一種高壓開關裝置及其滅弧室、罐體的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高壓開關裝置及其滅弧室、罐體。罐體內裝配有隔設在靜接電端上的吹出側的出氣部位和罐體本體的內壁面之間的固體絕緣層，固體絕緣層朝向吹出側的側面為折流面。在使用時，從動接電端的噴口噴射出的絕緣氣體對斷口中的高壓電弧滅弧后，從動接電端和/或靜接電端上的吹出側噴出，此時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，此時高溫高速的混合氣體將碰撞在固定固體絕緣層的折流面上，該折流面將會對風力強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，從而避免從吹出側噴出的混合氣體對罐體本體的內壁面的沖擊侵蝕。
【專利說明】—種高壓開關裝置及其滅弧室、罐體

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高壓開關裝置及其滅弧室、罐體。

【背景技術】
[0002]目前，在開關設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、氮氣等，固體絕緣的方式是在滅弧室內設置聚四氟乙烯、電瓷材料、玻璃纖維布、樹脂材料等，而在金屬封閉開關設備的對地絕緣上普遍采用氣體絕緣的方式，其優(yōu)點是氣體的形態(tài)不固定，尤其是采用吹氣滅弧的開關設備，氣體絕緣更是起到滅弧的作用。但無論氣體絕緣采用六氟化硫氣體還是氮氣，其絕緣強度都低于固定絕緣中的固定絕緣材質，而絕緣氣體的絕緣性能又會受到金屬封閉開關設備的罐體內氣溫、壓力、元件燒蝕的變化影響，致使金屬封閉開關設備在同等電壓等級下采用氣體絕緣的罐體比采用敞開式開關設備的罐體外徑大。
[0003]當金屬封閉開關設備進行開斷動作時，從滅弧室的動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弧觸頭之間的電弧,并流經(jīng)靜觸頭座內的冷卻通道——靜觸頭座外周上的開口式的出風側或流經(jīng)靜弧觸頭的表面——靜弧觸頭外周上的敞開式的出風側，直接噴射在罐體的內壁面上進行折流。但因動、靜連接端之間高溫電弧會加熱絕緣氣體，使得絕緣氣體的壓力上升，絕緣能力下降，而滅弧室的動接電端利用機械方式制造壓力差或者利用滅弧室自身壓力差進行滅弧，同時將高溫絕緣氣體吹向滅弧室的靜接電端進行冷卻，所以在高溫絕緣氣體冷卻的過程中，氣體會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側直接噴吹到罐體的內壁面上，夾雜在絕緣氣體中的粉塵和分解物會燒灼并侵蝕罐體的罐壁，以致罐體的內壁面凹凸不平，重則將引起滅弧室對地擊穿或者放電，所以氣體絕緣金屬封閉開關設備通常需要通過延長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延長氣流通道的話，只能在滅弧室的靜接電端內的冷卻通道增加折流板，可是折流板的作用也是有限的，當氣體絕緣金屬封閉開關設備的罐體內徑縮小到一定程度時，對地絕緣將變得十分敏感，只要有一點絕緣性能的降低，就會導致對地放電或者擊穿，此時有無折流板對整個滅弧室的絕緣性能將影響不大。
[0005]而隨著社會的進步，人口密度的不斷增加，現(xiàn)代社會對空間的利用率的要求也隨之提高，以致市場對金屬封閉開關設備的外形尺寸減小的需求越來越高，如電網(wǎng)招標要求中，252kV三相分相金屬封閉開關設備的寬度已經(jīng)從最初的2300mm降至1500mm，例如以六氟化硫氣體為絕緣介質的斷路器，如果滅弧室的自身直徑不縮小，金屬封閉開關設備的罐體直徑已經(jīng)降到一個極限,如果進一步縮小罐體直徑,只有增加罐體內絕緣氣體壓力，但這種方法不僅浪費氣體，而且還對金屬封閉開關設備的安全有影響，畢竟提高設計壓力，不僅要增加材料成本，而且還需要更高等級的專業(yè)資格認證。


【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種避免內壁面被高溫的絕緣氣體沖擊灼傷的高壓開關滅弧室的罐體，同時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裝置。
[0007]為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明中罐體的技術方案如下:
罐體，包括供相對設置的動、靜接電端裝入的罐體本體，罐體本體內設有用于隔設在動接電端和/或靜接電端上設置的吹出側與罐體本體的內壁面之間的固體絕緣層，固體絕緣層的一側側面為用于朝向吹出側設置、以阻擋吹出側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]固體絕緣層為耐熱等級不低于C級的耐燒蝕固體絕緣層。
[0009]固體絕緣層為用于朝向開口式的吹出側設置的片狀層體。
[0010]本發(fā)明中滅弧室的技術方案如下:
滅弧室,包括罐體,罐體的罐體本體內相對設置有動、靜接電端,動接電端和/或靜接電端上設有供滅弧后的絕緣氣體吹向罐體本體的內壁面的敞開式或開口式的吹出側，吹出側的出氣部位和罐體本體的內壁面之間隔設有固體絕緣層，固體絕緣層朝向吹出側的側面為用于阻擋吹出側噴出的絕緣氣體而使噴出的絕緣氣體折流換向的折流面。
[0011]固體絕緣層為耐熱等級不低于C級的耐燒蝕固體絕緣層。
[0012]出風側為處于動接電端或靜接電端一側開設的開口，固體絕緣層為相對設置在所述開口的朝向側的片狀層體。
[0013]所述開口處于所處接電端的外周面的底側位置處，片狀層體的處于動、靜接電端的相對方向的兩側邊緣從相對的接電端的兩端伸出。
[0014]折流面的處于接電端周向的兩側邊緣向上翹起、而與所對接電端的外周面平行設置，折流面的翹起側的邊沿高于所對接電端的外周面的底側部分。
[0015]本發(fā)明的高壓開關裝置的技術方案如下:
高壓開關裝置，包括滅弧室及其上傳動連接的操動機構，滅弧室包括罐體，罐體的罐體本體內相對設置有動、靜接電端，動接電端和/或靜接電端上設有供滅弧后的絕緣氣體吹向罐體本體的內壁面的敞開式或開口式的吹出側,吹出側的出氣部位和罐體本體的內壁面之間隔設有固體絕緣層，固體絕緣層朝向吹出側的側面為用于阻擋吹出側噴出的絕緣氣體而使噴出的絕緣氣體折流換向的折流面。
[0016]出風側為處于動接電端或靜接電端一側開設的開口，固體絕緣層為相對設置在所述開口的朝向側的片狀層體。
[0017]本發(fā)明中吹出側的出氣部位和罐體本體的內壁面之間隔設有固體絕緣層，固體絕緣層朝向吹出側的側面為用于阻擋吹出側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，從動接電端的噴口噴射出的絕緣氣體對斷口中的高壓電弧滅弧后，從動接電端和/或靜接電端上的吹出側噴出，此時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，此時高溫高速的混合氣體將碰撞在固定固體絕緣層的折流面上，該折流面將會對風力強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，從而避免從吹出側噴出的混合氣體對罐體本體的內壁面的沖擊侵蝕。同時，固體絕緣層不但能夠加強滅弧室內的絕緣強度，而且在混合氣體不斷碰撞固體絕緣層的折流面的情況下，即使折流面變得凹凸不平，也會因罐體本體的內壁面保持完整而使得所處部位的電場保持穩(wěn)定，從而避免了接電端在吹出側出現(xiàn)電場變化所引起的罐體本體的罐壁被擊穿的問題。
[0018]進一步的，出風側為處于動接電端或靜接電端的外周面的底側開設的開口，片狀層體的處于動、靜接電端的相對方向的兩側邊緣從相對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層的折流面上碰撞后，混合氣體會在折流面的引導下折流，以致混合氣體的流速從開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層的折流面相對，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層的折流面上，即在接電端下方的沉積物和罐體本體的內壁面之間被固體絕緣層隔開，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，沉積物也不會將罐體本體和接電端導通，因此進一步提高了滅弧室的絕緣性能，避免了滅弧室內接電端和罐體本體出現(xiàn)導通的隱患。
[0019]進一步，折流面的處于接電端周向的兩側邊緣向上翹起、而與所對接電端的外周面平行設置，折流面的翹起側的邊沿高于所對接電端的外周面的底側部分。在使用時，從接電端底側的開口噴出的混合氣體中部分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，而在這部分混合氣體中的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邊緣沉積所造成的，沉積物導通接電端和罐體本體的情況。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明的高壓開關裝置的實施例中滅弧室的結構示意圖。

【具體實施方式】
[0021]本發(fā)明中高壓開關裝置的實施例:如圖1所示，該高壓開關裝置是一種高壓斷路器，包括滅弧室及其上傳動連接的操動機構，操動機構的結構屬于現(xiàn)有技術，滅弧室主要由罐體、動接電端2和靜接電端4構成。罐體又是由罐體本體3和固體絕緣層構成，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，動接電端2和靜接電端4在罐體本體3內左右相對的同軸設置，并在靜接電端4的外周面的底側位置處開設有開口朝下的孔口式的吹出側6。固體絕緣層為相對設置在吹出側6下方的片狀層體5，片狀層體5通過粘結層粘接固定在罐體本體3的內壁面上，片狀層體5采用C級耐熱等級的耐燒蝕絕緣材質的聚四氟乙烯材料，片狀層體5的上側面為朝向靜接電端4上的吹出側6設置的折流面。
[0022]片狀層體5的左右兩端從靜接電端4的左右兩側伸出，片狀層體5的前后兩側邊緣向上翹起、而在靜接電端4的下方形成與靜接電端4同軸設置的瓦片狀結構，以使片狀層體5上的折流面的前后兩側邊緣向上翹起并與靜接電端4的外周面平行，且折流面的前后兩側邊沿高于靜接電端4的底側部分。
[0023]罐體本體3為金屬罐體本體3，罐體本體3的頂部設有分別連接動接電端2的動端出線孔和連接靜接電端4的靜端出線孔，動端出線孔和靜端出線孔上分別法蘭連接有絕緣盆子I。
[0024]本實施例中片狀層體5除采用聚四氟乙烯材質外，也可以采用陶瓷材質等高溫絕緣材料，此類材料在遇到高溫熱氣流后，不會因為溫度的變化而降低絕緣性能，且片狀層體5也可以是多層材質復合而成，其目的是利用不同材質的電介質的不同來制造電容而改善靜接電端4外圍的電場，但片狀層體5的折流面必須是耐高溫絕緣材料，即折流面所處層的耐熱等級不低于C級。靜接電端4外圍的絕緣氣體會在高溫電弧加熱而出現(xiàn)絕緣性能降低的情況，而片狀層體5的折流面覆蓋在靜接電端4的出氣側下方，以使從靜接電端4排出的熱氣流將被片狀層體5的折流面而阻擋，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的內壁面上。
[0025]在設定片狀層體5的厚度時，由于片狀層體5的絕緣強度取決于其材質和厚度，為此特設定以下步驟來計算片狀層體5的厚度:
計算方式一:1、按照絕緣氣體在熱氣流的影響下，完全失去絕緣能力為計算依據(jù)；
2、通過計算或者試驗方式，獲知滅弧室在未加裝片狀層體5前，滅弧室能通過對地雷電和工頻絕緣試驗的最低絕緣距離；
3、依據(jù)步驟2中的最低絕緣距離，計算出罐體本體3內需要的片狀層體5的厚度，但由于固體絕緣材質的絕緣強度不同，所以依據(jù)步驟2中絕緣距離所計算出的片狀層體5的厚度會隨著材質的不同而發(fā)生改變。
[0026]計算方式二:1、通過計算或者試驗方式，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，進行比較，計算出斷路器內需要的片狀層體5的厚度。
[0027]因此通過方式二可以最大限度縮小罐體本體3的直徑。
[0028]因為所有固體絕緣材料依據(jù)生產(chǎn)工藝不同，自身絕緣強度也有很大變化，所以本實施例只規(guī)定一些常見固體絕緣材料的參考數(shù)值，假設，六氟化硫的絕緣強度為1，根據(jù)計算和試驗，環(huán)氧樹脂的絕緣強度是4-6，硫化硅橡膠的絕緣強度是3-4，聚四氟的絕緣強度是2-3，瓷質絕緣材料的絕緣強度是5-7。
[0029]在組裝該滅弧室時，可將片狀層體5可從罐體本體3左右兩端的法蘭接口 8中任一個裝入，并通過在罐體本體3的內壁面上涂覆粘接層7而將片狀層體5固定在指定位置、或者通過在片狀層體5的外凸底側面上涂覆粘接層7而使粘接層7隨同片狀層體5 —起進入罐體本體3內來實現(xiàn)片狀層體5的位置固定，在片狀層體5裝配好后，再將動接電端2和靜接電端4裝配在罐體本體3內，并通過端蓋9和絕緣端子實現(xiàn)滅弧室的封裝。
[0030]在上述實施例中，片狀層體的折流面覆蓋在靜接電端的底側部分下方，以阻隔沉積物導通靜接電端的底側部分和罐體本體的內壁面，在其他實施例中，在不考慮沉積物的淤積的情況下，片狀層體也可以僅僅覆蓋在靜接電端下側的吹出口位置處，以起到防混合氣體噴射灼燒侵蝕的問題。
[0031]在上述實施例中，靜接電端上的吹出側為處于其底側部位的孔口，在其他實施中，該吹出側也可以是靜觸頭的外周敞開空間或者靜接電端上開設的槽口形式的開口等。
[0032]本發(fā)明中滅弧室的實施例:本實施例中滅弧室的結構與上述實施中滅弧室的結構相同，因此不再贅述。
[0033]本發(fā)明中罐體的實施例:本實施例中罐體的結構與上述實施例中罐體的結構相同，因此不再贅述。
【權利要求】
1.罐體，包括供相對設置的動、靜接電端裝入的罐體本體，其特征在于，罐體本體內設有用于隔設在動接電端和/或靜接電端上設置的吹出側與罐體本體的內壁面之間的固體絕緣層，固體絕緣層的一側側面為用于朝向吹出側設置、以阻擋吹出側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)權利要求1所述的罐體，其特征在于，固體絕緣層為耐熱等級不低于C級的耐燒蝕固體絕緣層。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的罐體，其特征在于，固體絕緣層為用于朝向開口式的吹出側設置的片狀層體。
4.滅弧室,包括罐體,罐體的罐體本體內相對設置有動、靜接電端,動接電端和/或靜接電端上設有供滅弧后的絕緣氣體吹向罐體本體的內壁面的敞開式或開口式的吹出側,其特征在于，吹出側的出氣部位和罐體本體的內壁面之間隔設有固體絕緣層，固體絕緣層朝向吹出側的側面為用于阻擋吹出側噴出的絕緣氣體而使噴出的絕緣氣體折流換向的折流面。
5.根據(jù)權利要求4所述的滅弧室，其特征在于，固體絕緣層為耐熱等級不低于C級的耐燒蝕固體絕緣層。
6.根據(jù)權利要求4或5所述的滅弧室，其特征在于，出風側為處于動接電端或靜接電端一側開設的開口，固體絕緣層為相對設置在所述開口的朝向側的片狀層體。
7.根據(jù)權利要求6所述的滅弧室，其特征在于，所述開口處于所處接電端的外周面的底側位置處，片狀層體的處于動、靜接電端的相對方向的兩側邊緣從相對的接電端的兩端伸出。
8.根據(jù)權利要求6所述的滅弧室，其特征在于，折流面的處于接電端周向的兩側邊緣向上翹起、而與所對接電端的外周面平行設置，折流面的翹起側的邊沿高于所對接電端的外周面的底側部分。
9.高壓開關裝置，包括滅弧室及其上傳動連接的操動機構，滅弧室包括罐體，罐體的罐體本體內相對設置有動、靜接電端，動接電端和/或靜接電端上設有供滅弧后的絕緣氣體吹向罐體本體的內壁面的敞開式或開口式的吹出側，其特征在于，吹出側的出氣部位和罐體本體的內壁面之間隔設有固體絕緣層，固體絕緣層朝向吹出側的側面為用于阻擋吹出側噴出的絕緣氣體而使噴出的絕緣氣體折流換向的折流面。
10.根據(jù)權利要求9所述的高壓開關裝置，其特征在于，出風側為處于動接電端或靜接電端一側開設的開口，固體絕緣層為相對設置在所述開口的朝向側的片狀層體。
【文檔編號】H01H33/72GK104362035SQ201410602091
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年10月31日 優(yōu)先權日:2014年10月31日
【發(fā)明者】林麟, 沙云鵬, 何保營, 周華, 姚鋒娟, 李全和, 姬秋紅 申請人:平高集團有限公司, 國家電網(wǎng)公司