專利名稱：帶有氣體的絕緣的高壓開關設備的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用于高壓范圍的氣體絕緣的開關設備(GIS)，尤其地涉及用于高壓開關設備(Hochspannungsschaltanlage)的快速接地器(Schnellerder)，其帶有填充有絕緣氣體(例如SF6)且處于壓力下的密封地(hermetisch)封閉的罩殼，在罩殼中布置有至少一個由固定的接觸件和帶有促動器(Stellantrieb)的可動的接觸件形成的觸點對以及電導體，觸點對和電導體對開關罩殼絕緣。
背景技術：
以通過損壞、操作錯誤或特殊的運行條件引起的方式，在開關設備的封裝(Kapselimg)之內可出現或產生故障狀態(tài)，其在極少的情況中導致干擾電弧 (SWrlichtbogen)并且由此導致人員和材料的危險。需要迫切地避免這種類型的故障狀態(tài)，利用其(mit denen)可盡可能快地(也就是說在引起更大的損害之前)結束這種類型的故障狀態(tài)。為此應用快速接地器(Schnellerder)(也稱為快速短路聯接器、快速接地開關或接地開關)，以盡可能高的速度閉合該快速接地器的接觸件，其中，快速接地器應接通來克服短路電流?？焖俣搪仿摻悠髟诘蛪杭夹g和中壓技術中以不同的變型方案而已知。在此，應用不同的方法，以在盡可能短的時間后可靠地對地引開短路電流。由此應實現的是，熄滅在設備中產生的電弧，通過可靠的設備裝置引導(Ieiten)短路，并且之后可通過功率開關切斷短路。由于在短接(Kurzschlieiien)后對地熄滅電弧，因此不會在設備中引起其它損害。為了該目的，已經開發(fā)了新的超快接地開關、也稱為UFES(Ultra Fast Earthing Switch)以用于應用在用于直至30kV電壓的中壓開關設備(在其中通常應用真空滅弧室 (Vakuum-Schaltkammer))中。在已知的設備中存在由三個初級開關元件及電子探測和脫扣單元組成的超快的接地開關。初級開關元件具有與MkV絕緣支撐件(Isolierstiltzer)相似的尺寸、形狀及固定點，并且包括以環(huán)保的方式嵌入環(huán)氧樹脂中的雙真空滅弧室以及集成的超快的微型氣體發(fā)生器活塞驅動器。從電介質的方面，每個真空滅弧室包含兩個真空區(qū)間，通過膜分離這兩個真空區(qū)間。以伸入第一真空區(qū)間中的方式存在位于地電勢上的接觸銷，其與驅動活塞固定地相連接。第二真空區(qū)間包含位于高壓電勢上的固定觸點插槽(Festkontaktbuchse)。此外，每個初級開關元件配備有集成的超快微型氣體發(fā)生器，其驅動可動的活塞連同接觸銷以用于切換過程。該微型氣體發(fā)生器在形式和功能上與機動車氣囊的氣體發(fā)生器相似。如果在如此配備的中壓開關設備中出現內部的干擾電弧，則電子器件通過電流轉換器探測故障電流以及通過光學的傳感器探測在隔間(Schottraum)中的電弧的光，并且?guī)缀跬瑫r地激活氣體發(fā)生器。產生的氣體壓力將可動的活塞驅動到第一分腔中。接觸銷穿過膜并且隨后持續(xù)地、無顫動地(prellfrei)且堅固地與固定觸點相卡鎖。產生固體的金屬的對地的短路，該短路使產生的干擾電弧熄滅。以下困難已證實為已知的裝置的顯著缺點，S卩，在帶有50至500kV的電壓的高壓開關設備中安裝這種類型的裝置，這主要與在該處所需的較大的絕緣強度 (Isolierfestigkeit)相關。因此，在中壓技術中的超快的接地開關例如基于借助于真空技術的絕緣。其應用僅僅在直至最大42kV的較低的電壓范圍內無較大問題。在更高的電壓中，要么為了保持所需的絕緣間距需要不期望的結構尺寸，要么需要另一技術，該技術在節(jié)省空間的結構形式中在出現故障狀態(tài)時同樣引起期望的快速的切斷。
發(fā)明內容基于現有技術，本實用新型的目的為，給出開頭提及的類型的高壓開關設備，在出現故障狀態(tài)時該高壓開關設備以最簡單的方式可靠地使快速切換成為可能。該目的通過根據權利要求1的特征實現。相應地，帶有填充有絕緣氣體(例如SF6) 的處于壓力下的密封地封閉的開關罩殼的高壓開關設備設置成，形成共同的氣體空間，在氣體空間中布置有至少一個由固定的接觸件和帶有促動器的可動的接觸件形成的觸點對以及電導體。觸點對以及電導體對開關罩殼絕緣。根據本實用新型，設置脫扣單元作為可動的接觸件的促動器，該脫扣單元具有氣體發(fā)生器，其與點火設備(3 共同作用。布置在共同的氣體空間中的觸點對作為超快短路聯接器工作，其也稱為UFES(超快接地開關)。根據本實用新型，開關設備的絕緣氣體也使用在共同的氣體空間中，也就是說，設置在共同的氣體空間中的由固定的和可動的接觸件形成的接觸部位(Kontaktstelle)布置在與開關罩殼氣體密封地相連接的氣體空間中。根據本實用新型的高壓開關設備的特征在于，在出現限定的故障狀態(tài)時可由驅動器加載用作接地開關的接觸部位，在出現限定的故障狀態(tài)時驅動器脫扣并且通過接觸部位的閉合、即可動的接觸件接合到固定的接觸件中引起在功率電勢(Leistimgspotential) 和地電勢之間的短路。為此，如以上提及的那樣，根據本實用新型設置有脫扣單元，其具有與點火設備共同作用的氣體發(fā)生器。相應于本實用新型的優(yōu)選的改進方案，設置有探測單元以用于檢測在開關罩殼中的故障狀態(tài)，探測單元與脫扣單元共同作用，脫扣單元容納驅動器以用于操控接觸部位。為此，脫扣單元配備有氣體發(fā)生器，該氣體發(fā)生器本身與點火設備共同作用，在脫扣情況中點火設備起動氣體發(fā)生器。此外，在高壓開關設備的有利的改進方案中設置成，接觸部位構造成帶有在靜止位置中與地電勢相連接的活塞的活塞缸體裝置，在脫扣位置中活塞接觸位于功率電勢上由固定的接觸件形成的配對觸點。根據本實用新型的另一有利的設計方案設置成，在脫扣的情況中氣體發(fā)生器通過點火設備產生氣體壓力，其使接觸部位的可動的活塞朝向位于功率電勢上的配對觸點加速，并且與該配對觸點導電地相連接。在此，由于脫扣通過點火設備氣體發(fā)生器產生工作氣體的爆炸式的壓力提高，該工作氣體如此使在與地電勢相連接的缸體中引導的活塞加速，即，活塞如導彈那樣撞擊到套形的配對觸點上并且與該配對觸點形狀配合地相連接。因此，通過接觸部位的活塞的非?？斓倪\動以及由此帶來的位于功率電勢上的套形的配對觸點的接觸(其中，可動的活塞此外與地電勢相連接)，在地電勢和功率電勢之間引起短路，由此繼而熄滅在開關罩殼中引起脫扣的電弧。根據本實用新型的高壓開關設備的適宜的設計方案，與開關罩殼氣體密封地相連接的氣體空間(在其中布置有接觸部位)設置成獨立地布置在開關罩殼處的罩殼。在此，與開關罩殼氣體密封地相連接的氣體空間作為獨立的罩殼的設計方案證實為尤其有利的，因為由此簡化了在每次激活(也就是說脫扣)之后所需的氣體發(fā)生器的更換，因為由此對于氣體發(fā)生器更換來說，打開僅僅相對小的罩殼腔(GeMusevolumen)和由此氣體腔以及氣體發(fā)生器的替換是必須的。該特征和其它有利的特征以及優(yōu)點和改進方案為其它權利要求的對象。
應根據在所附的圖紙中示意性地顯示的實施例進一步解釋和描述本實用新型本實用新型的尤其有利的設計方案和改進方案以及本實用新型的特別的優(yōu)點。其中圖1顯示了在靜止位置中穿過帶有用作超快短路聯接器的接觸部位的氣體空間的示意性的縱截面；超快短路聯接器與在此未詳細顯示的開關罩殼氣體密封地相連接；圖2顯示了在進行脫扣之后的穿過根據圖1的氣體空間的示意性的縱截面。參考標號列表10接地的罩殼12 氣體空間14接觸部位16 紅體18 活塞20可動的觸點，可動的接觸件22固定的觸點，配對觸點，固定的接觸件23另一接觸部位24盤形的夾持件(Halterung)(絕緣的觸點穿過部)26罩殼壁部28氣體發(fā)生器30 導線32 點火設備
具體實施方式
圖1顯示了穿過接地的罩殼10的示意性的縱截面，該罩殼10與高壓開關設備的在此未詳細顯示的開關罩殼形成共同的氣體密封地連接的氣體空間12，在該氣體空間12 中布置有用作超快短路聯接器的接觸部位14 ；接觸部位14處于靜止位置中。接觸部位14包括帶有缸體16和作為可動的觸點20的可縱向運動地布置在缸體 16中的活塞18的活塞缸體裝置以及固定的觸點22組成，以下將描述觸點22。[0045]如已經闡述的那樣，在此，活塞缸體裝置位于地電勢上，也就說，缸體16持久地與地電勢相連接，其中，活塞18同樣通過缸體壁且通過另一接觸部位23與地電勢傳導地相連接，也就是說，盡管活塞在缸體16中的滑動可能性但是保證了與缸體壁的充分的接觸。此外，以與活塞18同心的方式以間距布置作為固定的配對觸點的容納套22，其形成固定的接觸件22。容納套借助于由絕緣材料制成的盤形的夾持件M定位在接地的罩殼 10相對于高壓開關設備的開關罩殼的聯接截面(Anschlussquerschnitt)中，并且相對于位于地電勢上的罩殼壁部沈絕緣。該固定的配對觸點22本身與在高壓開關設備的開關罩殼中的在功率電勢上的在此未詳細顯示的導體(例如匯流排(Sammelschiene))相連接。根據在圖1中的示意性的圖示，在由活塞18形成的可動的觸點20之下且在缸體 16之內或在缸體16的延長部分(Verlangerung)中布置有氣體發(fā)生器28，該氣體發(fā)生器28 本身通過氣體密封地從氣體空間12中引導出來的導線30與點火設備32相連接。點火設備32繼而與布置在在此未顯示的高壓開關設備的開關罩殼中的同樣在此未示出的檢測單元相連接，為此檢測單元設置成，在開關罩殼中出現故障狀態(tài)(例如電弧) 時立即操控點火設備，然后該點火設備馬上起動氣體發(fā)生器觀。在圖2中相同的部件分別設有相應地已在圖1中使用的參考標號。然而其中顯示了在脫扣的狀態(tài)中(也就是說在進行脫扣之后)的與在圖1中所顯示的相同的裝置。在此， 由于通過氣體發(fā)生器觀的加載使由活塞18形成的可動的接觸件20如此程度地從其引導缸體中離開，即，其使與固定的接觸件22的接觸閉合。此外，由氣體發(fā)生器觀產生的工作氣體的氣體量(其由點火設備點燃并且爆炸式地膨脹)用于，由于由此引起的壓力沖擊使可動的與地電勢相連接的活塞18在用作固定觸點22或固定的接觸件的容納套22的方向上加速。在此，用作可動的接觸件20的活塞18 與用作固定觸點22的容納套22形狀配合地相連接并且由此產生在功率電勢和地電勢之間的受控地引起的短路。由于該短路而流動的短路電流可立即熄滅在高壓開關設備的開關罩殼中產生的引起快速短路聯接器的脫扣的電弧，從而避免相關的滅弧室或開關罩殼的不期望的損壞。 之后，通過功率開關中斷短路電流。有利地，根據本實用新型的超快接地開關(UFES)可安置在獨立的小的氣體空間中，以用于在進行脫扣后更換時將必要的氣體功限制到最小。概念“氣體功”可理解為所有這樣的措施，即，其對于再次建立快速接地開關的功能是必要的并且使高壓功率開關的開關罩殼的在那之后(seither)必須的打開成為必要的。因此根據本實用新型設置成，使得可從外部接近氣體發(fā)生器觀，從而在不必干預氣體空間12的情況下即使在當前氣體發(fā)生器的設定為約15年的使用壽命時也可實現周期性的(turnusmafiig)更換。在對環(huán)境有害的絕緣氣體的安全方面以及在隨后再次建立高壓開關設備的開關罩殼的密封性方面，每次干預共同的氣體空間12意味著顯著的消耗。當然這可通過附加的密封件25可靠地實現，氣體發(fā)生器觀設有該密封件25。附加地，可通過合適的機械的固定件(Sicherung)將可動的觸點20保持在位置中，以用于防止，震動導致不期望的接通。在此，如此設計機械的固定件，即，其在氣體發(fā)生器脫扣的情況中使該固定件裂開或脫扣。
權利要求1.一種高壓開關設備，帶有填充有絕緣氣體的開關罩殼，所述開關罩殼形成氣體空間 (12)，在所述氣體空間(1 中布置有至少一個由固定的接觸件0 和帶有促動器的可動的接觸件OO)形成的觸點對以及電導體，所述觸點對和所述電導體對所述開關罩殼絕緣， 并且布置在共同的氣體空間(12)中的觸點對作為超快短路聯接器工作，其特征在于，作為用于可動的接觸件OO)的促動器設置有脫扣單元，所述脫扣單元具有氣體發(fā)生器( )，所述氣體發(fā)生器08)與點火設備(32)共同作用。
2.根據權利要求1所述的高壓開關設備，其特征在于，所述固定的接觸件0 和所述可動的接觸件OO)布置在與所述開關罩殼氣體密封地相連接的氣體空間(12)中。
3.根據權利要求1或2所述的高壓開關設備，其特征在于，在所述共同的氣體空間 (12)中由所述可動的接觸件OO)和所述固定的接觸件0 形成的接觸部位(14)用作接地開關。
4.根據權利要求1或2所述的高壓開關設備，其特征在于，設置有用于檢測在所述開關罩殼中的故障狀態(tài)的探測單元，所述探測單元與所述脫扣單元共同作用，所述脫扣單元容納用于操控所述接觸部位(14)的驅動器。
5.根據權利要求1或2所述的高壓開關設備，其特征在于，所述接觸部位(14)構造成帶有在靜止位置中與地電勢相連接的活塞(18)的活塞缸體裝置，在脫扣位置中，所述活塞 (18)接觸位于功率電勢上的形成固定的接觸件02)的配對觸點。
6.根據權利要求1或2所述的高壓開關設備，其特征在于，與所述開關罩殼氣體密封地相連接的在其中布置有所述接觸部位(14)的氣體空間(1 設置成在所述開關罩殼處的獨立的罩殼。
7.根據權利要求1或2所述的高壓開關設備，其特征在于，借助于至少一個密封件 (25)將所述氣體發(fā)生器08)與所述氣體空間(12)分離。
專利摘要本實用新型涉及一種帶有氣體的絕緣的高壓開關設備，具體而言，其帶有填充有絕緣氣體、例如SF6的開關罩殼，開關罩殼形成氣體空間(12)，在氣體空間(12)中布置有至少一個由固定的接觸件(22)和帶有促動器的可動的接觸件(20)形成的觸點對以及電導體，觸點對和電導體對開關罩殼絕緣。布置在共同的氣體空間(12)中的觸點對作為超快短路聯接器工作。作為可動的接觸件(20)的促動器設置有脫扣單元，該脫扣單元具有氣體發(fā)生器(28)，該氣體發(fā)生器(28)與點火設備(32)共同作用。
文檔編號H02B13/035GK202260228SQ201120175448
公開日2012年5月30日 申請日期2011年5月16日 優(yōu)先權日2011年1月12日
發(fā)明者H·彼得 申請人:Abb技術有限公司