[发明专利]填充介电气体的气体绝缘电气装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种开关装置，例如用于中压、高压或超高压输电线路的断路器，其使用不存在环境风险或存在很小环境风险的介电气体。

取代六氟化硫(SF₆)的介电气体呈现出与六氟化硫的行为不同的行为，特别是关于气体流动。这意味着需要调整开关装置以适应所使用的气体。

背景技术

由于六氟化硫(SF₆)的电气绝缘和电弧控制的特性，六氟化硫是一种在开关装置中长期使用的气体。

但是，如果六氟化硫被释放到空气中，那么这种化学品具有生态风险，因为它是一种烈性的温室气体。

作为这种化学品的替代品，已经提出建议使用包括以下气体中的至少一种的气体混合物：氟腈、二氧化碳(CO₂)、氧气(O₂)或氮气(N₂)。

文献FR3011138和FR1456584描述了在电弧喷射断路器中使用氟腈。

在电弧喷射类型的断路器中，气体混合物在断路器断开期间被压缩，并且在断路器的两个电触头之间形成的电弧处被喷射，以便当电流过零时中断电流。

与这种气体混合物相关的断路器的结构相对于与包含SF₆的混合物相关的断路器进行了修改。

在断路器结构中的这些修改尤其涉及喷气嘴，而且断路器具有喷嘴快速磨损的结果，因此断路器遭受性能损失。

本发明的目的是提出一种开关装置，该装置使用不包含六氟化硫(SF₆)的介电气体混合物而不会导致电弧控制装置遭受性能损失。

发明内容

本发明提供了一种中压或高压气体绝缘开关装置，包括：

填充有介电气体的密封外壳，所述气体包含氟腈、二氧化碳、氮气或氧气中的至少一种；

至少两个电触头，该电触头围绕外壳的主轴线同轴地排列，该触头中的至少一个在外壳中在两个触头彼此电接触的闭合位置和触头彼此间隔开的开放位置之间沿轴向能移动；以及

电弧控制机构，用于在所述至少一个能移动触头从闭合位置向开放位置移动期间熄灭在两个触头之间形成的电弧；

该开关装置的特征在于，电弧控制机构是旋转电弧式的。

使用旋转电弧原理熄灭电弧的优点是不受低电流的绝缘混合物流动的影响，延伸直到分断能力的大约10％。事实上，在电弧控制机构产生的磁场的作用下，电弧的旋转导致电弧冷却以及然后熄灭。对于更高的电流，即大于分断能力的10％，通过旋转熄灭电弧由压力下气体流的流动来补充。

然而，与现有技术的用于喷射电弧的自喷射装置不同，在这种实施例中，对介电气体的通道进行限定的部件的表面不被连续的电弧控制周期所磨损。

优选地，氟腈在总混合物中的体积比例在0％至20％的范围内。

优选地，氟腈是七氟异丁腈。

优选地，氧气(O₂)的体积比例可以在0％至25％的范围内。

优选地，二氧化碳(CO₂)或氮气(N₂)在总混合物中的体积比例被限定以提供填充的平衡。

优选地，二氧化碳(CO₂)或氮气(N₂)在总混合物中的体积比例为混合物总压力的55％至100％。

附图说明

通过阅读下面参照唯一的附图可以更好地理解的具体实施方式，可以看出本发明的其它特征和优点，该附图是本发明的开关装置的示意性轴向截面图。

具体实施方式

唯一的附图示出了气体绝缘断路器10，该气体绝缘断路器包括其中容纳有电弧控制机构14的外壳12。

壳体12是以其主轴线A为中心的旋转体，并且限定了以主轴线A为中心的圆柱形内部体积。

电弧控制机构14包括固定电弧触头16和可移动电弧触头20，固定电弧触头16安装在固定触头载体18的端部或壁18a上，可移动电弧触头20安装在可移动触头载体22的端部或壁22a上。

固定触头载体18和可移动触头载体22具有各自的外表面，每个外表面具有圆柱形形状的部分，该部分与外壳12的内部体积同轴并互补。

在变型实施例中，除了示出的电弧触头16、20之外，电弧控制机构还包括两个永久触头，这两个永久触头当电弧控制机构14处于闭合位置时是彼此电连接的以及在电弧触头16、20分开之前是彼此分离的，以使得永久触头之间不形成电弧。

在又一变型实施例中，电弧控制机构还包括第三触头。