高壓力下的真空斷路器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的用于在高壓力環(huán)境中使用的真空斷路器，其具有至少一個(gè)真空斷續(xù)器以及在所述真空斷續(xù)器處的外部觸點(diǎn)，在所述真空斷續(xù)器內(nèi)具有至少一個(gè)移動(dòng)觸頭和至少一個(gè)固定觸頭。為了使真空斷路器能夠用在前述環(huán)境狀況下，本發(fā)明在于，所述至少一個(gè)真空斷續(xù)器被布置在耐壓力密閉容器內(nèi)，并且經(jīng)由高電壓套管穿過容器壁來實(shí)現(xiàn)電氣接觸，并且所述耐壓力密閉容器由絕緣油填充。
【專利說明】
高壓力下的真空斷路器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的用于高壓力環(huán)境的真空斷路器，其具有至少一個(gè)真空斷續(xù)器以及在該真空斷續(xù)器處的外部觸點(diǎn)，該真空斷續(xù)器具有在真空斷續(xù)器內(nèi)部的至少一個(gè)移動(dòng)觸頭和至少一個(gè)固定觸頭。
【背景技術(shù)】
[0002]真空斷路器包含密封的真空斷續(xù)器，真空斷續(xù)器內(nèi)部具有零壓力，并且對抗外部壓力操作。通過金屬波紋管(bellow)穿過真空緊密外殼來傳遞一個(gè)斷續(xù)器觸頭的移動(dòng)。
[0003]為了在海底應(yīng)用中使用這種斷路器，必須考慮環(huán)境壓力。
[0004]由于水深達(dá)到3000米處的壓力施加300bar的壓力，因此真空斷續(xù)器必須被放置以使得能夠耐受這種較高的外部壓力，從而確保Ibar的真空斷續(xù)器的通常壓力環(huán)境。在更高壓力的情況下，波紋管可能會(huì)被損壞，并且驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)將無法打開斷續(xù)器。
[0005]因此，本發(fā)明的目的在于使得真空斷路器能夠被用于前述的環(huán)境狀況下。
[0006]因此，這可以通過使用耐壓力密閉容器由本發(fā)明解決，該耐壓力密閉容器需要能夠承載開關(guān)裝置(switchgear)的額定電流并且能夠耐受包括快速電壓暫態(tài)在內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)電壓的絕緣高電壓套管(bushing)。將絕緣油放入耐壓力密閉容器內(nèi)部允許縮小介電距離，允許減小包括容器的壁厚在內(nèi)的容器尺寸，并允許設(shè)計(jì)出小且緊湊的套管。通過使用磁性致動(dòng)器(magnetic actuator)，可以設(shè)計(jì)出非常緊湊的單相或三相斷路器設(shè)備。
[0007]因此，基本特征在于，至少一個(gè)真空斷續(xù)器被布置在耐壓力密閉容器中，并且經(jīng)由高電壓套管穿過容器壁來實(shí)現(xiàn)電氣接觸，并且耐壓力密閉容器由絕緣油填充。
[0008]在另一有利實(shí)施例中，用于真空斷續(xù)器的致動(dòng)器(如磁性致動(dòng)器)與所述真空斷路器一樣也被實(shí)施在前述的耐壓力密閉容器內(nèi)。
[0009]在另一有利實(shí)施例中，斷路器是每相對應(yīng)至少一個(gè)真空斷續(xù)器的三相斷路器。
[0010]在另一有利實(shí)施例中，容器被配備為耐受高達(dá)300bar的環(huán)境壓力。
[0011]在另一有利實(shí)施例中，容器本身主要包括至少一個(gè)鐘形(bell-shaped)的容器部分。
[0012]在另一有利實(shí)施例中，容器包括兩個(gè)相對地固定在一起的鐘形容器部分，并且通過較高壓力O形環(huán)密封，兩個(gè)容器部分緊密連接為耐壓力密閉。
[0013]在另一有利實(shí)施例中，密封被冗余地說明為具有至少兩個(gè)O形環(huán)密封，該至少兩個(gè)O形環(huán)密封被布置為同心或近似同心。
[0014]在另一有利實(shí)施例中，容器至少部分地由絕緣材料制成。
[0015]在另一有利實(shí)施例中，容器和/或容器元件由鋼或鋁制成。
【附圖說明】
[0016]本發(fā)明的實(shí)施例在附圖中示出:
[0017]圖1單相斷路器
[0018]圖2由一片制成的耐壓力密閉容器
[0019]圖3金屬制成的容器
[0020]圖4三相單元
【具體實(shí)施方式】
[0021]圖1示出了具有絕緣容器2的單相斷路器單元。該容器必須耐受高達(dá)300bar的外部壓力，并且由具有高拉伸強(qiáng)度的絕緣材料制成。壁厚和形狀被優(yōu)化以應(yīng)對較高的壓力差。這里，兩個(gè)相同的鐘形容器2被放置在導(dǎo)電金屬板3上，該導(dǎo)電金屬板3還用作斷路器的電氣端子中的一個(gè)。通過適當(dāng)?shù)拿芊?例如O形圈)，該容器被密封以對抗高壓力環(huán)境。該容器的一部分容納真空斷續(xù)器9以及可移動(dòng)斷續(xù)器桿(Stem)H和柔性連接8(例如到板3的銅層壓帶)。該容器的另一部分容納磁性致動(dòng)器4以及與可移動(dòng)斷續(xù)器桿14的絕緣連接6，該絕緣連接6包括例如彈簧，該彈簧向真空斷續(xù)器觸頭施加必要的接觸力。真空斷續(xù)器9和磁性致動(dòng)器4被安裝在絕緣支架上，該絕緣支架自身安裝在板3上。該單元由導(dǎo)電金屬套管I完成，該導(dǎo)電金屬套管I例如通過O形環(huán)或其他適合的密封被密封以對抗絕緣容器。低電壓套管5饋送信號(hào)和控制線。耐壓力密閉容器由諸如用于高電壓變壓器的絕緣油填充。該流體被填充到某一油位10，以便確保Ibar的壓力，并且允許在真空斷續(xù)器打開和關(guān)閉期間該部分移動(dòng)時(shí)可能的容積改變。
[0022]根據(jù)圖2，耐壓力密閉容器可以由一片(pieCe)2制成。在這種情況中，金屬套管Ia必須從用作斷路器的端子之一的一側(cè)穿透容器壁。必須用金屬板在一側(cè)緊密地封閉絕緣容器2，該金屬板承載用于信號(hào)和控制線的低電壓套管5。絕緣支架7保持真空斷續(xù)器9和磁性致動(dòng)器4，并且絕緣支架7被裝配到連接到套管Ia的板3，從而大體上實(shí)現(xiàn)與圖1所給出的功能相同的功能。
[0023]在圖3中，絕緣容器被圓柱形狀的耐壓力密閉金屬容器代替。在這一特別情況中，容器壁的電位與斷路器的端子之一的電位相同。在這種情況中，由于可以利用容器壁的電流傳導(dǎo)能力，因此端子Ib不需要套管或穿過壁。由鋼壁提供針對較低的額定電流所需的傳導(dǎo)性，而例如由鋁壁提供針對較高的額定電流所需要的傳導(dǎo)性?？商鎿Q地，連接Ib可以被與圖4中的部分12類似的高電壓套管代替。然后金屬容器2可以接地。如果容器處于端子的電位，貝Ij必須用絕緣帽(insulating cap) 11在兩側(cè)緊密地封閉金屬圓柱體，或者，如果容器處于大地電位，則用金屬板在兩側(cè)緊密地封閉金屬圓柱體。當(dāng)然，絕緣帽必須被密封以對抗較高的外部壓力。絕緣帽可以由諸如纖維填充的聚酰胺或PEEK之類的增強(qiáng)型塑料材料制成。在一側(cè)，導(dǎo)電金屬套管I或類似于第4實(shí)施例中的部分12的高電壓套管用作斷路器的第二端子。在另一側(cè)，低電壓套管5饋送信號(hào)和控制線。此外，與第I實(shí)施例中的功能相同的功能被給出。容器由絕緣油填充。
[0024]在圖4中，提供了圖1至3中的所有實(shí)施例可以如何被轉(zhuǎn)換為三相單元的示例(第三相在圖中未示出)。三相單元具有以下優(yōu)點(diǎn):只需要一個(gè)用于信號(hào)和控制線的低電壓套管，但是當(dāng)然，一個(gè)單一的較強(qiáng)的磁性致動(dòng)器可以用于全部三個(gè)真空斷續(xù)器。這對于增壓環(huán)境中單獨(dú)的單相單元是不可能的。在所示實(shí)施例中，耐壓力密閉容器由鋼或具有高拉伸強(qiáng)度的任何其他金屬制成。耐壓力密閉容器需要用于斷路器的六個(gè)端子的六個(gè)高電壓套管12。這些套管被密封以對抗容器2，并且耐受開關(guān)裝置的額定電壓電平。磁性致動(dòng)器4和具有所有必要元件的真空斷續(xù)器9被安裝在絕緣支架7上，絕緣支架7被固定到一個(gè)接地的金屬端板11上?？商鎿Q地，穿過容器側(cè)壁的三個(gè)套管還可以被布置在端板11中，端板11還承載全部三個(gè)真空斷續(xù)器。適當(dāng)?shù)膶?dǎo)體必須被設(shè)計(jì)為將斷續(xù)器的可移動(dòng)桿連接到這些套管。一個(gè)低電壓套管5饋送信號(hào)和控制線。容器被油填充達(dá)到某一油位10，以允許壓力和容積補(bǔ)償。在所示實(shí)施例中，斷續(xù)器9和致動(dòng)器4顛倒布置，這樣布置的優(yōu)點(diǎn)將在下面說明。但是，還可以如其他實(shí)施例中所示的那樣沿相同的方向放置斷續(xù)器9和致動(dòng)器4。
[0025]圖4還可以被設(shè)計(jì)為由絕緣塑料材料而不是金屬制成的耐壓力密閉容器。在這種情況中，高電壓套管12可以由如圖1和2中的部分I所示的更簡單的導(dǎo)電套管代替。
[0026]在圖1至4中的容器內(nèi)部的油位必須被填充達(dá)到某一油位10，從而允許容積和溫度改變。如果致動(dòng)器被放置在如圖4所示的容器2的頂部容積內(nèi)，則這樣的布置具有以下優(yōu)點(diǎn):不具有絕緣油的區(qū)域，即高于油位10的區(qū)域，處于大地電位，并且不需要介電耐受強(qiáng)度(dielectric withstand)。如果真空斷續(xù)器被放置在頂部，沒有油的區(qū)域必須被認(rèn)真設(shè)計(jì)，以使得絕緣部分的介電耐受強(qiáng)度不能降低到額定值以下。
[0027]高于油位10的補(bǔ)償氣室的效果還可以通過完全密封的波紋管來實(shí)現(xiàn)，該波紋管填充有Ibar的空氣或者真空，以允許容積補(bǔ)償。
[0028]可替換地，耐壓力密閉容器可以填充有氣體，例如Ibar或者更高壓力的SF6。在這種情況中，由于氣體是可壓縮的，因此補(bǔ)償容積不是必須的。然后所有尺寸必須被適配于所使用的氣體的不同的耐電壓能力。設(shè)備的功能是相同的。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.用于在高壓力環(huán)境中使用的真空斷路器，具有至少一個(gè)真空斷續(xù)器以及在所述真空斷續(xù)器處的外部觸點(diǎn)，在所述真空斷續(xù)器內(nèi)具有至少一個(gè)移動(dòng)觸頭和至少一個(gè)固定觸頭， 其特征在于: 所述至少一個(gè)真空斷續(xù)器被布置在耐壓力密閉容器中，并且經(jīng)由高電壓套管穿過容器壁來實(shí)現(xiàn)電氣接觸，并且所述耐壓力密閉容器由絕緣油填充。2.根據(jù)權(quán)利要求1的真空斷路器， 其特征在于: 用于所述真空斷續(xù)器的致動(dòng)器與所述真空斷路器共同，被實(shí)施在所述耐壓力密閉容器內(nèi)。3.根據(jù)權(quán)利要求2的真空斷路器， 其特征在于: 所述致動(dòng)器是磁性致動(dòng)器。4.根據(jù)權(quán)利要求2的真空斷路器， 其特征在于: 所述斷路器是每相對應(yīng)至少一個(gè)真空斷續(xù)器的三相斷路器。5.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求的真空斷路器， 其特征在于: 所述容器被配備為耐受高達(dá)300bar的環(huán)境壓力。6.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求的真空斷路器， 其特征在于: 所述容器本身基本包括至少一個(gè)鐘形容器部分。7.根據(jù)權(quán)利要求6的真空斷路器， 其特征在于: 所述容器包括相對地固定在一起的兩個(gè)鐘形容器部分，并且所述兩個(gè)鐘形容器部分通過高壓力的O形環(huán)密封緊密連接為耐壓力密閉。8.根據(jù)權(quán)利要求7的真空斷路器， 其特征在于: 所述密封被冗余地說明為具有至少兩個(gè)O形環(huán)密封，所述兩個(gè)O形環(huán)密封被布置為同心或近似同心。9.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求的真空斷路器， 其特征在于: 所述容器至少部分地由絕緣材料制成。10.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求的真空斷路器， 其特征在于: 所述容器和/或所述容器元件由鋼或鋁制成。
【文檔編號(hào)】H02B13/00GK105900203SQ201480047731
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2014年8月25日
【發(fā)明人】E·杜爾尼, D·蘇比哈徹瓦爾, K·榮格維, M·貝爾魯特, O·貝爾克加蘭德, P·米德頓, P·馬斯邁爾, P·福塔內(nèi), T-O·榮霍韋德
【申請人】Abb技術(shù)股份公司