体电绝缘地布置在开关设备区段的金属密封的罩壳中。导电体(10)包括至少一个导体分段，其在纵向方向(Y)上延伸并且从具有恒定横截面的至少一个轮廓中制造。导电体(10)的轮廓横截面具有高度(16)，其至少是轮廓横截面的宽度(18)的两倍。至少一个导体横截面的外表面这样设计它的尺寸和相对于重力的作用方向的取向并且在罩壳中取向，使得在导电体(10)的公称操作中，在外表面上自动产生绝缘气体的自由对流，其具有在与重力的作用方向相反的方向上的方向分量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及气体绝缘开关设备的导电体，尤其涉及气体绝缘高压或中压开关设备 的导电体。这种导电体用于在开关设备内部传递额定功率，所以它们也称为公称导体、初级 相导体或初级导体。
技术介绍
典型地，用于在以下简称为GIS的气体绝缘电路中传递额定电流的导电体在管形 罩壳中被引导。由于对于更小的但是强大的用于中压和高压设备的GIS的增加的需要，GIS的紧 凑性具有关键的意义。紧凑性可以这样实现，即导电体利用适合的绝缘气体，通常为六氟化 硫(SF6)，从经常位于地电位的罩壳电绝缘。因为罩壳中填充有处于多个巴压力下的绝缘气体或绝缘气体，所以尤其在高压开 关设备中出于压力技术的原因，罩壳经常使用环形横截面。对此，具有同样圆形的或环形的 导体横截面的柱形导电体通常用于每个电相。如果仅仅一个导电体布置在罩壳中，则这称为单相密封系统，而具有不同电位的 但是布置在共同罩壳中的三个导电体称为三相密封系统。当现在从具有相同的保护气体和相同的结构以及相同的材料的GIS中要求更高 的电功率时，这通常对GIS的尺寸产生负面效果，这是因为GIS由于增大的罩壳直径可变得 更不紧凑。
技术实现思路
因此本专利技术的目的是提供具有至少一个导电体的气体绝缘高压开关设备区段， 其使在初级导体中能够一定程度提升额定或公称功率，而不强制要求增大罩壳尺寸。另外 的目的是提供设置用于安装在存在的气体绝缘开关设备中的导电体，其使能够在相同的罩 壳中一定程度提升GIS的额定功率。另外的目的在于，提供用于冷却气体绝缘开关设备的 至少一个导电体的方法，其允许GIS的额定功率的功率提升，而由于功率提升罩壳尺寸的 增大不是不可避免的。关于高压开关设备区段和/或对于具有这种高压开关设备区段的气体绝缘开关 设备，该目的通过根据权利要求1或15的导电体而实现。根据欧姆定律，对于相同的导电体质量，即对于相同的导体材料，功率提升导致更 多的损失。该损失表现为热，其通常通过导电体的热辐射和热对流通过罩壳和围绕罩壳的 空气散发。在例如GIS应用中绝缘气体SF6的绝对压力通常等于或大于大约200000帕(大 约2巴)，那么导电体冷却的对流分量远大于热辐射分量。本专利技术的意图在于，尽管在开关设备区段中仅仅少量的导体结构空间供导电体的 布置和设计使用，但是尽可能利用现有隔离气体将至少一个导电体的更大的损失能量传递 到罩壳上。本专利技术由此利用两个物理效应。第一个物理效应在于，在GIS的布置成相对于地表面大致水平伸延的罩壳分段中，在操作情况下，即在公称负载(持续负载)的情况下， 绝缘气体具有温度梯度。由此，在气体绝缘开关设备的至少一个长度分段中在横截面中观 察，绝缘气体具有在与重力的方向相反的方向上伸延的温度梯度。由此，在横截面中通过罩 壳观察的罩壳上半部的温度高于罩壳下半部。趋肤效应形成第二个效应，其导致电流穿透 到导电体中的深度对于例如50到60Hz的更高频率的交变电流较小。 在基础实施例中，根据本专利技术的高压开关设备区段具有至少一个导电体，其借助 于绝缘气体电绝缘地布置在开关设备分段的金属密封罩壳中。绝缘气体例如为空气、02、 Ar、CO、CO2, He、N2, SeF6, NH3> C2F6, C3F8, CF3I> CF4或从这些气体的至少两种中的气体混合 物。高压开关设备区段理解为简称为GIS的绝缘气体开关设备的在公称导体的方向 上延伸的分段。作为这种高压开关设备区段的代表性示例，本文称为变电站的开关板或汇 流排。本文中高压理解为至少1000伏(IkV)的根据DIN VDE的操作或公称电压。由此导电体具有至少一个导体分段，其在纵向(Z)上延伸。导电体从具有恒定横 截面的轮廓(根据实施例从半成品轮廓)制造。由此，导电体的轮廓横截面具有至少两倍 于轮廓横截面的宽度的高度。在导电体的基础实施例中，它是具有矩形的或矩形状的轮廓 横截面的平坦导体，其中，它的在纵向方向上延伸的棱边/角由于介电原因而倒圆角。根据实施例，轮廓或半成品甚至可以是标准轮廓，例如为挤压铝或铜轮廓。至少一 个导体分段的外表面的尺寸(和相对于重力的取向)这样测定并且在罩壳中取向，使得在 至少一个导电体的公称操作中在外表面处自动产生绝缘气体的自由对流，具有在与重力的 作用方向相反的方向上的方向分量。外表面在导电体的周向方向上延伸。这使例如在利用 SF6绝缘的高压GIS应用中，通过自由对流，至少一个导电体的通过电损失产生的热量的至 少60%能够借助于热对流从至少一个导体分段的外表面散发到绝缘气体处并且从绝缘气 体散发到罩壳处。电损失由此理解为导体损失和存在的任何接触损失。换言之，在开关设备的操作中，通过对流产生的气体运动将稍微更冷的绝缘气体 从在被罩壳包围的气体室的内部的邻近地中点的地点、在罩壳的内部的远离地中点的地点 (在此处存在稍微更高的温度)的方向上运输。如图所示，对流至少在气体绝缘开关设备的 公称操作中将较冷的绝缘气体没有抽吸地并且自动地从冷气池运输到高压开关设备区段 的更暖区。导体横截面根据需要可选择并且可具有广泛不同的横截面形式。根据实施例和 要求，导体横截面也可由不同的轮廓或混合的轮廓分段形成。此外，导电体还可在多于一个 方向上延伸，诸如在支路、支撑件、套管等等中。只要需要，导电体也可通过围绕它的纵轴线 旋转而产生(扭曲的)。导电体的这种旋转的实施例在导电体的垂直取向中从热观点尤其 有意义。当它的纵轴线布置在诸如重力的作用方向上时，因此这意味着如此。唯一关键的是，导电体的至少一个分段满足关于自由气体对流的形成的产生/促 进的条件。而且还要注意，根据本专利技术的高压开关设备区段不仅仅限制于导体的流径在地表 面的方向上水平地延伸的应用，而且在垂直方向上或在与重力的作用方向成角度伸延的方 向上。对于具有增加的垂直分量的导电体的取向，即与重力的方向成角度，轮廓横截面的可能的横截面形式的自由度增加，这是因为自由对流至少部分地在轮廓建立的方向上伸延并 且因此环流和因此在外表面的分段中的冷却效果不会或至少仅仅略微受到损害。具有从半成品，尤其是轮廓中制造的导电体的根据本专利技术的高压开关设备区段导 致以下优点第一，由半成品制造的导电体典型地比特殊轮廓或模制轮廓在形状和尺寸上更加 稳定。这允许更好地利用用于在高压开关设备区段中相排的布置的经常受限制的结构空 间。第二，由半成品制造的导电体典型地非常适合于弯曲，例如为了直角地从剩余的 导体主体制造联接柄。这在具有平坦轮廓的导电体的实施例中特别有利。第三，作为平坦轮廓的导电体的实施例使能够非常简单并且因此成本低地加工， 例如以打孔或铣削的形式等等。第四，作为平坦轮廓的导电体的实施例使存储和装配简便。第五，在翻新改进过程期间在保留旧的罩壳情况下通过将一个/多个旧导电体更 换成根据本专利技术的一个/更多个导电体可实现公称功率的增加或提高。在以标准轮廓的形式的导电体的应用中，还产生附加优点，例如a)标准轮廓甚至在小批量中，也就意味着需要更少的仪器，比特殊轮廓或模制轮 廓成本低很多。b)在具有广泛不同的电导和广泛不同的质量中典型地可利用电工业的标准轮廓。 相反，不是所有的导体合金能够同样经济地进行铸造。因此，选择标准轮廓用于导体/多个 导体造成更大的设计自由，这允许在铸造的导体部件中不本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种高压或中压开关设备区段（１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ），其具有至少一个导电体（２，２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈ，２ｉ，２ｋ，２ｍ，２ｎ，２ｐ，２ｑ，２ｒ），所述导电体借助于绝缘气体电绝缘地布置在所述开关设备区段（１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ）的金属密封的罩壳（４，４ａ，４ｂ）中，其中，所述导电体包括至少一个导体分段（３７），其在纵向方向（Ｙ）上延伸，并且其中，所述导电体从具有恒定轮廓横截面的至少一个轮廓中制造，并且所述轮廓横截面具有高度（６），其至少是所述轮廓横截面的宽度（７）的两倍，并且其中，所述至少一个导体分段（３７）的在所述高度（６）的方向上延伸的至少一个外表面分段（９，１０）具有定向在重力（１３）的作用方向上的方向分量（１８），并且其中，对于在所述至少一个导体分段（３７）中的每个轮廓横截面（Ｃ），由所述导电体的与所述绝缘气体接触的轮廓横截面的周长（Ｕ）形成的商（Ｚ），对于所述至少一个导体分段（３７）的每米长度至少是７５并且至多是３００。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：D·萨西尔，
申请(专利权)人：ABB技术有限公司，
类型：发明
国别省市：CH