[发明专利]用于中高电压的隔离开关及借助所述隔离开关的断开方法

说明书

本发明涉及隔离开关和用于使用所述隔离开关断开电气设备的方法，所述隔离开关包括：第一接触件(1)；第二接触件(2)，所述第二接触件(2)包括接触体(21)和可以相对于接触体(21)移动的接触头(22)；接触支承件(23)，其被设计成支承所述接触体(21)；第一移动装置，其可以将接触体(21)从闭合位置(F)移动至断开位置(O)和从断开位置(O)移动至闭合位置(F)；第二移动装置，其可以借助于所述接触支承件(23)而被触发，并且其在所述接触体(21)从闭合位置(F)至断开位置(O)的移动期间能够在时间间隔Dt内暂时保持接触头(22)与所述第一接触件(1)接触，并且在所述时间间隔Dt期间储存能量，然后突然释放所述存储的能量以突然且瞬间移动所述接触头(22)，以中断接触头(22)与所述第一接触件(1)之间的电接触。

技术领域

本发明涉及用于中高电压(通常在1kV与550kV之间，或甚至高于550kV)的隔离开关以及断开方法。

背景技术

隔离开关装置的特别是在高电压下的功能是能够连接并且尤其是能够断开电气连接元件，这些电气连接元件通常被封装在填充有诸如六氟化硫的绝缘介质的盖子中，以在所述电气连接元件的连接/断开期间限制电弧的产生。这样的装置包括例如GIS(气体绝缘开关设备)型金属封装变电站。隔离开关通常包括移动主连接器或接触件，其被设计成插入固定主连接器或接触件中或从固定主连接器或接触件中取出。

在某些高电压隔离开关架构的情况下，必须保证与电流切换相关的断开性能。为此目的存在定义这样的性能的现行标准IEC 62271-102。目前，GIS型变电站预计在低于550kV处工作的隔离开关将不能承受大于20伏的母线转移电压(BTV)或大于1600安培的母线转移电流(BTC)。

然而，必须预计未来大型GIS型变电站的装置将必须能够承受更高的转移电压BTV和转移电流BTC的值，甚至高于2倍。因而断定，在保证高效切换性能或者更一般地高效断开(或连接)性能方面，高电压隔离开关的多数现有架构正达到它们的物理极限。

提出了各种解决方案以改进断开弧触头的手段。

一种这样的解决方案在于将所述移动主接触件联接至移动弧触头，移动弧触头被设计用于插入与所述固定接触件一体成型的固定弧触头中或从该固定弧触头中取出。固定主接触件和固定弧触头附接至第一电气设备，而移动接触件和移动弧触头附接至第二电气设备。主接触件和弧触头的接触允许连接第一电气设备和第二电气设备的电路被闭合。相反地，所述接触件的分离断开所述电路，并且将第一电气设备与第二电气设备断开。

根据该解决方案，弧触头被用于使电弧出现的时刻相对于主接触件断开的时刻延迟，并且限制这样的弧的持续时间，特别是为了减小固定接触件和移动接触件的损耗和所述接触件位于其中的绝缘介质的污染。所述移动弧触头通常通过移动装置(通常是装有弹簧的装置)被耦接至移动主接触件，从而允许弧触头的断开发生在主接触件的断开之后以及移动弧触头的突然加速，该突然加速允许在(固定的和移动的)主接触件已经断开并且在断开阶段期间——即，在断开第一电气设备通过其附接至所述第二电气设备的电路的同时——以恒定速度的逐渐相对分离时固定弧触头与移动弧触头之间的间隙的瞬间增大。在所述突然加速之后，移动弧触头位于所述移动主接触件的内部的室中，所述移动主接触件位于最终断开位置。本领域技术人员已知这样的技术。

另一解决方案在于将诸如碳或铜钨之类的特殊材料用于移动主接触件，在这种情况下移动主接触件也具有弧触头的功能。与先前的解决方案不同，在隔离开关中存在单个移动接触件。

其他解决方案基于对以下机制的使用：该机制使得可以提高所述隔离开关的接触件的相对分离速度，从而最小化所述接触件之间的电弧的持续时间。

与诸如上述那些隔离开关的隔离开关相关的问题涉及它们针对要求更大断开速度的更高电压和电流的使用，更高断开速度由于例如移动部分的惯性而难以实现。实际上，标称电压和电流越高，转移电压(BTV)和转移电流(BTC)就越高，并且所需的接触件分离速度就越快。