一種開關裝置及其滅弧室、罐體的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種開關裝置及其滅弧室、罐體。滅弧室中固體絕緣套的外壁面與罐體本體的內(nèi)壁面配合實現(xiàn)定位，以使得接電主體處于固體絕緣套內(nèi)，且固體絕緣套將隔設在吹出側的出氣部位和罐體本體的內(nèi)壁面之間，而固體絕緣套的內(nèi)壁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，從接電主體上的吹出側噴出，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套的折流面上，從而避免從吹出側噴出的混合氣體對罐體本體的內(nèi)壁面的沖擊侵蝕。
【專利說明】—種開關裝置及其滅弧室、罐體

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種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(nèi)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(zhì)，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(nèi)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(nèi)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(nèi)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(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側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(nèi)延長氣流通道的話，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，當氣體絕緣金屬封閉開關設備的罐體內(nèi)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(zhì)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(nèi)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(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，包括用于容納動、靜接電端相對裝配而成的接電主體的管套狀的罐體本體，罐體本體內(nèi)裝配有用于隔設在接電主體的外周面和罐體本體的內(nèi)壁面之間的固體絕緣套，固體絕緣套的內(nèi)壁面為用于阻隔從接電主體的吹出側噴防出的絕緣氣體并折流換向的折流面，固體絕緣套的外壁面為與罐體本體的內(nèi)壁面配合的裝配面。
[0008]固體絕緣套的內(nèi)壁的耐熱等級不低于C級。
[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的絕緣等級不同。
[0010]各分套體中相鄰兩個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]罐體本體的內(nèi)壁面上凸設有擋止在固體絕緣套兩端的限位臺階。
[0013]本發(fā)明中滅弧室的技術方案如下:
滅弧室,包括罐體,罐體的罐體本體為管套狀,罐體本體內(nèi)設有由動、靜接電端相對裝配而成的接電主體，接電主體的外周上設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，罐體本體內(nèi)裝配有隔設在接電主體的外周面和罐體本體的內(nèi)壁面之間的固體絕緣套，固體絕緣套的內(nèi)壁面為用于阻隔從吹出側噴防出的絕緣氣體并折流換向的折流面，固體絕緣套的外壁面為與罐體本體的內(nèi)壁面配合的裝配面。
[0014]固體絕緣套的兩端從接電主體的兩端伸出。
[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的絕緣等級不同。
[0016]本發(fā)明中開關裝置的技術方案如下:
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，罐體的罐體本體為管套狀，罐體本體內(nèi)設有由動、靜接電端相對裝配而成的接電主體，接電主體的外周上設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，罐體本體內(nèi)裝配有隔設在接電主體的外周面和罐體本體的內(nèi)壁面之間的固體絕緣套，固體絕緣套的內(nèi)壁面為用于阻隔從吹出側噴防出的絕緣氣體并折流換向的折流面，固體絕緣套的外壁面為與罐體本體的內(nèi)壁面配合的裝配面。
[0017]本發(fā)明中固體絕緣套的外壁面與罐體本體的內(nèi)壁面配合實現(xiàn)定位，以使得接電主體處于固體絕緣套內(nèi)，且固體絕緣套將隔設在吹出側的出氣部位和罐體本體的內(nèi)壁面之間，而固體絕緣套的內(nèi)壁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，從接電主體上的吹出側噴出，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套的折流面上，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(nèi)壁面的沖擊侵蝕。同時，固體絕緣套不但能夠加強滅弧室內(nèi)的絕緣強度，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，也會因罐體本體的內(nèi)壁面保持完整而使得所處部位的電場保持穩(wěn)定，從而避免了接電主體在吹出側出現(xiàn)電場變化所弓I起的罐體本體的罐壁被擊穿的問題。
[0018]進一步的，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的絕緣等級不同，從而利用不同材質(zhì)的電介質(zhì)的不同來制造電容而改善接電主體外圍的電場。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明的開關裝置的實施例中滅弧室的結構示意圖。

【具體實施方式】
[0020]本發(fā)明中開關裝置的實施例:如圖1所示，該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和固體絕緣套5構成，罐體本體3為沿左右方向延伸的管套體，動接電端2和靜接電端4在罐體本體3內(nèi)左右相對的同軸設置而形成左右延伸的接電主體，并在靜接電端4的外壁面的底側位置處開設有開口朝下的孔口式的吹出側6。固體絕緣套5套裝在接電主體的外周上，固體絕緣套5的兩端從接電的兩端伸出，固體絕緣套5的內(nèi)壁面為折流面，固體絕緣套5的外壁面和罐體本體3的內(nèi)壁面間隙配合并通過兩者之間的周面粘結層7粘接固定在一起。
[0021]固體絕緣套5的左右兩端從靜接電端4的左右兩側伸出。固體絕緣套5由多個分套體同軸套裝而成，各分套體長度一致，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，這樣就可以利用分套體的不同材質(zhì)所對應的電介質(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)個電容，以改善罐體本體和靜接電端之間的電場，但最內(nèi)層的分套體必須采用耐熱等級不低于C級的聚四氟乙烯材料，即使得固體絕緣套5的內(nèi)壁為耐熱等級不低于C級的絕緣耐燒蝕層。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，這樣在進行固體絕緣套的裝配時，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，可先將接縫10兩側的對接壁錯開，待分套體完全進入罐體本體的兩法蘭接口之間后，再將分套體的接縫10兩側的對接壁對接在一起，使得分套體脹緊裝配在對應的內(nèi)壁面上。
[0022]罐體本體3的兩端口上分別設置有內(nèi)法蘭8，內(nèi)法蘭8在罐體本體的內(nèi)壁面上形成凸起的限位環(huán)，該限位環(huán)擋止在固體絕緣套5的兩端端面位置處，以阻止固體絕緣套5從罐體本體3的兩端脫出，且內(nèi)法蘭使得罐體本體3的端口為限位縮口。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1，并在固體絕緣套5的頂部開設有供靜接線端4的接線結構穿出的穿孔，該穿孔的孔徑和靜端出線孔的孔徑一致。
[0023]固體絕緣套5除采用聚四氟乙烯材質(zhì)外，也可以采用陶瓷材質(zhì)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，且固體絕緣套5也可以是多層材質(zhì)復合而成，其目的是利用不同材質(zhì)的電介質(zhì)的不同來制造電容而改善靜接電端4外圍的電場，但固體絕緣套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，而固體絕緣套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排出的熱氣流將被固體絕緣套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(nèi)壁面上。在設定固體絕緣套5的厚度時，由于固體絕緣套5的絕緣強度取決于其材質(zhì)和厚度，為此特設定以下步驟來計算固體絕緣套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固體絕緣套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(nèi)需要的固體絕緣套5的厚度，但由于固體絕緣材質(zhì)的絕緣強度不同，所以依據(jù)步驟2中絕緣距離所計算出的固體絕緣套5的厚度會隨著材質(zhì)的不同而發(fā)生改變。
[0024]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(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(zhì)絕緣材料的絕緣強度是5-7。
[0027]在組裝該滅弧室時，可將固體絕緣套5可從罐體本體3的兩端口中任一個裝入，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，在固體絕緣套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(nèi)，并通過端蓋9和絕緣端子實現(xiàn)滅弧室的封裝。
[0028]在上述實施例中，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，即固體絕緣套的外壁面和罐體本體的內(nèi)壁面過盈配合。
[0029]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。
[0030]在上述實施例中，在罐體本體兩端通過內(nèi)法蘭擋止固體絕緣套，在其他實施例中，該內(nèi)法蘭在罐體本體的內(nèi)壁面上形成的限位環(huán)式的限位臺階也可以通過罐體本體的內(nèi)壁面上凸設的凸塊狀、半環(huán)形等形式的限位臺階代替。
[0031]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。
[0032]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,包括用于容納動、靜接電端相對裝配而成的接電主體的管套狀的罐體本體,其特征在于,罐體本體內(nèi)裝配有用于隔設在接電主體的外周面和罐體本體的內(nèi)壁面之間的固體絕緣套，固體絕緣套的內(nèi)壁面為用于阻隔從接電主體的吹出側噴防出的絕緣氣體并折流換向的折流面，固體絕緣套的外壁面為與罐體本體的內(nèi)壁面配合的裝配面。
2.根據(jù)權利要求1所述的罐體，其特征在于，固體絕緣套的內(nèi)壁的耐熱等級不低于C級。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的罐體，其特征在于，固體絕緣套由至少兩分套體套裝而成，各分套體中至少兩個的絕緣等級不同。
4.根據(jù)權利要求3所述的罐體，其特征在于，各分套體中相鄰兩個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)權利要求4所述的罐體，其特征在于，各分套體的套壁上開設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.根據(jù)權利要求5所述的罐體，其特征在于，罐體本體的內(nèi)壁面上凸設有擋止在固體絕緣套兩端的限位臺階。
7.滅弧室,包括罐體,罐體的罐體本體為管套狀,罐體本體內(nèi)設有由動、靜接電端相對裝配而成的接電主體，接電主體的外周上設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，其特征在于，罐體本體內(nèi)裝配有隔設在接電主體的外周面和罐體本體的內(nèi)壁面之間的固體絕緣套，固體絕緣套的內(nèi)壁面為用于阻隔從吹出側噴防出的絕緣氣體并折流換向的折流面，固體絕緣套的外壁面為與罐體本體的內(nèi)壁面配合的裝配面。
8.根據(jù)權利要求7所述的滅弧室，其特征在于，固體絕緣套的兩端從接電主體的兩端伸出。
9.根據(jù)權利要求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的絕緣等級不同。
10.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，罐體的罐體本體為管套狀，罐體本體內(nèi)設有由動、靜接電端相對裝配而成的接電主體，接電主體的外周上設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，其特征在于，罐體本體內(nèi)裝配有隔設在接電主體的外周面和罐體本體的內(nèi)壁面之間的固體絕緣套，固體絕緣套的內(nèi)壁面為用于阻隔從吹出側噴防出的絕緣氣體并折流換向的折流面，固體絕緣套的外壁面為與罐體本體的內(nèi)壁面配合的裝配面。
【文檔編號】H01H33/53GK104362032SQ201410602218
【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, 閻關星, 姚鋒娟, 李良權, 程建強 申請人:平高集團有限公司, 國家電網(wǎng)公司