專利名稱：高壓斷路器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高壓外殼帶電斷路器。 、 背景技術(shù)輸電網(wǎng)由高壓斷路器保護(hù)和控制。這樣的高壓斷路器分為兩類 外殼帶電斷路器(LTB)和金屬封閉斷路器(MEB),在外殼帶電斷 路器中，包括斷路機(jī)構(gòu)的外殼處于線電位，而在金屬封閉斷路器中，外殼處于地電位。處于高電壓的外殼帶電斷路器必須在端電極處理高電位，在端電 極連接導(dǎo)管或電纜以通過斷路器傳送電流。高電位在端電極產(chǎn)生了 高電場應(yīng)力。通常端電極由電暈環(huán)屏蔽，其目的是通過其與端子相 比較平滑的外形和相對大的面積減少局部的電場應(yīng)力。兩個(gè)不同的電暈環(huán)設(shè)計(jì)是相同的。任一個(gè)電暈環(huán)放置得盡可能接 近于端電極。如果使用電容器或預(yù)插入電阻器，則利用了相同的基 本原理?？蛇x地，環(huán)形電暈環(huán)對稱地繞著斷路器的中心軸設(shè)置。外殼帶電斷路器外部絕緣介質(zhì)是空氣。外部絕緣由遵循適用標(biāo)準(zhǔn) 要求的介電性能實(shí)驗(yàn)所驗(yàn)證。這些對于高壓斷路器的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)包括 干和濕兩種試驗(yàn)，因?yàn)楦邏簲嗦菲魇且环N戶外設(shè)備。發(fā)明內(nèi)容在濕試驗(yàn)過程中，雨水從斷路器和電暈環(huán)的整個(gè)表面被收集。水 在表面上向下流并且聚集在斷路器每個(gè)單獨(dú)部分的最低位置并最終 乂人表面落到地面。水滴被高壓影響并且改變形狀；它們將比正常更尖并且增大局部 電場應(yīng)力。本發(fā)明是基于這樣的認(rèn)識，即電壓的切換過程中，與干燥條件 相比較在潮濕條件下電暈環(huán)較低部分處的局部電場將增大。因此本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種改進(jìn)的電介質(zhì)耐受能力的高 壓外殼帶電斷路器，尤其是在潮濕條件下。本發(fā)明另一個(gè)目的是提供一種高壓斷路器，其堅(jiān)固、精確、簡單、 節(jié)省空間、便宜，并且具有最佳性能以及滿足現(xiàn)有的安全需求。上述目的通過本發(fā)明所附權(quán)利要求書所要求的高壓斷路器實(shí)現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明第一方面，提供一種高壓外殼帶電斷路器，包括支承 絕緣子，在該支承絕緣子上水平設(shè)置的伸長電流斷續(xù)器，連接到該 電流斷續(xù)器端部的端子，以及至少一個(gè)設(shè)置成至少部分環(huán)繞至少端 子之一的電暈環(huán)。電暈環(huán)設(shè)置成使得電暈環(huán)下端內(nèi)表面和水平設(shè)置的伸長電流斷 續(xù)器的中心軸之間的垂直距離比電暈環(huán)上端內(nèi)表面和中心軸之間的距離短約1. 5到約4倍之間。如果高壓外殼帶電斷路器包括水平設(shè)置的在端子之間與電流斷 續(xù)器并聯(lián)的伸長電容器和/或電阻器，上述距離相對于位于最低位置 的電流斷續(xù)器、電容器(如果存在的話)、或者電阻器(如果存在 的話)的中心軸測量。通過根據(jù)本發(fā)明的高壓斷路器，在存在水的情況下得到圍繞電暈 環(huán)更均勻分布的電場。結(jié)果是高壓斷路器獲得在濕條件下改善的電 介質(zhì)耐受能力。濕條件是最惡劣的，并且同時(shí)在理論計(jì)算和確定每個(gè)斷路器設(shè)計(jì) 的尺寸上是最難的。因此，不同的設(shè)計(jì)在高壓實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測試， 并且發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵因素是電暈環(huán)的垂直位置。在上述的范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)相當(dāng) 大的改善。在大多數(shù)情況下看起來似乎最佳的實(shí)現(xiàn)是當(dāng)電暈環(huán)下端內(nèi)表面 和位于最低位置的電流斷續(xù)器，電容器(如果存在的話)，電阻器 (如果存在的話)的中心軸之間的距離為電暈環(huán)總內(nèi)部高度30 %時(shí)。 也努力通過3D電場計(jì)算重復(fù)獲得的結(jié)果。然而水滴建模的局限性使得計(jì)算結(jié)果不確定。此外通過隨后結(jié)合附圖1 _ 4詳細(xì)描述本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例，本發(fā) 明的特征和優(yōu)勢是顯而易見的，但所述實(shí)施例只是示例性示出，因 此并不是限定本發(fā)明。


圖1示意性地示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的高壓斷路器的側(cè)視圖。圖2示意性地示出圖l的高壓斷路器包括的電流斷續(xù)器和電暈環(huán) 的端視圖。圖3示意性地示出根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的高壓斷路器包括的 電流斷續(xù)器、電容器和電暈環(huán)的端視圖。圖4示意性地示出根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的高壓斷路器包括的 電流斷續(xù)器、電容器、電阻器和電暈環(huán)的端視圖。
具體實(shí)施方式
下面將詳細(xì)描述本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例。在該描述中，術(shù)語高壓是指 lkv和更高的電壓。然而，應(yīng)該注意的是，本發(fā)明主要針對具有例如 245kv及以上更高額定電壓的高壓斷路器。圖1示意性地示出一相高壓外殼帶電斷路器的側(cè)視圖，其包括在 支承絕緣子20上設(shè)置的兩個(gè)水平設(shè)置并且串聯(lián)的伸長電流斷續(xù)器 10。電流斷續(xù)器10可以指斷流器或滅弧腔以及兩個(gè)電流斷續(xù)器10 的組合體可以指斷流單元。每個(gè)電流斷續(xù)器io在其遠(yuǎn)端連接到端子 30并且在其內(nèi)部端連接到連接凸緣32。此外，斷路器包括至少部分圍繞端子30而設(shè)置的各電暈環(huán)40, 該端子30連接到串聯(lián)電流斷續(xù)器10的遠(yuǎn)端，就是說，通常沒有電 暈環(huán)圍繞連接凸緣32設(shè)置，連接凸緣32使電流斷續(xù)器IO互連。圖2示意性地示出圖1的高壓斷路器的電流斷續(xù)器IO之一和電 暈環(huán)40之一的端視圖。示出支撐"支撐著電暈環(huán)40。根據(jù)本發(fā)明，每一個(gè)電暈環(huán)40定位成使得電暈環(huán)40下端內(nèi)表面和電流斷續(xù)器10的中心軸10a之間的垂直距離dl比電暈環(huán)40上端 內(nèi)表面和中心軸10a之間的距離d2短大約1. 5到大約4倍之間。優(yōu)選地，電暈環(huán)4 0下端內(nèi)表面和中心軸10a之間的垂直距離dl 比電暈環(huán)上端內(nèi)表面和中心軸之間的距離d2短大約2到大約3倍之 間，優(yōu)選大約7/3倍。換句話說，距離dl是dl和d2之和的20%到40%之間，優(yōu)選在 25%到33%之間，最優(yōu)選大約30%。應(yīng)當(dāng)理解，電暈環(huán)40可以是閉合的或端部開口的并且它們可以 具有不同的形狀，雖然圖1 -圖2中的電暈環(huán)40是環(huán)形。假若電暈 環(huán)在側(cè)面平面中環(huán)圍繞電流斷續(xù)器IO對稱設(shè)置，距離dl和d2之和 對應(yīng)于電暈環(huán)40的內(nèi)徑。應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步理解，這里可以圍繞每個(gè)端子設(shè)置更多的電暈環(huán)。通 常，電暈環(huán)成對設(shè)置并且之間具有短的固定距離。應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步理解，對于每一個(gè)電流斷續(xù)器，斷路器可以包括水平 設(shè)置的、在端子間與電流斷續(xù)器并聯(lián)連接的伸長電容器和/或電阻 器。在該示例中，每個(gè)電暈環(huán)設(shè)置成電暈環(huán)40下端內(nèi)表面和位于最 低位置的電流斷續(xù)器(10)、伸長電容器或電阻器的中心軸之間的 垂直距離比電暈環(huán)上端內(nèi)表面和中心軸之間的距離短大約1.5到大 約4 4咅之間。圖3和圖4示出了具有上述電容器和/或電阻器的斷路器。圖3示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的高壓斷路器包括 的電流斷續(xù)器IO、電容器50和電暈環(huán)40的端視圖。這里，電暈環(huán) 40具有基本水平的上部桿40a和基本水平的下部桿40b，并且電暈 環(huán)下端內(nèi)表面和電暈環(huán)上端內(nèi)表面之間的垂直距離dl+d2是桿 40a-40b之間的距離。從圖3可以看出，電容器50的中心軸50a位于電流斷續(xù)器10 中心軸10a的下面。結(jié)果，電暈環(huán)40如上相對于電容器50的中心 軸50a而設(shè)置。圖3示出了距離dl和d2，而省略了電暈環(huán)支撐。圖4示意性地示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的高壓斷路器包括的電流斷續(xù)器IO、電容器50、電阻器60和電暈環(huán)40的端視圖。正如可以看出的那才羊，所示的電阻器60的中心軸60a位于電流斷續(xù)器10中心軸10a和電阻器的中心軸50a之下。結(jié)果電暈環(huán)40如上相對于電阻器60的中心軸60a而設(shè)置。圖4示出了距離dl和d2，而省略了電暈環(huán)支撐。通過使用新的設(shè)計(jì)得到了較高的同時(shí)經(jīng)受切換和雷擊脈沖電壓的耐受能力，尤其是在濕條件下。一種三相高壓外殼帶電斷路器包括三個(gè)上述的斷路器。
權(quán)利要求
1.一種高壓外殼帶電斷路器，包括支承絕緣子(20)；至少一個(gè)在所述支承絕緣子(20)上水平設(shè)置的伸長電流斷續(xù)器(10)；連接到所述電流斷續(xù)器端部的端子(30)；以及至少一個(gè)電暈環(huán)(40)，設(shè)置為至少部分環(huán)繞所述端子之一，其特征在于所述電暈環(huán)(40)設(shè)置成使得所述電暈環(huán)下端內(nèi)表面和所述水平設(shè)置的伸長電流斷續(xù)器(10)的中心軸(10a)之間的垂直距離(d1)比所述電暈環(huán)上端內(nèi)表面和所述中心軸之間的距離(d2)短大約1.5到大約4倍之間。
2. 如權(quán)利要求1所述的斷路器，其中所述電暈環(huán)下端內(nèi)表面和 所述中心軸(10a)之間的垂直距離(dl)比所述電暈環(huán)上端內(nèi)表面 和所述中心軸之間的距離(d2)短大約2到大約3倍之間，優(yōu)選大 約7/3倍。
3. —種高壓外殼帶電斷路器，包括 支承絕緣子(20);至少一個(gè)在所述支承絕緣子(20)上水平設(shè)置的伸長電流斷續(xù) 器(10);連接到所述電流斷續(xù)器端部的端子(30);在所述端子之間與電流斷續(xù)器(10)并聯(lián)連接的水平設(shè)置的伸 長電容器(50)和/或電阻器(60);以及至少一個(gè)電暈環(huán)(50)，設(shè)置為至少部分環(huán)繞所述端子之一， 其特征在于所述電暈環(huán)(40)設(shè)置成使得所述電暈環(huán)下端內(nèi)表面和位于最 低位置的、所述水平設(shè)置的伸長電流斷續(xù)器UO),所述水平設(shè)置 地伸長電容器(50),或者所述水平設(shè)置地伸長電阻器(60)的中心軸(10a, 50a， 60a)之間的垂直距離(dl )比所述電暈環(huán)上端內(nèi) 表面和所述中心軸之間的距離(d2)短大約1.5到大約4倍之間。
4. 如權(quán)利要求1所述的斷路器，其中所述電暈環(huán)下端內(nèi)表面和 所述中心軸(10a)之間的垂直距離(dl )比所述電暈環(huán)上端內(nèi)表面 和所述中心軸之間的距離(d2)短大約2到大約3倍之間，優(yōu)選大 約7/3倍。
5. 如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的斷路器，其中電暈環(huán)具有 環(huán)形形狀并且所述電暈環(huán)下端內(nèi)表面和所述電暈環(huán)上端內(nèi)表面之間 的垂直距離(dl+d2)等于所述電暈環(huán)的內(nèi)徑。
6. 如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的斷路器，其中電暈環(huán)具有 基本水平的上部桿和基本水平的下部桿，并且所述電暈環(huán)下端內(nèi)表 面和所述電暈環(huán)上端內(nèi)表面之間的垂直距離(dl+d2 )等于所述桿之 間的距離。
7. 如權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的斷路器，其中電暈環(huán)是端 部開口的。
8. 如權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的斷路器，包括至少部分 圍繞所述一個(gè)端子設(shè)置的電暈環(huán)，電暈環(huán)設(shè)置成彼此共心。
9. 如權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的斷路器，包括至少部分圍繞另 一 個(gè)端子設(shè)置的電暈環(huán)，電暈環(huán)設(shè)置成彼此同心。
10. 如權(quán)利要求1 - 7中任一項(xiàng)所述的斷路器，包括水平設(shè)置 的伸長電流斷續(xù)器(10)和連接到電流斷續(xù)器端部的端子(30)， 電流斷續(xù)器彼此共心設(shè)置并且串聯(lián)連接，其中至少部分由電暈環(huán)(40)圍繞的所述一個(gè)端子是所述串聯(lián)連接的電流斷續(xù)器的外部端 子；并且還包括設(shè)置成至少部分圍繞所述串聯(lián)連接的電流斷續(xù)器的 另一外部端子的電暈環(huán)(40),電暈環(huán)設(shè)置成彼此同心。
11. 一種三相高壓外殼帶電斷路器，包括權(quán)利要求1-IO中任 一項(xiàng)所述的三個(gè)斷路器， 一個(gè)斷路器用于每一相。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高壓外殼帶電斷路器以及一種三相高壓外殼帶電斷路器。高壓外殼帶電斷路器，包括支承絕緣子(20)；至少一個(gè)在該支承絕緣子(20)上水平設(shè)置的伸長電流斷續(xù)器(10)；連接到電流斷續(xù)器端部的端子(30)；可選的一水平設(shè)置的伸長電容器(50)和/或電阻器(60)，其在所述端子之間與電流斷續(xù)器(10)并聯(lián)；以及至少一個(gè)至少部分環(huán)繞一個(gè)端子的電暈環(huán)(40)。該電暈環(huán)(40)設(shè)置成使得電暈環(huán)下端內(nèi)表面和位于最低位置的電流斷續(xù)器(10)、可選電容器(50)或可選電阻器(60)的中心軸(10a，50a，60a)之間的垂直距離(d1)比電暈環(huán)上端內(nèi)表面和中心軸之間的距離(d2)短大約1.5到大約4倍之間。
文檔編號H01H33/24GK101604595SQ20091015950
公開日2009年12月16日 申請日期2009年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月30日
發(fā)明者F·簡森, J·利德霍爾姆 申請人:Abb技術(shù)有限公司