[发明专利]气体绝缘电气设备

说明书

本发明涉及一种气体绝缘电气设备，其中高压导体设置在充以绝缘气体的密封容器中。

总的来说，由于绝缘气体的良好绝缘特性，这种气体绝缘电气设备可以以一个小尺寸构成，如一台气体绝缘断路器，一个气体绝缘开关、气体绝缘可控硅阀门，气体绝缘变压器等所显示的即是。然而，人们已经知道，如果由于某种原因，外部金属物质混入密封容器中，其绝缘强度会降到最初值的几分之一。

例如，在日本专利JP-A-63-124716中所公开的气体绝缘断路器中，已经提出在密封容器的底部存放绝缘液体并且激励一个超声波振荡器，当绝缘异常，例如局部放电等发生时，生成绝缘液体雾(液体颗粒为几μm到几十μm)，以防止绝缘强度降低而抑制局部放电。

如上所述，在现有技术的绝缘气体电气设备中，有一个绝缘液体存储部分在一个密封容器的下部形成，当产生绝缘异常时，通过产生绝缘液体的雾气而防止绝缘强度的降低。为此，在正常状态下，密封容器充以绝缘蒸汽。如果一个断路器或一个隔离开关或一个接地开关动作并且在此状态下产生电弧，蒸气被电弧分解并且此时分离的碳附着到高压导体或绝缘子上，这也会降低绝缘强度。

本发明的目的是提供一种气体绝缘电气设备，它可以在正常状态下防止绝缘强度降低(这种状态是既没有混入也没有产生外来金属物质等，并且绝缘无异常)，同时在绝缘异常状态下抑制绝缘强度的降低。

为了实现上述目的，根据本发明制成的气体绝缘电气设备的特征在于：设有检测装置，用于检测产生绝缘异常的气体段，设有通过一个电磁阀与气体段相连的气体控制装置，该气体控制装置在上述检测装置检测到时，打开该电磁阀来改变上述气体段中绝缘气体的额定状态，以增加绝缘强度。

由于根据本发明的气体绝缘电气设备如上所述构成，在正常情况下，绝缘被气体段中的绝缘气体保持在额定状态。另一方面，当在气体段中产生绝缘异常时，打开电磁阀并且气体控制装置动作，从而或是通过增加气体段的气体压力至一个预定值，或是在气体段中混合不同种类的气体来增加绝缘强度。由于这个原因，附在横截面上电子的电离系数发生变化，并且由局部放电形成的空间电荷改变，从而由于电场集中在引起绝缘异常的一个外部金属粒子或一个突起物的端部，有可能防止绝缘强度降低。即，在非均匀电场中，由局部放电产生的空间电荷局部  地存在于电场集中部分，这可以减轻电场集中(电晕稳定作用)。这个作用在压力低于4×10⁵Pa时明显，而在高于6×10⁵Pa时消失。因此，当气体压力减小到低于一个预定值时，绝缘强度增加。另外，当一种不同的气体混入其中时，由于捕获电子的能力增加并且它变得更难于获得离子能量，于是绝缘强度增加。

图1是一个框图，表明根据本发明的设备的第一个实施例；

图2是一条曲线，表明以一个特定的混合率混合后绝缘气体的击穿电压为最大；

图3是一个流程图，表明本发明的如图1所示的装置的操作；

图4-7表明如图1所示设备中混合绝缘气体和击穿电压之间的关系；

图8表明在绝缘气体注入前、后到绝缘耐受力减少到某一相同值所需的时间的关系；

图9是一个框图，表明本发明设备的第一实施例，以及

图10表明在图9中所示设备的绝缘气体压力和击穿电压之间的关系。

下面将参考附图描述本发明的几个实施例。

图1是一个框图，表明根据本发明第一个实施例完成的气体绝缘电气设备。