罐體及使用該罐體的滅弧室、高壓開關(guān)裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種罐體及使用該罐體的滅弧室、高壓開關(guān)裝置。滅弧室中吹出側(cè)的出氣部位和罐體本體的內(nèi)壁面之間隔設(shè)有固體絕緣套，固體絕緣套的內(nèi)壁面為用于阻擋吹出側(cè)噴出的絕緣氣體而使噴出的絕緣氣體折流換向的折流面。在使用時(shí)，從動(dòng)接電端的噴口噴射出的絕緣氣體對(duì)斷口中的高壓電弧滅弧后，從動(dòng)接電端和/或靜接電端上的吹出側(cè)噴出，此時(shí)絕緣氣體不但流速和溫度依然較高，而且將夾雜著一些金屬粉塵和電離分解物，此時(shí)高溫高速的混合氣體將碰撞在固定固體絕緣套的折流面上，該折流面將會(huì)對(duì)風(fēng)力強(qiáng)勁的混合氣體起到遏制的作用，以通過碰撞作用使得混合氣體的能量得以釋放，從而避免從吹出側(cè)噴出的混合氣體對(duì)罐體本體的內(nèi)壁面的沖擊侵蝕。
【專利說明】罐體及使用該罐體的滅弧室、高壓開關(guān)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種罐體及使用該罐體的滅弧室、高壓開關(guān)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，在開關(guān)設(shè)備中常用絕緣方式分為氣體絕緣和固定絕緣，氣體絕緣的方式是在滅弧室中充入六氟化硫氣體、氮?dú)獾?，固體絕緣的方式是在滅弧室內(nèi)設(shè)置聚四氟乙烯、電瓷材料、玻璃纖維布、樹脂材料等，而在金屬封閉開關(guān)設(shè)備的對(duì)地絕緣上普遍采用氣體絕緣的方式，其優(yōu)點(diǎn)是氣體的形態(tài)不固定，尤其是采用吹氣滅弧的開關(guān)設(shè)備，氣體絕緣更是起到滅弧的作用。但無(wú)論氣體絕緣采用六氟化硫氣體還是氮?dú)猓浣^緣強(qiáng)度都低于固定絕緣中的固定絕緣材質(zhì)，而絕緣氣體的絕緣性能又會(huì)受到金屬封閉開關(guān)設(shè)備的罐體內(nèi)氣溫、壓力、元件燒蝕的變化影響，致使金屬封閉開關(guān)設(shè)備在同等電壓等級(jí)下采用氣體絕緣的罐體比采用敞開式開關(guān)設(shè)備的罐體外徑大。
[0003]當(dāng)金屬封閉開關(guān)設(shè)備進(jìn)行開斷動(dòng)作時(shí)，從滅弧室的動(dòng)接電端向靜接電端噴放絕緣氣體,絕緣氣體將吹滅靜弧觸頭和動(dòng)弧觸頭之間的電弧,并流經(jīng)靜觸頭座內(nèi)的冷卻通道——靜觸頭座外周上的開口式的出風(fēng)側(cè)或流經(jīng)靜弧觸頭的表面——靜弧觸頭外周上的敞開式的出風(fēng)側(cè)，直接噴射在罐體的內(nèi)壁面上進(jìn)行折流。但因動(dòng)、靜連接端之間高溫電弧會(huì)加熱絕緣氣體，使得絕緣氣體的壓力上升，絕緣能力下降，而滅弧室的動(dòng)接電端利用機(jī)械方式制造壓力差或者利用滅弧室自身壓力差進(jìn)行滅弧，同時(shí)將高溫絕緣氣體吹向滅弧室的靜接電端進(jìn)行冷卻，所以在高溫絕緣氣體冷卻的過程中，氣體會(huì)燒蝕滅弧室的靜接電端的元件，以在靜接電端的氣流通道內(nèi)產(chǎn)生一定量的金屬粉塵和電離分解物，這部分粉塵和分解物以及未徹底冷卻的絕緣氣體將從靜接電端上的出風(fēng)側(cè)直接噴吹到罐體的內(nèi)壁面上，夾雜在絕緣氣體中的粉塵和分解物會(huì)燒灼并侵蝕罐體的罐壁，以致罐體的內(nèi)壁面凹凸不平，重則將引起滅弧室對(duì)地?fù)舸┗蛘叻烹姡詺怏w絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備通常需要通過延長(zhǎng)滅弧室靜端氣流通道來降低絕緣氣體溫度。
[0004]但要在有限的空間內(nèi)延長(zhǎng)氣流通道的話，只能在滅弧室的靜接電端內(nèi)的冷卻通道增加折流板，可是折流板的作用也是有限的，當(dāng)氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備的罐體內(nèi)徑縮小到一定程度時(shí)，對(duì)地絕緣將變得十分敏感，只要有一點(diǎn)絕緣性能的降低，就會(huì)導(dǎo)致對(duì)地放電或者擊穿，此時(shí)有無(wú)折流板對(duì)整個(gè)滅弧室的絕緣性能將影響不大。
[0005]而隨著社會(huì)的進(jìn)步，人口密度的不斷增加，現(xiàn)代社會(huì)對(duì)空間的利用率的要求也隨之提高，以致市場(chǎng)對(duì)金屬封閉開關(guān)設(shè)備的外形尺寸減小的需求越來越高，如電網(wǎng)招標(biāo)要求中，252kV三相分相金屬封閉開關(guān)設(shè)備的寬度已經(jīng)從最初的2300mm降至1500mm，例如以六氟化硫氣體為絕緣介質(zhì)的斷路器，如果滅弧室的自身直徑不縮小，金屬封閉開關(guān)設(shè)備的罐體直徑已經(jīng)降到一個(gè)極限,如果進(jìn)一步縮小罐體直徑,只有增加罐體內(nèi)絕緣氣體壓力，但這種方法不僅浪費(fèi)氣體，而且還對(duì)金屬封閉開關(guān)設(shè)備的安全有影響，畢竟提高設(shè)計(jì)壓力，不僅要增加材料成本，而且還需要更高等級(jí)的專業(yè)資格認(rèn)證。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種避免內(nèi)壁面被高溫的絕緣氣體沖擊灼傷的高壓開關(guān)滅弧室的罐體，同時(shí)還提供了一種使用該罐體的滅弧室及使用該滅弧室的高壓開關(guān)裝置。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明中罐體的技術(shù)方案如下:
罐體，包括供相對(duì)設(shè)置的動(dòng)、靜接電端裝入的罐體本體，罐體本體內(nèi)裝配有用于隔設(shè)在動(dòng)接電端和/或靜接電端的外周上設(shè)置的吹出側(cè)與罐體本體的內(nèi)壁面之間的固體絕緣套，固體絕緣套的內(nèi)壁面為用于阻擋吹出側(cè)噴出的絕緣氣體而使噴出的絕緣氣體折流換向的折流面。
[0008]固體絕緣套的內(nèi)壁的耐熱等級(jí)不低于C級(jí)。
[0009]固體絕緣套由至少兩分套體套裝而成，各分套體中至少兩個(gè)的絕緣等級(jí)不同。
[0010]各分套體中相鄰兩個(gè)的相鄰壁面脹緊配合，最外層的分套體的外周面脹緊或粘接裝配在罐體本體的內(nèi)壁面上。
[0011]各分套體的套壁上開設(shè)有沿軸向延伸的接縫，接縫貫通分套體的兩端的環(huán)端面。
[0012]本發(fā)明中滅弧室的技術(shù)方案如下:
滅弧室,包括罐體,罐體的罐體本體內(nèi)相對(duì)設(shè)置有動(dòng)、靜接電端,動(dòng)接電端和/或靜接電端的外周上設(shè)有供滅弧后的絕緣氣體吹向罐體本體的內(nèi)壁面的敞開式或開口式的吹出側(cè)，罐體本體內(nèi)配有隔設(shè)在吹出側(cè)的出氣部位與罐體本體的內(nèi)壁面之間的固體絕緣套，固體絕緣套的內(nèi)壁面為用于阻擋吹出側(cè)噴出的絕緣氣體而使噴出的絕緣氣體折流換向的折流面。
[0013]固體絕緣套的內(nèi)壁的耐熱等級(jí)不低于C級(jí)。
[0014]吹出側(cè)為處于動(dòng)接電端或靜接電端的外周上的孔口，固體絕緣套的兩端從孔口所處的接電端的兩端伸出。
[0015]固體絕緣套由至少兩分套體套裝而成，各分套體中至少兩個(gè)的絕緣等級(jí)不同。
[0016]本發(fā)明的高壓開關(guān)裝置的技術(shù)方案如下:
高壓開關(guān)裝置，包括滅弧室及其上傳動(dòng)連接的操動(dòng)機(jī)構(gòu)，滅弧室包括罐體，罐體的罐體本體內(nèi)相對(duì)設(shè)置有動(dòng)、靜接電端，動(dòng)接電端和/或靜接電端的外周上設(shè)有供滅弧后的絕緣氣體吹向罐體本體的內(nèi)壁面的敞開式或開口式的吹出側(cè)，罐體本體內(nèi)配有隔設(shè)在吹出側(cè)的出氣部位與罐體本體的內(nèi)壁面之間的固體絕緣套，固體絕緣套的內(nèi)壁面為用于阻擋吹出側(cè)噴出的絕緣氣體而使噴出的絕緣氣體折流換向的折流面。
[0017]本發(fā)明中吹出側(cè)的出氣部位和罐體本體的內(nèi)壁面之間隔設(shè)有固體絕緣套，固體絕緣套的內(nèi)壁面為用于阻擋吹出側(cè)噴出的絕緣氣體而使噴出的絕緣氣體折流換向的折流面。在使用時(shí)，從動(dòng)接電端的噴口噴射出的絕緣氣體對(duì)斷口中的高壓電弧滅弧后，從動(dòng)接電端和/或靜接電端上的吹出側(cè)噴出，此時(shí)絕緣氣體不但流速和溫度依然較高，而且將夾雜著一些金屬粉塵和電離分解物，此時(shí)高溫高速的混合氣體將碰撞在固定固體絕緣套的折流面上，該折流面將會(huì)對(duì)風(fēng)力強(qiáng)勁的混合氣體起到遏制的作用，以通過碰撞作用使得混合氣體的能量得以釋放，從而避免從吹出側(cè)噴出的混合氣體對(duì)罐體本體的內(nèi)壁面的沖擊侵蝕。同時(shí)，固體絕緣套不但能夠加強(qiáng)滅弧室內(nèi)的絕緣強(qiáng)度，而且在混合氣體不斷碰撞固體絕緣套的折流面的情況下，即使折流面變得凹凸不平，也會(huì)因罐體本體的內(nèi)壁面保持完整而使得所處部位的電場(chǎng)保持穩(wěn)定，從而避免了接電端在吹出側(cè)出現(xiàn)電場(chǎng)變化所引起的罐體本體的罐壁被擊穿的問題。
[0018]進(jìn)一步的，出風(fēng)側(cè)為處于動(dòng)接電端或靜接電端的外周面上的孔口，固體絕緣套的兩端從孔口所處的接電端的兩端伸出，這樣在上述混合氣體從開口噴出并在固體絕緣套的折流面上碰撞后，混合氣體會(huì)在折流面的引導(dǎo)下折流，以致混合氣體的流速?gòu)拈_口部位向接電端的兩端逐漸減小，混合氣體中夾雜的金屬粉塵和電離分解物中大部分會(huì)隨著流速的減慢而淤積在開口所處的接電端下方，而開口所處的接電端下方又與固體絕緣套的折流面相對(duì)，以使從混合氣體中分離出的金屬粉塵和電離分解物沉落在固體絕緣套的折流面上，即在接電端下方的沉積物和罐體本體的內(nèi)壁面之間被固體絕緣套隔開，從而使得即使沉積物淤積高度增加到與接電端的外周面接觸的情況，沉積物也不會(huì)將罐體本體和接電端導(dǎo)通，因此進(jìn)一步提高了滅弧室的絕緣性能，避免了滅弧室內(nèi)接電端和罐體本體出現(xiàn)導(dǎo)通的隱患。同時(shí)，從孔口噴出的混合氣體在折流面上向上折流后，將混合氣體中夾雜的金屬粉塵和電離分解物向上吹拂，而金屬粉塵和電離分解物從絕緣氣體中脫離后，將順著折流面的上翹部分滑落到接電端的下方，以使沉積物盡量多的沉積在折流面和接電端之間，進(jìn)一步提高了滅弧室的絕緣性能，避免了金屬粉塵和電離分解物在折流面的兩側(cè)邊緣沉積所造成的，沉積物導(dǎo)通接電端和罐體本體的情況。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明的高壓開關(guān)裝置的實(shí)施例中滅弧室的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020]本發(fā)明中高壓開關(guān)裝置的實(shí)施例:如圖1所示，該高壓開關(guān)裝置是一種高壓斷路器，包括滅弧室及其上傳動(dòng)連接的操動(dòng)機(jī)構(gòu)，操動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)屬于現(xiàn)有技術(shù)，滅弧室主要由罐體、動(dòng)接電端2和靜接電端4構(gòu)成。罐體又是由罐體本體3和固體絕緣套5構(gòu)成，罐體本體3沿左右方向延伸，罐體本體3的兩端分別通過法蘭接口 8螺栓連接有端蓋9，動(dòng)接電端2和靜接電端4在罐體本體3內(nèi)左右相對(duì)的同軸設(shè)置，并在靜接電端4的外周面的底側(cè)位置處開設(shè)有開口朝下的孔口式的吹出側(cè)6。固體絕緣套5套裝在靜接電端4的外周上，固體絕緣套5的內(nèi)壁面為折流面，固體絕緣套5的外周面通過粘接層7粘接固定在罐體本體3的內(nèi)壁面上。
[0021]固體絕緣套5的左右兩端從靜接電端4的左右兩側(cè)伸出。固體絕緣套5由多個(gè)分套體同軸套裝而成，各分套體長(zhǎng)度一致，且各分套體的材質(zhì)不同(如采用環(huán)氧樹脂材料、硫化硅橡膠材料、聚四氟乙烯材料、陶瓷材料等)，即各分套體具有不同的絕緣等級(jí)，這樣就可以利用分套體的不同材質(zhì)所對(duì)應(yīng)的電介質(zhì)，在罐體本體3的罐壁和靜接電端4的外周面之間形成數(shù)個(gè)電容，以改善罐體本體和靜接電端之間的電場(chǎng)，但最內(nèi)層的分套體必須采用耐熱等級(jí)不低于C級(jí)的聚四氟乙烯材料，即使得固體絕緣套5的內(nèi)壁為耐熱等級(jí)不低于C級(jí)的絕緣耐燒蝕層。固體絕緣套5中相鄰兩分套體的相鄰壁面相互脹緊配合，并在各分套體的套壁上開設(shè)有沿軸向延伸的C形的接縫10，接縫10貫通分套體的兩端的環(huán)端面，這樣在進(jìn)行固體絕緣套的裝配時(shí)，各分套體按照從外向內(nèi)的順序依次裝入罐體本體3內(nèi)，而在分套體裝配時(shí)，可先將接縫10兩側(cè)的對(duì)接壁錯(cuò)開，待分套體完全進(jìn)入罐體本體的兩法蘭接口之間后，再將分套體的接縫10兩側(cè)的對(duì)接壁對(duì)接在一起，使得分套體脹緊裝配在對(duì)應(yīng)的內(nèi)壁面上。
[0022]罐體本體3為金屬罐體本體3，罐體本體3的頂部設(shè)有分別連接動(dòng)接電端2的動(dòng)端出線孔和連接靜接電端4的靜端出線孔，動(dòng)端出線孔和靜端出線孔上分別法蘭連接有絕緣盆子I，并在固體絕緣套5的頂部開設(shè)有供靜接線端4的接線結(jié)構(gòu)穿出的穿孔，該穿孔的孔徑和靜端出線孔的孔徑一致。
[0023]靜接電端4外圍的絕緣氣體會(huì)在高溫電弧加熱而出現(xiàn)絕緣性能降低的情況，而固體絕緣套5的折流面覆蓋在靜接電端4的外圍，以使從靜接電端4排出的熱氣流將被固體絕緣套5的折流面阻擋，避免夾雜有金屬粉塵和電離分解物的高溫絕緣氣體直接噴射在罐體本體3的內(nèi)壁面上。在設(shè)定固體絕緣套5的厚度時(shí)，由于固體絕緣套5的絕緣強(qiáng)度取決于其材質(zhì)和厚度，為此特設(shè)定以下步驟來計(jì)算固體絕緣套5的厚度:
計(jì)算方式一:1、按照絕緣氣體在熱氣流的影響下，完全失去絕緣能力為計(jì)算依據(jù)；
2、通過計(jì)算或者試驗(yàn)方式，獲知滅弧室在未加裝固體絕緣套5前，滅弧室能通過對(duì)地雷電和工頻絕緣試驗(yàn)的最低絕緣距離；
3、依據(jù)步驟2中的最低絕緣距離，計(jì)算出罐體本體3內(nèi)需要的固體絕緣套5的厚度，但由于固體絕緣材質(zhì)的絕緣強(qiáng)度不同，所以依據(jù)步驟2中絕緣距離所計(jì)算出的固體絕緣套5的厚度會(huì)隨著材質(zhì)的不同而發(fā)生改變。
[0024]計(jì)算方式二:1、通過計(jì)算或者試驗(yàn)方式，獲知滅弧室在未加裝絕緣耐燒蝕層前，滅弧室能通過型式試驗(yàn)的絕緣距離；
2、依據(jù)步驟I中最低絕緣距離，與方式一中未加裝絕緣耐燒蝕層的最低絕緣距離，進(jìn)行比較，計(jì)算出斷路器內(nèi)需要的固體絕緣套5的厚度。
[0025]因此通過方式二可以最大限度縮小罐體本體3的直徑。
[0026]因?yàn)樗泄腆w絕緣材料依據(jù)生產(chǎn)工藝不同，自身絕緣強(qiáng)度也有很大變化，所以本實(shí)施例只規(guī)定一些常見固體絕緣材料的參考數(shù)值，假設(shè)，六氟化硫的絕緣強(qiáng)度為1，根據(jù)計(jì)算和試驗(yàn)，環(huán)氧樹脂的絕緣強(qiáng)度是4-6，硫化硅橡膠的絕緣強(qiáng)度是3-4，聚四氟的絕緣強(qiáng)度是2-3，瓷質(zhì)絕緣材料的絕緣強(qiáng)度是5-7。
[0027]在組裝該滅弧室時(shí)，可將固體絕緣套5可從罐體本體3左右兩端的法蘭接口 8中任一個(gè)裝入，并通過在罐體本體3的內(nèi)壁面上涂覆粘接層7而將固體絕緣套5固定在指定位置、或者通過在固體絕緣套5的外凸底側(cè)面上涂覆粘接層7而使粘接層7隨同固體絕緣套5 —起進(jìn)入罐體本體3內(nèi)來實(shí)現(xiàn)固體絕緣套5的位置固定,在固體絕緣套5裝配好后,再將動(dòng)接電端2和靜接電端4裝配在罐體本體3內(nèi)，并通過端蓋9和絕緣端子實(shí)現(xiàn)滅弧室的封裝。
[0028]在上述實(shí)施例中，固體絕緣套又兩個(gè)以上分套體脹緊裝配而成，且固體絕緣套通過粘接層粘接固定在罐體本體的內(nèi)壁面上，在其他實(shí)施例中，固體絕緣套也可以直接脹緊裝配在罐體本體的內(nèi)壁面上，即上述實(shí)施例中的粘結(jié)層為固體絕緣套的最外層分套體。另夕卜，固體絕緣套也可以是整體式絕緣套，此時(shí)整個(gè)固體絕緣套將采用同種絕緣耐燒蝕材料。
[0029]在上述實(shí)施例中，靜接電端上的吹出側(cè)為處于其底側(cè)部位的孔口，在其他實(shí)施中，該吹出側(cè)也可以是靜觸頭的外周敞開空間或者靜接電端上開設(shè)的槽口形式的開口等。
[0030]本發(fā)明中滅弧室的實(shí)施例:本實(shí)施例中滅弧室的結(jié)構(gòu)與上述實(shí)施中滅弧室的結(jié)構(gòu)相同，因此不再贅述。
[0031]本發(fā)明中罐體本體的實(shí)施例:本實(shí)施例中罐體本體的結(jié)構(gòu)與上述實(shí)施例中罐體本體的結(jié)構(gòu)相同，因此不再贅述。
【權(quán)利要求】
1.罐體，包括供相對(duì)設(shè)置的動(dòng)、靜接電端裝入的罐體本體，其特征在于，罐體本體內(nèi)裝配有用于隔設(shè)在動(dòng)接電端和/或靜接電端的外周上設(shè)置的吹出側(cè)與罐體本體的內(nèi)壁面之間的固體絕緣套，固體絕緣套的內(nèi)壁面為用于阻擋吹出側(cè)噴出的絕緣氣體而使噴出的絕緣氣體折流換向的折流面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的罐體，其特征在于，固體絕緣套的內(nèi)壁的耐熱等級(jí)不低于C級(jí)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的罐體，其特征在于，固體絕緣套由至少兩分套體套裝而成，各分套體中至少兩個(gè)的絕緣等級(jí)不同。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的罐體，其特征在于，各分套體中相鄰兩個(gè)的相鄰壁面脹緊配合，最外層的分套體的外周面脹緊或粘接裝配在罐體本體的內(nèi)壁面上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的罐體，其特征在于，各分套體的套壁上開設(shè)有沿軸向延伸的接縫，接縫貫通分套體的兩端的環(huán)端面。
6.滅弧室,包括罐體,罐體的罐體本體內(nèi)相對(duì)設(shè)置有動(dòng)、靜接電端,動(dòng)接電端和/或靜接電端的外周上設(shè)有供滅弧后的絕緣氣體吹向罐體本體的內(nèi)壁面的敞開式或開口式的吹出側(cè)，其特征在于，罐體本體內(nèi)配有隔設(shè)在吹出側(cè)的出氣部位與罐體本體的內(nèi)壁面之間的固體絕緣套，固體絕緣套的內(nèi)壁面為用于阻擋吹出側(cè)噴出的絕緣氣體而使噴出的絕緣氣體折流換向的折流面。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的滅弧室，其特征在于，固體絕緣套的內(nèi)壁的耐熱等級(jí)不低于C級(jí)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的滅弧室，其特征在于，吹出側(cè)為處于動(dòng)接電端或靜接電端的外周上的孔口，固體絕緣套的兩端從孔口所處的接電端的兩端伸出。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7或8所述的滅弧室，其特征在于，固體絕緣套由至少兩分套體套裝而成，各分套體中至少兩個(gè)的絕緣等級(jí)不同。
10.高壓開關(guān)裝置，包括滅弧室及其上傳動(dòng)連接的操動(dòng)機(jī)構(gòu)，滅弧室包括罐體，罐體的罐體本體內(nèi)相對(duì)設(shè)置有動(dòng)、靜接電端，動(dòng)接電端和/或靜接電端的外周上設(shè)有供滅弧后的絕緣氣體吹向罐體本體的內(nèi)壁面的敞開式或開口式的吹出側(cè)，其特征在于，罐體本體內(nèi)配有隔設(shè)在吹出側(cè)的出氣部位與罐體本體的內(nèi)壁面之間的固體絕緣套，固體絕緣套的內(nèi)壁面為用于阻擋吹出側(cè)噴出的絕緣氣體而使噴出的絕緣氣體折流換向的折流面。
【文檔編號(hào)】H01H33/53GK104362031SQ201410602003
【公開日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月31日
【發(fā)明者】林麟, 沙云鵬, 何保營(yíng), 姚鋒娟, 張琳, 許承艷 申請(qǐng)人:平高集團(tuán)有限公司, 國(guó)家電網(wǎng)公司