專利名稱：：真空斷路器的制作方法真空斷路器相關(guān)串i青本專利申請(qǐng)要求2007年6月5日遞交、標(biāo)題為"Vac皿mFaultInterrupter(真空故障斷路器)"的美國專利申請(qǐng)No.11/785，136和2007年7月30日遞交、標(biāo)題為"ContactBackingforaVacuumInterrupter(用于真空斷路器的接觸背襯)"的美國專利申請(qǐng)No.11/881,852的優(yōu)先權(quán)。上面標(biāo)出的優(yōu)先權(quán)申請(qǐng)的完整公開內(nèi)容在此通過引用被完全并入本文。背景本描述涉及真空斷路器(interrupter)，例如軸向磁場(chǎng)真空斷路器。圖1是示例性真空故障斷路器處于閉合位置的橫截面?zhèn)纫晥D。圖2是圖1的示例性真空故障斷路器處于打開位置的橫截面?zhèn)纫晥D。圖3是另一示例性真空故障斷路器處于閉合位置的橫截面?zhèn)纫晥D。圖4是圖3的示例性真空故障斷路器處于打開位置的橫截面?zhèn)纫晥D。圖5是另一示例性真空故障斷路器處于閉合位置的橫截面?zhèn)纫晥D。圖6是圖5的示例性真空故障斷路器處于打開位置的橫截面?zhèn)纫晥D。圖7是另一示例性真空故障斷路器處于閉合位置的橫截面?zhèn)纫晥D。圖8是圖7的示例性真空故障斷路器處于打開位置的橫截面?zhèn)纫晥D。圖9(包括圖9A和圖9B)是描繪使用圖7和8的示例性真空故障斷路器的示例性電力系統(tǒng)(powersystem)的框圖。具體實(shí)施例方式以下對(duì)示例性實(shí)施方案的描述涉及附圖，其中貫穿數(shù)幅附圖類似的數(shù)字指示類似的部件。圖1和2是示例性真空故障斷路器100的橫截面?zhèn)纫晥D。真空故障斷路器100包括容器130，所述容器130被設(shè)計(jì)為相對(duì)于其中包封的部件維持真空密封的完整性?？諝鈴恼婵杖萜?30中被去除，留下具有高壓耐受和期望的電流斷路能力的深度真空117。真空容器130包括絕緣體115，所述絕緣體115包括陶瓷材料，并且具有一般為圓柱形的形狀。例如，陶瓷材料可以包括諸如氧化鋁的含鋁的材料。容器130內(nèi)的可移動(dòng)電極結(jié)構(gòu)122可操作為移向固定電極結(jié)構(gòu)124以及從固定電極結(jié)構(gòu)124移離，由此允許或阻止電流流經(jīng)真空故障斷路器100。真空容器130內(nèi)的波紋管118包括褶皺的(convoluted)撓性材料，所述撓性材料被配置為在可移動(dòng)電極結(jié)構(gòu)122移向或移離固定電極結(jié)構(gòu)124的移動(dòng)期間維持真空容器130的完整性?？梢苿?dòng)電極結(jié)構(gòu)122移向或移離固定電極結(jié)構(gòu)124的移動(dòng)在下面更詳細(xì)地描述。固定電極結(jié)構(gòu)124包括電接觸體101和管狀線圈導(dǎo)體105，在所述管狀線圈導(dǎo)體105中加工有縫138。電接觸體101和管狀線圈導(dǎo)體105通過結(jié)構(gòu)支撐桿109而在機(jī)械上被加強(qiáng)。例如，管狀線圈導(dǎo)體105可以包括銅或其他適當(dāng)材料的一件或更多件，并且結(jié)構(gòu)支撐桿109可以包括不銹鋼或其他適當(dāng)材料的一件或更多件。外部導(dǎo)電桿107附接到結(jié)構(gòu)支撐桿109以及導(dǎo)體盤120和121。例如，導(dǎo)電桿107可以包括銅或其他適當(dāng)材料的一件或更多件。結(jié)構(gòu)支撐桿109或?qū)щ姉U107可以包括一道或更多道螺紋，以便利將電流導(dǎo)經(jīng)真空故障斷路器100或者使真空故障斷路器100打開或閉合所必要的電連接或機(jī)械連接?？梢苿?dòng)電極結(jié)構(gòu)122包括電接觸體102、導(dǎo)體盤123和其中加工有縫144的管狀線圈導(dǎo)體106。例如，管狀線圈導(dǎo)體106可以包括銅或其他適當(dāng)材料的一件或更多件。導(dǎo)體盤123附接到波紋管118和管狀線圈導(dǎo)體106，從而電接觸體102可以被移入或移出與固定電極結(jié)構(gòu)124的電接觸體101的接觸。每一個(gè)電接觸體101和102可以包括銅、鉻和/或其他適當(dāng)材料。例如，每個(gè)接觸體101和102可以包括包含70%銅和30%鉻的組合物或者包括35%銅和65%鉻的組合物?？梢苿?dòng)電極結(jié)構(gòu)122通過結(jié)構(gòu)支撐桿IIO而在機(jī)械上被加強(qiáng)，所述結(jié)構(gòu)支撐桿110延伸出真空容器130并附接到移動(dòng)桿108。例如，結(jié)構(gòu)支撐桿110可以包括不銹鋼或其他適當(dāng)材料的一件或更多件，并且移動(dòng)桿108可以包括銅或其他適當(dāng)材料的一件或更多件。移動(dòng)桿108和支撐桿110充當(dāng)真空故障斷路器100和外部電路(未示出)之間的外部導(dǎo)電連接點(diǎn)，以及用于致動(dòng)真空故障斷路器的機(jī)械連接點(diǎn)。結(jié)構(gòu)支撐桿110或?qū)щ姉U108可以包括一道或更多道螺紋(例如螺紋119)，以便利將電流導(dǎo)經(jīng)真空故障斷路器100或者使真空故障斷路器100打開或閉合所必要的電連接或機(jī)械連接。絕緣體115各端的真空密封是通過金屬端帽111和112提供的，所述金屬端帽111和112在聯(lián)接處125-126處被焊(brazed)到絕緣體115的金屬化表面上。連同端帽111，端部屏蔽113保護(hù)真空故障斷路器100的完整性。端帽111和端部屏蔽113兩者均附接在導(dǎo)體盤120和121之間。類似地，端部屏蔽114設(shè)置在波紋管118和端帽112之間。當(dāng)真空故障斷路器100處于如圖1中所示的閉合位置時(shí)，電流例如可以從固定電極結(jié)構(gòu)124的管狀線圈導(dǎo)體105、固定電極結(jié)構(gòu)124的電接觸體101和可移動(dòng)電極結(jié)構(gòu)122的電接觸體102流動(dòng)到可移動(dòng)電極結(jié)構(gòu)122的管狀線圈導(dǎo)體106，從而，相對(duì)于接觸體101和102，電流可以直接流經(jīng)分別在管狀線圈導(dǎo)體105和管狀線圈導(dǎo)體106中的縫138和144的端部。管狀線圈導(dǎo)體105中的縫138被配置為電流在進(jìn)入電接觸體101之前遵循基本上圓周形的路徑。類似地，管狀線圈導(dǎo)體106中的縫144被配置為迫使從電接觸體102出來的電流在經(jīng)由移動(dòng)桿108離開真空故障斷路器IOO之前遵循基本上圓周形的路徑。得益于本公開內(nèi)容的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，電流可以反向。接觸背襯(contactbacking)103設(shè)置在固定電極結(jié)構(gòu)124的電接觸體101和管狀線圈導(dǎo)體105之間。類似地，接觸背襯104設(shè)置在可移動(dòng)電極結(jié)構(gòu)122的電接觸體102和管狀線圈導(dǎo)體106之間。每個(gè)接觸背襯103和104可以包括銅、不銹鋼和/或其他適當(dāng)材料的一件或更多件。接觸背襯103和104以及管狀線圈導(dǎo)體105和105的縫138和144可以被用來產(chǎn)生與電極結(jié)構(gòu)122和124、電接觸體101和102以及絕緣體115的公共縱軸平行的磁場(chǎng)(在這之后被稱為"軸向磁場(chǎng)")。如圖2中所圖示的，當(dāng)真空故障斷路器IOO處于打開位置時(shí)，換言之，當(dāng)電接觸體101和102分離時(shí)，電接觸體101和102將帶電弧(arc)，直至下次電流基本上為零(在這之后被稱為"過零"或"零電流")。通常，60Hz的AC電流每秒過零120次。接觸背襯1036和104以及管狀線圈導(dǎo)體105和106的縫138和144所產(chǎn)生的軸向磁場(chǎng)可以控制電接觸體101和102之間的電弧。例如，軸向磁場(chǎng)可以導(dǎo)致電接觸體101和102之間的擴(kuò)散型電弧。電弧包含金屬蒸汽(普遍被稱為"等離子體")，所述金屬蒸汽是從每個(gè)電接觸體101U02的表面沸升的。來自每個(gè)電接觸體101U02的大多數(shù)金屬蒸汽沉積在另一電接觸體101、102上。其余的蒸汽分散在真空容器130內(nèi)?？梢员浑娀〉入x子體填充的主要區(qū)域基于從接觸體101和102的視線是可以容易地估算的，并且在圖2中被示出為項(xiàng)目220?？梢曰陔娀〉入x子體的反射和反彈來標(biāo)識(shí)的電弧等離子體次要區(qū)域可以是小的，并且在本文中將不會(huì)詳細(xì)描述。中心設(shè)置的金屬屏蔽116被配置為包容導(dǎo)電的電弧等離子體220，并且防止其沉積在絕緣體115的表面上。類似地，端部屏蔽113和114被配置為包容路經(jīng)中心屏蔽116端部的導(dǎo)電的電弧等離子體220。端部屏蔽113和114可以防止電弧等離子體220沉積在絕緣體115的某些表面上，并且可以保護(hù)在絕緣體115端部處的聯(lián)接處125-126不受大的電應(yīng)力(電場(chǎng))影響。每個(gè)屏蔽113、114、116可以包括銅、不銹鋼和/或其他適當(dāng)材料的一件或更多件。取決于與真空故障斷路器100相關(guān)聯(lián)的電力系統(tǒng)的性質(zhì)，在電弧已經(jīng)清除之后可以即刻出現(xiàn)大(substantial)電壓(換言之，瞬態(tài)恢復(fù)電壓或"TRV")——大大超過電力系統(tǒng)的標(biāo)稱電壓。例如，對(duì)于38kV的電路系統(tǒng)，TRV可以具有高至71.7kV或者甚至95.2kV的峰值。該電壓可以在非常短的時(shí)間(在20至70微秒的數(shù)量級(jí))中出現(xiàn)。真空故障斷路器100可以被配置為耐受這些或其他遠(yuǎn)超出系統(tǒng)電壓的瞬態(tài)電壓。例如，對(duì)于38kV的設(shè)備，斷路器100可以被配置為在70kVACRMS(均方根)或者150kV或170kV峰值基本脈沖水平("BIL")的電壓值時(shí)耐受或者維持開路電路。僅以實(shí)施例的方式，這些電壓可以得自于電力系統(tǒng)內(nèi)或外的開關(guān)部件或者對(duì)電力系統(tǒng)的雷擊。電接觸體101和102分別的面10la和102a上以及接觸背襯103和104分別的背側(cè)103a和104a上的棱角(corner)，連同端部屏蔽113和114以及中心屏蔽116的尖梢呈現(xiàn)出可以導(dǎo)致大的電應(yīng)力(電場(chǎng))的銳角棱角和邊緣。得益于本公開內(nèi)容的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，電應(yīng)力可以被三種主要的因素改變電壓、距離和大小。例如，在接觸體之間的電壓差越高之處，兩個(gè)接觸體之間的電應(yīng)力越高。在接觸體分開越遠(yuǎn)之處，兩個(gè)接觸體之間的電應(yīng)力越低。類似地，物體的大小(即尺寸和形狀)可以影響電應(yīng)力。一般來說，具有小的凸形尺寸和銳圓角半徑(sharpradii)特征的物體將具有大的電應(yīng)力。過度強(qiáng)的電場(chǎng)可以導(dǎo)致物體或其他介質(zhì)不能耐受電壓。金屬蒸汽的高溫還可以降低真空故障斷路器100耐受高電壓的能力。例如，如果熱的電弧等離子體220經(jīng)過屏蔽113、114和116之一尖梢的緊鄰近旁，屏蔽113、114和116可能變得太熱而不能耐受期望的電壓量。施加到接觸體101和102以及屏蔽113、114和116的尖梢的熱和電應(yīng)力可能導(dǎo)致接觸體101和102以及屏蔽113、114和116的尖梢釋放額外的電弧等離子體。這樣的電弧可能導(dǎo)致金屬蒸汽沉積在絕緣體115的內(nèi)表面上，引起真空故障斷路器100電壓耐受能力的劣化。蒸汽可以沉積在絕緣體115的內(nèi)表面上，即使該表面并不在接觸體101和102的直接視線上。圖3和4是另一示例性真空故障斷路器300的橫截面?zhèn)纫晥D。除了某些屏蔽部件的差異外，真空故障斷路器300與之前參照?qǐng)D1和2描述的真空故障斷路器100等同。貫7穿圖l-4使用了類似的標(biāo)號(hào)來指示在真空故障斷路器300和真空故障斷路器100之間共同的特征。之前參照?qǐng)Dl-2詳細(xì)描述了這些類似的特征，因此在這之后不會(huì)詳細(xì)描繪。在示例性真空斷路器300中，每個(gè)中心屏蔽316以及端部屏蔽313和314包括巻曲的端部316a、313a和314a。巻曲的曲率半徑顯著地比可以在真空故障斷路器100的屏蔽113、114和116尖梢處加工的大。較大的半徑降低屏蔽313、314和316端部處的電應(yīng)力，由此相對(duì)于真空斷路器100的電壓耐受水平增加真空斷路器300的電壓耐受水平。中心屏蔽316端部316a的巻曲形狀部分屏蔽電弧等離子體420使其不路過中心屏蔽316的端部，因此保護(hù)中心屏蔽316的端部不受電弧等離子體420熱能的影響。通過保護(hù)中心屏蔽316的端部不受熱能的影響，該巻曲形狀降低中心屏蔽316端部損毀或帶電弧的可能性。屏蔽313、314和316的巻曲端部313a、314a和316a可能制造成本高，而且難以處理和清潔到對(duì)于包括在真空斷路器中所必須要求的低水平污染。通常，真空斷路器的銅和不銹鋼部件必須被電解拋光，以實(shí)現(xiàn)該要求的清潔度水平。由于其完全的杯狀，屏蔽313、314和316的巻曲端部313a、314a和316a處的巻曲可以在電解拋光期間捕獲空氣、酸或其他污染物。捕獲的空氣可以導(dǎo)致對(duì)屏蔽313、314和316的非恰當(dāng)清潔。捕獲的酸或其他污染物可以被攜帶到真空斷路器300的后續(xù)組件。在任一情況中，捕獲的空氣、酸或其他污染物可以導(dǎo)致真空斷路器300劣化的性能。可以通過從數(shù)個(gè)清潔的件來組裝中心屏蔽316來降低劣化的可能性。然而，這樣的組裝增加零部件個(gè)數(shù)、復(fù)雜性和成本。圖5和6是另一示例性真空故障斷路器500的橫截面?zhèn)纫晥D。類似于之前參照?qǐng)D1和2描述的真空故障斷路器100，圖5和6的真空故障斷路器500包括容器530，所述容器530被設(shè)計(jì)為相對(duì)于其中包封的部件維持真空密封的完整性?？諝鈴恼婵杖萜?30中被去除，留下具有高壓耐受和期望的電流斷路能力的深度真空517。真空容器530包括絕緣體515，所述絕緣體515包括陶瓷材料，并且具有一般為圓柱形的形狀。容器530內(nèi)的可移動(dòng)電極結(jié)構(gòu)522可操作為移向固定電極結(jié)構(gòu)524以及從固定電極結(jié)構(gòu)524移離，由此允許或阻止電流流經(jīng)真空故障斷路器500。真空容器530內(nèi)的波紋管518包括褶皺的撓性材料，所述撓性材料被配置為在可移動(dòng)電極結(jié)構(gòu)522移向或移離固定電極結(jié)構(gòu)524的移動(dòng)期間維持真空容器530的完整性。可移動(dòng)電極結(jié)構(gòu)522移向或移離固定電極結(jié)構(gòu)524的移動(dòng)在下面更詳細(xì)地描述。固定電極結(jié)構(gòu)524包括電接觸體501和管狀線圈導(dǎo)體505，在所述管狀線圈導(dǎo)體505中加工有縫538。電接觸體501和管狀線圈導(dǎo)體505通過結(jié)構(gòu)支撐桿509而在機(jī)械上被加強(qiáng)。例如，管狀線圈導(dǎo)體505可以包括銅或其他適當(dāng)材料的一件或更多件，并且結(jié)構(gòu)支撐桿509可以包括不銹鋼或其他適當(dāng)材料的一件或更多件。外部導(dǎo)電桿507附接到結(jié)構(gòu)支撐桿509。例如，導(dǎo)電桿507可以包括銅或其他適當(dāng)材料的一件或更多件。結(jié)構(gòu)支撐桿509或?qū)щ姉U507可以包括一道或更多道螺紋，以便利將電流導(dǎo)經(jīng)真空故障斷路器500或者使真空故障斷路器500打開或閉合所必要的電連接或機(jī)械連接?？梢苿?dòng)電極結(jié)構(gòu)522包括電接觸體502和其中加工有縫544的管狀線圈導(dǎo)體506。例如，管狀線圈導(dǎo)體506可以包括銅或其他適當(dāng)材料的一件或更多件。導(dǎo)體盤523附接到波紋管518和管狀線圈導(dǎo)體506，從而電接觸體502可以被移入或移出與固定電極結(jié)構(gòu)524的電接觸體501的接觸。每一個(gè)電接觸體501和502可以包括銅、鉻和/或其他適當(dāng)材料。例如，每個(gè)接觸體501和502可以包括包含70%銅和30%鉻的組合物或者包括35%銅和65%鉻的組合物?？梢苿?dòng)電極結(jié)構(gòu)522通過結(jié)構(gòu)支撐桿510而在機(jī)械上被加強(qiáng)，所述結(jié)構(gòu)支撐桿510延伸出真空容器530并附接到移動(dòng)桿508。例如，結(jié)構(gòu)支撐桿510可以包括不銹鋼或其他適當(dāng)材料的一件或更多件，并且移動(dòng)桿508可以包括銅或其他適當(dāng)材料的一件或更多件。移動(dòng)桿508和支撐桿510充當(dāng)真空故障斷路器500和外部電路(未示出)之間的外部導(dǎo)電連接點(diǎn)，以及用于致動(dòng)真空故障斷路器的機(jī)械連接點(diǎn)。結(jié)構(gòu)支撐桿510或?qū)щ姉U508可以包括一道或更多道螺紋(例如螺紋519)，以便利將電流導(dǎo)經(jīng)真空故障斷路器500或者使真空故障斷路器500打開或閉合所必要的電連接或機(jī)械連接。真空故障斷路器500的每個(gè)管狀線圈導(dǎo)體505和506具有與其分別的接觸直徑成比例的、比圖1和2的真空故障斷路器100的管狀線圈導(dǎo)體105和106大的直徑。例如，每個(gè)管狀線圈導(dǎo)體505和506可以分別具有大致等于電接觸體501和502直徑的直徑。管狀線圈導(dǎo)體505和506的較大直徑可以要求管狀線圈導(dǎo)體505和506包括比圖1和2的真空故障斷路器100的管狀線圈導(dǎo)體105和106多的銅或其他材料。因此，較大的直徑可以導(dǎo)致管狀線圈導(dǎo)體505和506花費(fèi)比圖1和2的真空故障斷路器100的管狀線圈導(dǎo)體105和106高的成本。類似地，可移動(dòng)管狀線圈導(dǎo)體506的較大直徑可以導(dǎo)致管狀線圈導(dǎo)體506具有比可移動(dòng)管狀線圈導(dǎo)體106大的質(zhì)量，因此與致動(dòng)器以相同的要求操作速度使真空故障斷路器100打開和閉合所需相比，對(duì)致動(dòng)器以該要求的操作速度來使真空故障斷路器500打開和閉合帶來了更重的負(fù)擔(dān)。絕緣體515每端處的真空密封是通過金屬端部屏蔽511和512提供的，所述金屬端部屏蔽511和512在聯(lián)接處525-526處被焊到絕緣體515的金屬化表面上。端部屏蔽511和512保護(hù)真空故障斷路器500的完整性。端部屏蔽511附接在導(dǎo)體盤507和管狀線圈導(dǎo)體505之間。端部屏蔽512設(shè)置在波紋管518和導(dǎo)體盤513之間。端部屏蔽511和512是圓角的并且彎曲到真空容器530的空間中。端部屏蔽511和512的作用如同端帽和端部屏蔽兩者，基本上類似于圖1的真空故障斷路器100的端帽111和112以及端部屏蔽113和114。當(dāng)真空故障斷路器500處于如圖5中所示的閉合位置時(shí)，電流例如可以從固定電極結(jié)構(gòu)524的管狀線圈導(dǎo)體505、固定電極結(jié)構(gòu)524的電接觸體501和可移動(dòng)電極結(jié)構(gòu)522的電接觸體502流動(dòng)到可移動(dòng)電極結(jié)構(gòu)522的管狀線圈導(dǎo)體506，從而，相對(duì)于接觸體501和502，電流可以直接流經(jīng)分別在管狀線圈導(dǎo)體505和管狀線圈導(dǎo)體506中的縫538和544的端部。管狀線圈導(dǎo)體505中的縫538被配置為迫使電流在進(jìn)入電接觸體501之前遵循基本上圓周形的路徑。類似地，管狀線圈導(dǎo)體506中的縫544被配置為從電接觸體502出來的電流在經(jīng)由移動(dòng)桿508離開真空故障斷路器500之前遵循基本上圓周形的路徑。得益于本公開內(nèi)容的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，電流可以反向。接觸背襯503設(shè)置在固定電極結(jié)構(gòu)124的電接觸體501和管狀線圈導(dǎo)體505之間。類似地，接觸背襯504設(shè)置在可移動(dòng)電極結(jié)構(gòu)522的電接觸體502和管狀線圈導(dǎo)體506之間。每個(gè)接觸背襯503和504可以包括銅、不銹鋼和/或其他適當(dāng)材料的一件或更多件。接觸背襯503和504以及管狀線圈導(dǎo)體505和505的縫538和544可以被用來創(chuàng)建軸向磁場(chǎng)。如圖6中所圖示的，當(dāng)真空故障斷路器500處于打開位置時(shí)，電接觸體501和502將帶電弧，直至下次電流過零。接觸背襯503和504以及管狀線圈導(dǎo)體505和506的縫538和544所產(chǎn)生的軸向磁場(chǎng)可以控制電接觸體501和502之間的電弧。例如，軸向磁場(chǎng)可以導(dǎo)致電接觸體501和502之間的擴(kuò)散型電弧。電弧包含金屬蒸汽，所述金屬蒸汽是從每個(gè)電接觸體501、502的表面沸升的。來自每個(gè)電接觸體501、502的大多數(shù)金屬蒸汽沉積在另一電接觸體501、502上。其余的蒸汽分散在真空容器530內(nèi)。可以被電弧等離子體填充的主要區(qū)域基于從接觸體501和502的視線是可以容易地估算的，并且在圖6中被示出為項(xiàng)目620。可以基于電弧等離子體的反射和反彈來標(biāo)識(shí)的電弧等離子體次要區(qū)域可以是小的，并且在本文中將不會(huì)詳細(xì)描述。中心設(shè)置的金屬屏蔽516被配置為包容導(dǎo)電的電弧等離子體620，并且防止其沉積在絕緣體515的表面上。端部屏蔽511和512被配置為包容路經(jīng)中心屏蔽516端部的導(dǎo)電的電弧等離子體620。端部屏蔽511和512可以防止電弧等離子體620沉積在絕緣體515的表面上，并且可以保護(hù)在絕緣體515端部處的聯(lián)接處525-526不受大的電應(yīng)力影響。每個(gè)屏蔽511、512和516可以包括銅、不銹鋼和/或其他適當(dāng)材料的一件或更多件。中心屏蔽516包括比圖1的真空故障斷路器100中心屏蔽116厚的規(guī)格(gage)材料，允許在中心屏蔽516端部處加工較大的半徑。中心屏蔽516端部處較大的半徑以及組合的端帽/端部屏蔽511和512中較大地形成的半徑可以降低真空斷路器500中的電應(yīng)力，導(dǎo)致提高的電壓耐受性能。類似地，管狀線圈導(dǎo)體505和506、電接觸體501和502，以及接觸背襯503和504基本上相等的直徑可以降低接觸體501和502的面50la和502a棱角處連同接觸體501和502外徑以及接觸背襯503和504處的電應(yīng)力，因此導(dǎo)致提高的電壓耐受性能。降低電接觸體501和502上的電應(yīng)力還可以導(dǎo)致電接觸體501和502上較少的電弧和接觸蝕損，造成較長的有效產(chǎn)品壽命。然而，電弧等離子體620的熱仍舊可以導(dǎo)致中心屏蔽516以及端部屏蔽511和512的尖梢在故障中斷期間放電或電弧，引起由于蒸汽沉積而造成的絕緣體515的劣化。圖7和8是另一示例性真空故障斷路器700的橫截面?zhèn)纫晥D。除了某些屏蔽、接觸背襯以及管狀線圈部件的差異外，真空故障斷路器700與之前參照?qǐng)D5和6描述的真空故障斷路器500等同。貫穿圖5-8使用了類似的標(biāo)號(hào)來指示在真空故障斷路器700和真空故障斷路器500之間共同的特征。之前參照?qǐng)D5和6詳細(xì)描述了這些類似的特征，因此在這之后不會(huì)詳細(xì)描繪。相對(duì)于圖5和6中真空故障斷路器500的接觸尺寸，圖7和8的真空故障斷路器700的每個(gè)管狀線圈導(dǎo)體705和706具有比管狀線圈導(dǎo)體505和506小的直徑。例如，每個(gè)管狀線圈導(dǎo)體705和706可以具有與圖1和2中真空故障斷路器100的管狀線圈導(dǎo)體105和106類似的尺寸。管狀導(dǎo)體線圈705和706較小的直徑可以導(dǎo)致管狀線圈導(dǎo)體705和706花費(fèi)比圖5和6的真空故障斷路器500的管狀線圈導(dǎo)體505和506低的成本。類似地，與可移動(dòng)電極組件722相關(guān)聯(lián)的可移動(dòng)管狀線圈導(dǎo)體706的較小直徑可以導(dǎo)致管狀線圈導(dǎo)體706具有比可移動(dòng)管狀線圈導(dǎo)體506小的質(zhì)量，因此與致動(dòng)器以相同的要求操作速度使真空故障斷路器500打開和閉合所需相比，對(duì)致動(dòng)器以該要求的操作速度來使真空故障斷路器700打開和閉合帶來較輕的負(fù)擔(dān)。類似于圖1-6中真空故障斷路器100、300和500的接觸背襯1Q3、104、503和504，圖7-8中真空故障斷路器700的接觸背襯703和704被配置來調(diào)整可移動(dòng)電極組件722和固定電極組件724的電接觸體501和502上的磁場(chǎng)。接觸背襯703和704還被配置為調(diào)整電應(yīng)力。接觸背襯703延伸為垂直于管狀線圈導(dǎo)體705的軸線，在管狀線圈導(dǎo)體705的直徑之外，重疊管狀線圈導(dǎo)體705的至少部分。類似地，接觸背襯704延伸為垂直于管狀線圈導(dǎo)體706的軸線，在管狀線圈導(dǎo)體706的直徑之外，重疊管狀線圈導(dǎo)體706的至少部分。該配置允許設(shè)置為與電接觸體501和502相對(duì)的每個(gè)接觸背襯703、704的棱角具有寬的半徑703b、704b，并且因此具有低的電應(yīng)力。該配置還可以在接觸體501和502的面50la和502a棱角處以及在接觸體501和502外徑連同接觸背襯703和704上提供降低的電應(yīng)力，這是由鄰近接觸背襯703和704較大的軸向長度而導(dǎo)致的。因此，接觸背襯703和704可以導(dǎo)致較高的電壓恢復(fù)或耐受，以及電接觸體501和502蝕損的減少。這些特性可以導(dǎo)致真空故障斷路器700具有比圖1和2的真空故障斷路器100高的故障中斷電流水平或者電壓額定值。例如，較高的故障中斷電流水平或電壓額定值可以與圖5和6中真空故障斷路器500的故障中斷電流水平或電壓額定值相比擬。接觸背襯703和704可以包括不銹鋼或另一種適當(dāng)材料的一件或更多件。例如，接觸背襯703和704可以包括提供比已經(jīng)用在其他真空故障斷路器接觸背襯的其他材料(例如銅)高的電壓耐受水平的材料。接觸背襯703包括凹口703a，所述凹口703a被配置為接納管狀線圈導(dǎo)線705中相應(yīng)的凸起705a。類似地，接觸背襯704包括凹口704a，所述凹口704a被配置為接納管狀線圈導(dǎo)線706中相應(yīng)的凸起706a。每個(gè)接觸背襯703、704設(shè)置在接觸背襯相應(yīng)凸起705a、706a和電接觸體501、502之間的部分具有足夠薄的厚度以使從每個(gè)管狀導(dǎo)體705、706到每個(gè)電接觸體501、502的電流阻礙最小化，但是還是足夠厚以便更改電流流動(dòng)，從而允許對(duì)電接觸體501和502上磁場(chǎng)的調(diào)整。真空故障斷路器700的中心屏蔽716具有基本上為雙"S"的彎曲形狀，有著兩個(gè)張開的端部716a。每個(gè)端部716a包括向內(nèi)延伸離開絕緣體515的段716aa和向外延伸向絕緣體515的段716ab。在示例性實(shí)施方案中，段716aa和716ab產(chǎn)生巻曲，所述巻曲具有與上面描述的圖3和4中真空故障斷路器300中心屏蔽316的每個(gè)巻曲端部316a的半徑類似的半徑。在可替換的示例性實(shí)施方案中，段716aa和716ad可以具有不同的巻曲半徑。這些巻曲可以幫助降低中心屏蔽716的電應(yīng)力。中心屏蔽716的尖梢端716ac指向?yàn)閺碾妷簯?yīng)力源離開，被設(shè)置在中心屏蔽716其余部分的電壓電勢(shì)和應(yīng)力陰影中。例如，每個(gè)尖梢716ac可以被設(shè)置為相對(duì)于管狀線圈導(dǎo)體705和706的縱軸大致成90度的角?？商鎿Q地，尖梢716ac可以被設(shè)置為相對(duì)于管狀線圈導(dǎo)體705和706的縱軸成銳角或鈍角。尖梢716ac不在電弧等離子體820在電弧期間的直接路徑中。因此，尖梢716ac被保護(hù)免受電弧等離子體820的影B向，由此降低或消除由于電弧等離子體820的熱輸入而造成的尖梢716ac的損毀。因?yàn)橹行钠帘?16端部716a處的巻曲如同圖3和4中真空故障斷路器300的中心屏蔽316中的巻曲那樣不形成杯狀，所以中心屏蔽716可以容易地以工業(yè)中已知的工藝制造和清潔。中心屏蔽716的使用，連同組合的端帽/端部屏蔽511和512，可以導(dǎo)致真空斷路器700中較低的電應(yīng)力，導(dǎo)致較高的電壓恢復(fù)或耐受水平。在某些可替換的示例性實(shí)11施方案中，可替換的端帽和端部屏蔽，例如上面參照?qǐng)D1-4描述的那些，可以被用來替代組合的端帽/端部屏蔽511和512。每個(gè)屏蔽716、511和512可以包括銅、不銹鋼和/或其他適當(dāng)材料或其組合物的一件或更多件。例如，在某些示例性實(shí)施方案中，屏蔽716可以包括靠近聯(lián)接在一起的兩個(gè)金屬件，以在一件或兩件上生成凸起739，其中凸起739被配置為接合絕緣體515上相應(yīng)的凹口740。用于將屏蔽716固定/對(duì)準(zhǔn)到絕緣體515或者在真空?qǐng)鰯嗦菲?00中的真空容器730內(nèi)以其他方式固定/對(duì)準(zhǔn)屏蔽716的可替換手段是適當(dāng)?shù)?。例如，屏?16可以包括凹口，用于接納絕緣體515的相應(yīng)凸起。為了簡潔，屏蔽716和絕緣體515耦合在一起所在的位置在本文中被稱為"連接點(diǎn)"738。屏蔽716的兩段716ad設(shè)置在連接器738的相對(duì)側(cè)。屏蔽716的段716aa設(shè)置在段716ad和段716ab之間。段716ab和段716ad之間的軸向距離比段716aa和段716ad之間的軸向距離大。段716aa的第一端716aaa耦合到段716ad，而段716aa的第二端716aab耦合到段716ab。段716aa設(shè)置為靠近固定電極組件724的第一端716aaa設(shè)置在固定電極組件724的接觸背襯703和屏蔽511之間。段716aa以曲線的方式從第一端716aaa向屏蔽511延伸。類似地，段716aa設(shè)置為靠近可移動(dòng)電極組件722的第一端716aaa設(shè)置在可移動(dòng)電極組件722的接觸背襯704和屏蔽512之間，并且以曲線的方式從第一端716aaa向屏蔽512延伸。圖9是描繪使用圖7和8的示例性真空故障斷路器700的示例性電力系統(tǒng)900的框圖。電源905(例如從電廠或另一公共事業(yè)機(jī)構(gòu)引出的高壓傳輸線)將電能經(jīng)由變電站910、配電線950、開關(guān)裝置955和配電變壓器960傳輸?shù)较M(fèi)者935。盡管圖9中描繪的示例性電力系統(tǒng)900僅包括一個(gè)變電站910以及僅一套示例性的配電線950、開關(guān)裝置955、配電變壓器960和消費(fèi)者935的組合，但是得益于本公開內(nèi)容的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，電力系統(tǒng)900可以包括任何數(shù)量的變電站910、配電線950、開關(guān)裝置955和配電變壓器960。為了解釋已經(jīng)簡化了變電站910的內(nèi)容，并且變電站910的內(nèi)容可以在變壓器920一側(cè)包括高壓開關(guān)裝置915，并且在變壓器920的另一側(cè)包括中壓(普遍被稱為"配電級(jí)(distributionclass)")開關(guān)裝置925。電源905可以在高壓線纜907上將電能傳輸?shù)礁邏洪_關(guān)裝置915，所述開關(guān)裝置915可以將電能經(jīng)由變壓器920傳輸?shù)街袎?mediumvoltage)開關(guān)裝置925。中壓開關(guān)裝置925可以將電能傳輸?shù)脚潆娋€950。術(shù)語"高壓"在本文中被用于指具有比38kV高的電壓的電能。術(shù)語"低壓"在本文中被用于指具有在約120V和240V之間的電壓的電能。術(shù)語"中壓"在本文中被用于指用于配電線的在"高壓"和"低壓"之間的電壓。變壓器920通過磁耦合將能量從一個(gè)電路轉(zhuǎn)移到另一個(gè)電路。例如，變壓器920可以包括兩個(gè)或更多個(gè)耦合的繞組和用來集中磁通的磁芯。施加到一個(gè)繞組的電壓在芯中創(chuàng)建時(shí)變的磁通，該磁通在其他繞組中感生電壓。改變相對(duì)匝數(shù)決定繞組之間的電壓比，由此將電壓從一個(gè)電路轉(zhuǎn)變到另一個(gè)。配電線950從變電站910的中壓開關(guān)裝置925接收電能并將接收的電能傳輸?shù)较M(fèi)者935。一個(gè)變電站910可以向多個(gè)不同的配電饋送器970提供電能。在第一配電饋送器970a中，變電站910經(jīng)由配電線950將電能直接傳輸?shù)较M(fèi)者935。在其他配電饋送器12970b和970c中，變電站910經(jīng)由配電線950將電能提供給多個(gè)消費(fèi)者以及耦合到其的一個(gè)或更多個(gè)開關(guān)裝置955。例如，每個(gè)開關(guān)裝置955可以包括被配置為隔離配電線950中故障的真空斷路器700。開關(guān)裝置955可以隔離故障而不中斷其他可用配電線950中的供電業(yè)務(wù)。在配電饋送器970c中，配電線950分成多段970ca和970cb。每段970ca、970cb包括被配置為隔離段970ca和970cb中故障的開關(guān)裝置955。該配置允許段970cb中的開關(guān)裝置955隔離段970cb中的故障而不中斷其他可用段970ca中的供電業(yè)務(wù)。消費(fèi)者935可以直接從配電線950或者從耦合到配電線950的配電變壓器960接收中壓電能。配電變壓器960被配置為將來自配電線950的中壓電能步降為低壓，例如120V或240V交流的家庭電壓。每個(gè)配電變壓器960可以為一個(gè)或更多個(gè)消費(fèi)者935提供低壓電能。每個(gè)開關(guān)裝置915、925和955包括包含故障斷路器的殼體，所述故障斷路器被配置為中斷耦合到開關(guān)裝置915、925、955的電路內(nèi)的電流故障。例如，每個(gè)開關(guān)裝置955可以包括真空故障斷路器700、熔斷器和/或電路斷開器(circuitbreaker)。圖9中圖示的示例性系統(tǒng)900僅僅是用于向消費(fèi)者提供電能的部件的代表。其他實(shí)施方案可能不具有圖9中標(biāo)識(shí)的所有部件，或者可以包括額外的部件。例如，得益于本公開內(nèi)容的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，盡管圖9中描繪的示例性電力系統(tǒng)900包括三個(gè)配電饋送器970以及兩段970ca和970cb，但是電力系統(tǒng)900可以包括任意數(shù)量的配電饋送器970以及段970ca和970cb。測(cè)試數(shù)據(jù)故障中斷測(cè)試已經(jīng)進(jìn)行了多個(gè)測(cè)試來確定某些具有前述機(jī)械和結(jié)構(gòu)特征中的一些的示例性真空故障斷路器的性能特性。測(cè)試包括評(píng)估示例性真空故障斷路器在綜合測(cè)試電路和全功率測(cè)試電路中的性能特性。在全功率測(cè)試電路中，故障電流和恢復(fù)電壓來自于發(fā)電機(jī)或電力系統(tǒng)。在綜合測(cè)試電路中，故障電流和恢復(fù)電壓來自于充電的電容組。綜合測(cè)試經(jīng)常用在開發(fā)和測(cè)試新的真空故障斷路器中，因?yàn)槠涫且环N更受控的測(cè)試并且可以具有比功率測(cè)試精確的量測(cè)。功率測(cè)試經(jīng)常用于對(duì)完全設(shè)計(jì)好的設(shè)備的最終認(rèn)證和測(cè)試，并且包括對(duì)真空故障斷路器、使真空故障斷路器打開的致動(dòng)器和機(jī)構(gòu)、與真空故障斷路器相關(guān)聯(lián)的絕緣系統(tǒng)，以及與真空故障斷路器相關(guān)聯(lián)的電子控制的測(cè)試。通常，在綜合測(cè)試和功率測(cè)試兩者中，真空故障斷路器被測(cè)試以遵循建立的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，例如IEEE標(biāo)準(zhǔn)C37.60-2003。具體來說，如可應(yīng)用的，真空故障斷路器被測(cè)試以遵循根據(jù)C37.60-2003的表6的標(biāo)準(zhǔn)故障中斷水平和要求的"任務(wù)(duty)"，以及根據(jù)C37.60-2003的表10a和10b的標(biāo)準(zhǔn)TRV(分別包含三相和單相系統(tǒng)的TRV值和時(shí)間)。根據(jù)IEEEC37.60-2003，典型的任務(wù)要求真空故障斷路器在三個(gè)不同的故障電流和電壓水平進(jìn)行操作。例如，對(duì)于額定為12.5千安的38千伏三相，真空故障斷路器必須在故障額定值(為12.5千安)的90%和100X以71.7千伏的峰值TRV中斷16個(gè)故障。它還必須在故障額定值的45%和55%(5.6千安-6.9千安)以78.1千安的峰值TRV中斷56個(gè)故障以及在故障額定值的15%和20%(1.9千安-2.5千安)以82.4千伏的峰值TRV中斷44個(gè)故障。TRV水平一般隨故障電流的增加而降低。因此，典型的任務(wù)要求真空故障斷路器中斷總13共116個(gè)故障。在某些實(shí)施方案中，真空故障斷路器的性能可以通過執(zhí)行兩次任務(wù)(導(dǎo)致232次總故障中斷操作)來確認(rèn)。對(duì)單相設(shè)備——具有一個(gè)真空故障斷路器的設(shè)備——要求的任務(wù)一般比三相設(shè)備——具有三個(gè)真空故障斷路器的設(shè)備——繁重。在三相設(shè)備中，任何一個(gè)真空故障斷路器可以從另兩個(gè)真空故障斷路器接受幫助。在很多應(yīng)用中，頭兩個(gè)真空故障斷路器打開將完成三相設(shè)備中所有的工作。使用隨機(jī)打開時(shí)間，可以平均地將任務(wù)和努力分布到設(shè)備中所有的三個(gè)真空故障斷路器。在單相設(shè)備中，這一個(gè)真空故障斷路器必須自己中斷所有116(或232)次故障中斷。加重單相真空故障斷路器的負(fù)擔(dān)的是這樣的事實(shí)，即對(duì)單相中斷要求的TRV水平比對(duì)三相中斷要求的高。例如，與對(duì)于三相設(shè)備要求的82.4kV、78.lkV和71.7kV相比，對(duì)單相設(shè)備要求的38千伏TRV水平是95.2kV、90.2kV和82.8kV。以下表格總結(jié)了某些具有與真空故障斷路器100和500基本類似的機(jī)械結(jié)構(gòu)的示例性真空故障斷路器的性能，所述示例性真空故障斷路器具有三英寸外徑和1.75英寸直徑的電接觸體真空故障斷路器100和500:故障中斷測(cè)試結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>*對(duì)于功率測(cè)試，并非所有操作均在峰值TRV水平，取決于故障電流水平**根據(jù)IEEEC37.602003，并非所有嘗試(shot)均在90-100%故障電流水平，一些是在15-20%和44-55%***對(duì)于該序列，所有嘗試均以不同的非對(duì)稱水平在100%電流水平如上表中圖示的，示例性真空故障斷路器在功率測(cè)試中成功地在38千伏三相TRV水平或27千伏單相TRV水平完成了一次或兩次C37.60-2003下要求的任務(wù)。然而，示例性的真空故障斷路器未成功地以38千伏單相TRV水平完成測(cè)試。對(duì)某些綜合測(cè)試數(shù)據(jù)的檢視顯示，在較高的TRV水平下，示例性的真空故障斷路器遠(yuǎn)遠(yuǎn)不那么可能在第一零電流之后成功地清除(中斷)故障電流。對(duì)示例性真空故障斷路器的檢視顯示，盡管真空故障斷路器的接觸體磨耗和蝕損的程度以及沉積在絕緣體內(nèi)表面上蒸汽的量對(duì)于較低的電壓額定值是可接受的，但是當(dāng)TRV水平接近對(duì)38千伏單相操作要求的水平時(shí)，這兩者均變得過度。具體來說，真空故障斷路器顯示出來自屏蔽尖梢以及來自接觸體的電弧的跡象。對(duì)某些具有與真空故障斷路器700基本類似的機(jī)械結(jié)構(gòu)的示例性真空故障斷路器進(jìn)行了類似的測(cè)試。這些測(cè)試的結(jié)果總結(jié)在下表中真空故障斷路器700:故障中斷測(cè)試結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>*對(duì)于功率測(cè)試，并非所有操作均在峰值TRV水平，取決于故障電流水平"根據(jù)IEEEC37.602003，并非所有嘗試均在90_100%故障電流水平，一些是在15-20%和44-55%***對(duì)于該序列，所有嘗試均以不同的非對(duì)稱水平在100%電流水平測(cè)試的第一真空故障斷路器具有基本上與圖7的真空故障斷路器700的屏蔽716基本類似的屏蔽，以及與圖1的真空故障斷路器100的接觸背襯103和104基本類似的接觸背襯。使用100%故障電流嘗試(故障)以變化的非對(duì)稱水平測(cè)試了個(gè)真空故障斷路器，而不是用根據(jù)IEEEC37.60-2003的任務(wù)的綜合測(cè)試。然而，該測(cè)試的結(jié)果可以與對(duì)真空故障斷路器500的類似測(cè)試相比較，所述類似測(cè)試在上面針對(duì)真空故障斷路器100和500(8號(hào))的結(jié)果表中討論。盡管真空故障斷路器在第一零電流時(shí)未成功清除的故障數(shù)量(13-17)相對(duì)于真空故障斷路器500在第一零電流時(shí)未成功清除的故障數(shù)量(20)被減少，但是在真空故障斷路器中仍舊存在對(duì)接觸體磨耗和蝕損的跡象。測(cè)試的第二和第三真空故障斷路器700包括電接觸體501和502以及接觸背襯，所述電接觸體501和502由包含35%銅和65%鉻的合金構(gòu)成，所述接觸背襯基本上類似于圖7中真空故障斷路器700的接觸背襯703和704。第二真空故障斷路器700包括銅接觸背襯703和704。第三真空故障斷路器700包括不銹鋼接觸背襯703和704。這些真空故障斷路器700具有與如上面在真空故障斷路器100和500(7號(hào))的結(jié)果表中討論的在相同電壓針對(duì)相同任務(wù)測(cè)試的真空故障斷路器500中在第一零電流時(shí)未成功清除的故障數(shù)量(9-13)類似的在第一零電流時(shí)未成功清除的故障量(12-14)。第四真空故障斷路器700包括電接觸體501和502以及不銹鋼接觸背襯，所述電接觸體501和502由包含70%銅和30%鉻的合金構(gòu)成，所述接觸背襯基本上類似于圖7中真空故障斷路器700的接觸背襯703和704。當(dāng)被綜合測(cè)試時(shí)，該真空故障斷路器700具有基本上減少的在第一零電流時(shí)的未成功清除故障數(shù)量(5-7)。在測(cè)試之后進(jìn)行檢視時(shí)，電接觸體701和702顯示出很少或沒有磨耗和蝕損的跡象；類似地，在絕緣體515上存在非常少的蒸汽沉積，并且在屏蔽716、511和513上存在很少或沒有電弧的跡象。具有與第四真空故障斷路器基本等同的結(jié)構(gòu)的第五真空故障斷路器700也在功率測(cè)試中良好。在38千伏單相測(cè)試中，真空故障斷路器700成功地完成了兩次IEEEC37.60-2003故障中斷任務(wù)，證明了真空故障斷路器中斷并耐受與該任務(wù)相關(guān)聯(lián)的高38千伏單相TRV水平的能力，即對(duì)90%到100%故障水平中斷的82.8kV，對(duì)45%到55%故障水平中斷的90.2kV，對(duì)15%到20%故障水平中斷的95.2kV。基本脈沖水平(BIL)測(cè)試已經(jīng)使用了BIL生成器在流體絕緣和固體絕緣兩者中進(jìn)行了多次測(cè)試，以仿真示例性真空斷路器的各種設(shè)計(jì)在各種瞬態(tài)條件(例如雷涌)下的耐受水平。真空故障斷路器被測(cè)試以遵循建立的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，包括IEEE標(biāo)準(zhǔn)C37.60-2003，尤其是其標(biāo)題為"Lightningimpulsewithstandtestvoltage(閃電脈沖耐受測(cè)試電壓)"的第6.2.1.1章。IEEE標(biāo)準(zhǔn)C37.60-2003要求斷路器耐受(即維持電壓而不放電)在1.2毫秒內(nèi)升至預(yù)定峰值并且隨后在50毫秒內(nèi)降至峰值一半的波。真空故障斷路器需要在四種條件下耐受電壓當(dāng)固定端接地時(shí)在移動(dòng)端以正電壓和負(fù)電壓兩者激勵(lì)，以及當(dāng)移動(dòng)端接地時(shí)在固定端以正電壓和負(fù)電壓兩者激勵(lì)。在每種情況期間，斷路器必須耐受三種高壓脈沖。如果真空故障斷路器未能耐受任何這些高壓脈沖，則真空故障斷路器必須成功耐受九種額外的電壓脈沖(而不能有任何耐受失敗)，以遵循所述標(biāo)準(zhǔn)?？商鎿Q地，可以讓真空故障斷路器在每種條件下經(jīng)受15個(gè)脈沖波，其中真空故障斷路器可以最多未能耐受兩個(gè)，以遵循標(biāo)準(zhǔn)IEC60060-1-1989-11。通常，對(duì)于27千伏的系統(tǒng)，期望真空故障斷路器耐受125千伏的BIL。通常對(duì)于38千伏的系統(tǒng)，期望真空故障斷路器耐受150千伏的BIL。然而，由于對(duì)電力系統(tǒng)增加的期望，越來越普遍期望真空斷路器耐受170千伏?；诖罅康臏y(cè)試結(jié)果，下表給出對(duì)于具有與真空故障斷路器100、500和700基本類似的結(jié)構(gòu)的某些示例性真空故障斷路器可以期望的典型BIL耐受范圍。每個(gè)斷路器具有三英寸外徑和1.75英寸直徑的電接觸體。在一些情況中，BIL僅針對(duì)一些條件被測(cè)試，導(dǎo)致表格中的空格。同樣，在一些情況中，測(cè)試了很少的樣本，導(dǎo)致小于用于測(cè)量的分布的典型分散。真空故障斷路器100、500和700的BIL測(cè)試結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>*斷路器基本上類似于700，但是使用100的不銹鋼接觸背襯**斷路器未在高于150千伏下被測(cè)試如從這些結(jié)果可以看到的，盡管期望具有基本上類似于示例性真空斷路器100和500的設(shè)計(jì)的真空斷路器具有大致145千伏到160千伏的BIL耐受，但是期望具有基本上類似于示例性真空斷路器700的設(shè)計(jì)的真空斷路器具有大致160千伏到175千伏的BIL耐受?？傊笆鍪纠詫?shí)施方案使得真空故障斷路器可行。很多其他的修改、特征和實(shí)施方案對(duì)于得益于本公開內(nèi)容的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說將是顯而易見的。例如，本文描述的實(shí)施方案的一些或所有可以被調(diào)適以供在其他類型的真空開關(guān)裝置中使用，例如用于隔離配電線的部分、開啟或關(guān)閉負(fù)載電流，或者開啟或關(guān)閉用于控制功率指令的電容器組的真空開關(guān)。很多這些其他的真空產(chǎn)品面臨高壓應(yīng)用和長有效壽命的要求，對(duì)此可以應(yīng)用和/或調(diào)適本文描述的某些實(shí)施方案。因此應(yīng)該意識(shí)到，除非以其他方式明確陳述，否則本發(fā)明的很多方面在上面僅僅是通過實(shí)施例的方式描述的，并且并不打算作為本發(fā)明的必要或關(guān)鍵要素。還應(yīng)該理解，本發(fā)明并不限于圖示的實(shí)施方案，并且可以在所附權(quán)利要求書的精神和范圍內(nèi)進(jìn)行各種修改。權(quán)利要求一種真空斷路器，包括電極組件，所述電極組件包括電接觸體；絕緣體，所述絕緣體包括基本上繞所述電極組件設(shè)置的電絕緣材料；以及屏蔽，所述屏蔽設(shè)置在所述絕緣體和所述電極組件之間，并且被配置為阻止來自所述電極組件的所述電接觸體的電弧等離子體沉積在所述絕緣體表面的至少部分上，所述屏蔽包括被配置來使所述屏蔽與所述絕緣體對(duì)準(zhǔn)的第一段、從所述絕緣體延伸離開的第二段，以及延伸向所述絕緣體并包括所述屏蔽的尖梢的第三段，其中所述第一段和所述第三段之間的軸向距離大于所述第一段和所述第二段之間的軸向距離。2.如權(quán)利要求23所述的真空斷路器，還包括第二電極組件，所述第二電極組件包括電接觸體，所述第二電極組件設(shè)置在相對(duì)于所述另一電極組件的公共縱軸上，并且被配置為沿所述公共縱軸移向或移離所述另一電極組件。3.如權(quán)利要求2所述的真空斷路器，其中所述電極組件的至少之一還包括接觸背襯和管狀線圈導(dǎo)體，所述接觸背襯基本設(shè)置在所述電接觸體和所述管狀線圈導(dǎo)體之間并且在所述管狀線圈導(dǎo)體的直徑外以軸向延伸。4.如權(quán)利要求23所述的真空斷路器，其中所述尖梢設(shè)置為相對(duì)于所述電極組件的縱軸成大致90度的角。5.如權(quán)利要求23所述的真空斷路器，其中所述屏蔽包括兩個(gè)從所述絕緣體延伸離開的第二段，以及兩個(gè)延伸向所述絕緣體的第三段，每個(gè)所述第三段包括所述屏蔽的尖梢。6.如權(quán)利要求23所述的真空斷路器，其中所述電極組件還包括接觸背襯和管狀線圈導(dǎo)體，所述接觸背襯基本設(shè)置在所述電接觸體和所述管狀線圈導(dǎo)體之間并且在所述管狀線圈導(dǎo)體的直徑外以軸向延伸。7.如權(quán)利要求6所述的真空斷路器，其中所述接觸背襯被配置為降低所述真空斷路器的電應(yīng)力。8.如權(quán)利要求6所述的真空斷路器，其中所述接觸背襯包括不銹鋼。9.如權(quán)利要求6所述的真空斷路器，其中所述接觸背襯包括凹口，用于接納所述管狀線圈導(dǎo)體的凸起。10.如權(quán)利要求23所述的真空斷路器，其中所述真空斷路器是真空故障斷路器。11.如權(quán)利要求23所述的真空斷路器，其中所述真空斷路器是被配置來隔離配電線區(qū)段的真空開關(guān)。12.如權(quán)利要求23所述的真空斷路器，其中所述真空斷路器是被配置來開關(guān)負(fù)載電流的真空開關(guān)。13.如權(quán)利要求23所述的真空斷路器，其中所述真空斷路器是被配置來開關(guān)電容器組的真空開關(guān)。14.一種真空斷路器的屏蔽，包括細(xì)長構(gòu)件，所述細(xì)長構(gòu)件包括匯集到一點(diǎn)的兩個(gè)部分，每個(gè)所述部分包括被配置為從真空故障斷路器的絕緣體延伸離開的第一段和被配置為延伸向所述絕緣體的第二段，每個(gè)所述部分的所述第二段包括各部分的尖梢，其中所述點(diǎn)和所述第二段之間的軸向距離大于所述點(diǎn)和所述第一段之間的軸向距離，以及其中所述細(xì)長構(gòu)件被配置為阻止來自所述真空斷路器的電接觸體的電弧等離子體沉積在所述絕緣體表面的至少部分上。15.如權(quán)利要求30所述的屏蔽，其中每個(gè)所述部分的所述尖梢設(shè)置為相對(duì)于所述屏蔽的縱軸成大致90度的角。16.—種包括權(quán)利要求15的所述屏蔽的真空斷路器。17.—種包括權(quán)利要求15的所述屏蔽的真空故障斷路器。18.—種配電系統(tǒng)，包括配電線，所述配電線被配置為為至少一個(gè)消費(fèi)者提供電能；以及開關(guān)裝置，所述開關(guān)裝置耦合到所述配電線，并且被配置為隔離所述配電線中的電流故障，所述開關(guān)裝置包括真空斷路器，所述真空斷路器包括電極組件，所述電極組件包括電接觸體；絕緣體，所述絕緣體包括基本上繞所述電極組件設(shè)置的電絕緣材料，以及屏蔽，所述屏蔽設(shè)置在所述絕緣體和所述電極組件之間，并且被配置為阻止來自所述電極組件的所述電接觸體的電弧等離子體沉積在所述絕緣體表面的至少部分上，所述屏蔽包括被配置來使所述屏蔽與所述絕緣體對(duì)準(zhǔn)的第一段、從所述絕緣體延伸離開的第二段，以及延伸向所述絕緣體并包括所述屏蔽的尖梢的第三段，其中所述第一段和所述第三段之間的軸向距離大于所述第一段和所述第二段之間的軸向距離。19.如權(quán)利要求18所述的配電系統(tǒng)，其中所述真空斷路器還包括第二電極組件，所述第二電極組件包括電接觸體，所述第二電極組件設(shè)置在相對(duì)于所述另一電極組件的公共縱軸上，并且被配置為沿所述公共縱軸移向或移離所述另一電極組件。20.如權(quán)利要求19所述的配電系統(tǒng)，其中所述電極組件的至少之一還包括接觸背襯和管狀線圈導(dǎo)體，所述接觸背襯基本設(shè)置在所述電接觸體和所述管狀線圈導(dǎo)體之間并且在所述管狀線圈導(dǎo)體的直徑外以軸向延伸。21.如權(quán)利要求18所述的配電系統(tǒng)，其中所述電極組件還包括接觸背襯和管狀線圈導(dǎo)體，所述接觸背襯基本設(shè)置在所述電接觸體和所述管狀線圈導(dǎo)體之間并且在所述管狀線圈導(dǎo)體的直徑外以軸向延伸。22.如權(quán)利要求18所述的配電系統(tǒng)，還包括變電站，所述變電站被配置為將電能提供到所述配電線。23.—種真空斷路器的接觸背襯，包括構(gòu)件，所述構(gòu)件被配置為基本上設(shè)置在真空斷路器的電極組件的電接觸體和所述電極組件的線圈導(dǎo)體之間，所述構(gòu)件在所述線圈導(dǎo)體的直徑外以軸向延伸。24.如權(quán)利要求23所述的接觸背襯，其中所述構(gòu)件包括不銹鋼。25.如權(quán)利要求23所述的接觸背襯，其中所述構(gòu)件包括凹口，所述凹口被配置為接納所述管狀線圈導(dǎo)體的凸起。26.如權(quán)利要求23所述的接觸背襯，其中所述構(gòu)件具有基本上等于所述電接觸體外徑的直徑。27.如權(quán)利要求23所述的接觸背襯，其中所述構(gòu)件在所述線圈導(dǎo)體的直徑外以所述軸向延伸的部分具有凸型的彎曲幾何布局。28.如權(quán)利要求23所述的接觸背襯，其中所述接觸背襯被配置為降低所述真空斷路器的電應(yīng)力。29.如權(quán)利要求23所述的接觸背襯，其中所述真空斷路器是真空故障斷路器。30.—種真空斷路器的接觸背襯，包括構(gòu)件，所述構(gòu)件被配置為基本上設(shè)置在真空斷路器的電極組件的電接觸體和所述電極組件的線圈導(dǎo)體之間，所述構(gòu)件在所述線圈導(dǎo)體的直徑外以軸向延伸，其中所述構(gòu)件包括凹口，所述凹口被配置為接納所述管狀線圈導(dǎo)體的凸起。31.如權(quán)利要求30所述的接觸背襯，其中所述構(gòu)件包括不銹鋼。32.如權(quán)利要求30所述的接觸背襯，其中所述構(gòu)件具有基本上等于所述電接觸體外徑的直徑。33.如權(quán)利要求30所述的接觸背襯，其中所述構(gòu)件在所述線圈導(dǎo)體直徑的外部在所述軸向上延伸的部分具有凸型的彎曲幾何布局。34.如權(quán)利要求30所述的接觸背襯，其中所述接觸背襯被配置為降低所述真空斷路器的電應(yīng)力。35.如權(quán)利要求30所述的接觸背襯，其中所述真空斷路器是真空故障斷路器。36.—種真空斷路器，包括電接觸體；線圈導(dǎo)體；以及接觸背襯，所述接觸背襯包括不銹鋼，并且基本上設(shè)置在所述電接觸體和所述線圈導(dǎo)體之間，所述接觸背襯在所述線圈導(dǎo)體的直徑外以軸向延伸。37.如權(quán)利要求36所述的真空斷路器，其中所述接觸背襯包括凹口，所述凹口被配置為接納所述管狀線圈導(dǎo)體的凸起。38.如權(quán)利要求36所述的真空斷路器，其中所述接觸背襯具有基本上等于所述電接觸體外徑的直徑。39.如權(quán)利要求36所述的真空斷路器，其中所述接觸背襯在所述線圈導(dǎo)體直徑的外部在所述軸向上延伸的部分具有凸型的彎曲幾何布局。40.如權(quán)利要求36所述的真空斷路器，其中所述接觸背襯被配置為降低所述真空斷路器的電應(yīng)力。41.如權(quán)利要求36所述的真空斷路器，其中所述真空斷路器是真空故障斷路器。全文摘要描述了示例性的真空斷路器。文檔編號(hào)H01R39/00GK101772865SQ200880101951公開日2010年7月7日申請(qǐng)日期2008年6月3日優(yōu)先權(quán)日2007年6月5日發(fā)明者P·N·斯多文申請(qǐng)人:庫帕技術(shù)公司