[发明专利]绝缘流体加热设备及方法

说明书

一种用于加热中压或高压开关装置(100)中的绝缘流体(10)的设备(1)包括红外源(3)，其适于发射至少一个波长的红外辐射(4)。因此，绝缘流体(10)的至少一种成分(11)的至少一个振动或旋转模式由红外辐射(4)的至少一部分的吸收激发，且绝缘流体(10)的冷凝由绝缘流体(10)的该直接加热有效地防止。闭环温度调节器(5)用于仅在需要时加热。加热室(8)中的循环器(7)还提供绝缘流体(10)的混合，因此防止陡的温度梯度。

技术领域

本发明涉及一种在中压和高压开关装置中使用来加热绝缘流体的加热设备及方法。本发明的其它方面涉及一种包括此加热设备的中压或高压开关装置以及包括此开关装置的功率传输网络。

背景技术

绝缘流体如SF6、CO2或C₅F₁₀O(C5全氟酮)可在用于例如中压或高压电流中断应用的开关装置中使用，因为它们具有优异的灭弧能力和介电强度。然而，当这些物质经历低温条件时，它们可开始从其气态冷凝或再升华成其液体或固态形式，从而由于这种相变干扰开关装置的功能性。换言之，在低温下，可发生绝缘流体的液化，且这减小了仍处于气态物理状态的剩余绝缘流体的有效密度。

在目前通过将绝缘流体加热至适合的水平来抑制开关装置中的绝缘流体的冷凝的尝试中，常规加热技术通常在绝缘流体箱的外侧上使用电阻加热器或加热毯。

US 6147333公开了一种围绕电路断路器箱的加热毯。

DE 10129747C1公开了适合在很低的温度下使用的死箱型高压功率电路断路器。为此，功率电路断路器设有体现为容器的绝热体。

US 7102101B1公开了一种具有箱内部加热器的高压电路断路器。

DE 3101964C2公开了用于压缩气体电路断续器的传热部件和箱外部电加热器。

另一已知的方法是收集冷凝的绝缘流体，用加热器蒸发其并将其转移回开关装置的公共气体容积，例如，如FR 2598026B1中所述的那样。

为了加热电路断路器箱，US 3602669将箱外部辐射能加热器的使用与箱内部电阻加热器组合。

然而，这些已知的解决方案的缺点在于，由于它们加热绝缘流体的间接性质，故它们加热开关装置硬件的部分或整个开关装置硬件。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种更直接的加热设备和方法以及相关的开关装置和功率传输网络。

因此，一种用于加热中压或高压开关装置中的绝缘流体的设备包括用于保持绝缘流体的至少一个隔间。这里应当注意到，该隔间可表示例如整个开关装置的封壳，但其还可表示开关装置自身内的隔间，例如，在开关装置的分离触头所处的位置(例如，诸如在电路断路器的断续器单元中)。这具有绝缘流体不可蒸发到大气中而是局限在可使用其绝缘性质的设备或开关装置中的效果。

绝缘流体包括至少一种成分(即，绝缘流体成分或化学成分或组分)，但例如还可包括一种以上的绝缘流体成分，例如，诸如载气，例如，N₂和/或CO₂和/或O₂，以及全氟酮C4,C5,C6或C7。

设备还包括红外(IR)源，其适于发射至少一个波长的红外辐射。该红外辐射适于激发绝缘流体的该至少一种成分的至少一个振动或旋转模式。因此，辐射能可引入绝缘流体。这里应当注意，红外源可为主动源，诸如红外灯或半导体装置，或其可为例如依靠黑体辐射的被动源。取决于功率要求，还可使用一个以上的红外源，例如，红外源阵列。