[发明专利]电力系统绝缘开关设备

说明书

一种用于电力系统的开关装置，包括第一和第二可分离支撑结构，其在组装状态下提供用于容纳相应的真空断路器(VCB)和对应的选择器装置的至少一部分的相应隔室。第一和第二支撑结构中的每个具有由电绝缘材料形成的主体，并提供围绕VCB和选择器设备的空气腔室。支撑结构提供固体和空气绝缘，包括隔离开关设备隔室的绝缘结构。可移动的轭允许将一组端子接地或暴露用于在电缆测试中。

技术领域

本发明涉及一种电力系统开关设备。本发明特别涉及一种中压(MV)电力系统开关设备。

背景技术

MV开关设备有三种常规类型，即固体绝缘开关设备(SIS)、气体绝缘开关设备(GIS)和空气绝缘开关设备(AIS)。

SIS由一个绝缘整体组成，该绝缘整体包括一个断路器、一个隔离开关和一个接地开关。整体通常由固态绝缘材料制成，例如浇铸树脂、块状模具复合材料(BMC)或片状模具复合材料(SMC)。在发生故障的情况下，这种类型的开关设备在不从开关设备外壳上拆卸整个整体结构的情况下，几乎不可能或根本不可能更换或维修其任何组件。此外，不可能维修整体的任何内部部分，因此通常需要更换整个SIS整体。这是昂贵的，并且需要较长的电力供应中断时间。

只能通过断路器(通常是真空断路器)进行开关设备接地。在发生空气进入真空断路器(VI)的情况下，其在关闭状态下变得无法工作，并且开关设备的接地变得不可能。断路器的操作机制是复杂的，由许多零件和连杆组成，使其成为开关设备最不可靠的组件。如果它不能操作，接地也变得不可能。为了解决这种故障，相关的变电站(通常由数个开关设备面板组成)必须断电，并将断路器作为一个完整的整体进行更换。由整个变电站供电的用户发生电力供应中断，而供电公司承担高昂的维修费用。

SIS没有允许带电导体和接地导体之间的安全间隙进行目视构象的检查窗口。取而代之的是机械指示器连接到隔离开关上。然而，这种安排不能确保安全间隙的存在，因为间隙本身是看不见的，因此操作员必须信任机械指示器的操作。

此外，SIS的制造成本相对较高，这是由于绝缘部分的复杂性和将接地屏幕集成到绝缘中以实现电场均衡的需要。

GIS遭受与SIS类似的问题，同时还要求使用对环境有害的气体。

AIS克服了上述缺点，因为它提供了三个独立的开关设备(断路器、隔离开关和接地开关)以及隔离开关和接地开关检查窗口的可用性。但是，AIS很大，通常占用的空间是SIS所需空间的三倍。另外，AIS还包括大量的母线绝缘体、断路器、电缆支架、接地开关、每相设备之间的分隔器、大量的铜导体等。这降低了整体可靠性并增加了产品制造成本。

而且，三种开关设备类型(SIS、GIS和AIS)中的每一种都专用于容纳特定类型的断路器，并且几乎没有或根本没有接受相应的种电压和电流传感设备的灵活性。

另外，相应的MV电缆通过螺栓连接和绝缘电缆终端连接至开关设备面板。如果发生电缆故障，必须将故障电缆从开关设备上断开并连接到电缆测试单元，以便对电缆施加高压(HV)以查找电缆故障。当电缆断开连接时，其绝缘可能会损坏，若要重新连接电缆，应使用新的电缆终端。

最好能提供至少能缓解上述部分问题的开关设备。

发明内容

从第一方面来看，本发明提供了一种电力系统开关设备，该装置包括至少一组第一和第二电端子，并且进一步包括，对于每组第一和第二端子，在相应的第一和第二端子之间串联的相应的开关设备和相应的选择器设备，其中，相应的开关设备可操作以接通或断开相应的第一和第二端子之间的电连接，并且其中相应的选择器设备在第一状态和第二状态之间可操作，在第一状态下，其将相应的开关设备电连接到相应的第二端子；在第二状态下，其将相应的开关设备与相应的第二端子电隔离，所述装置进一步包括第一和第二可分离支撑结构，所述第一和第二隔离支撑结构在组装状态下提供用于容纳相应的开关设备和对应的选择器设备的至少一部分的相应隔室，所述第一和第二支撑结构中的每一个具有由电绝缘材料形成的主体。