[发明专利]电力设备中的浪涌抑制

说明书

本发明涉及用于抑制发生在电力设备中的高频电涌的方法和装置，涉及装有切断或者转换一个大的主电流的装置的大规模高电压大电流设备。本发明特别适用于用在变电站、配电线及类似设备中的空气绝缘开关装置中。

在现有的一种通用型上述设备中，具有一个在一个接地的外壳中伸展的导电部件，上述外壳中的导电部件周围充满了绝缘物质(如绝缘气体，一般为SF₆)。空气绝缘开关在(比方说)变电站中使用得很广泛，它们在这些地方被用来以非常高的电流(一般超过1,000KA)开关非常高的电压(一般在100至1000KV)，断路电流高达50KA或更高。

这种装置通常含有至少一个巨大的专门设计的断路器，用于使工作电流停止流动；并且通常还有特殊的装置(如SF₆气体冲击保护器)用于熄灭切断电流时产生的电弧。另外，一般还在与上述断路器相连的传导路径上提供一个隔离开关，用来在电流不流动时使断路器与工作电压隔开。

这些装置的另一个共同特征是这些装置中的传导路径通过一个绝缘套筒(bushing)与输电线路相连，或者在其它一些情况下，与地下电缆相连。

一个大的变电站可以包括多个断路器、相应的隔离开关，由一个或多个电力母线使它们相连。

高频浪涌是电力设备中一个公知的问题。在高压下，即使是一个短暂的高蘋频现象也能损坏设备中的元件。具体地讲，这些浪涌能使在接地外壳中用来安装导线的垫板和支撑部件的介电强度下降，从而可能导致放电事故。

当在设备中(如在断路器或者隔离开关处)进行开关时，就会产生众所周知的浪涌问题。举个实例来说，当断路器被操作后再打开一个隔离开关时，打开操作本身需要几百毫秒(即工作频率的几个周期)，由于开路的断路器的电容效应，因此沿着断开开关会出现一个逆起弧电流。对于断开开关上的每个逆起弧电流，都将产生一个超高压高频浪涌。频率高达几兆赫甚至几十兆赫。正象上面讲述的那样，这些浪涌具有潜在的破坏力。

先有技术中对于处理这种断路浪涌已有不少建议方案。

JP-UM-62-3874(1987)中描述了一种在电流被切断时在传输路径中或者与其平行接入一个电阻器的装置。但是，含有上述的电阻器的具体阻断装置体积相当庞大。

JP-A-61-254011(1986)是建议绕传输路径设置一个磁性材料环的许多提议中的一个。磁性环呈现与频率相关的阻抗，因此它能抑制高频浪涌，又不干扰工作频率下的电流。

JP-A-61-66510中提议绕导电线设置多个磁环，其中每个磁环都有一个弯曲的金属屏蔽用于减少材料的边缘处的场强。

JP-UM-61-41367(1986)中描述了一种放电器，其中，绕导体设置一个磁环，用于把(比方说)闪电冲击电压通过一个击穿气隙导入地下。

JP-UM-58-22808(1983)中描述了使用绕导电线周转设置的一个磁环来使操作气体绝缘断路器产生的浪涌衰减。

发明人注意到，上述的几种现有方案只能提供有限的浪涌保护。而且，它们一般只对断路浪涌进行保护，而对工作电流还在导电线中流动时浪涌不能很好地保护。雷电引发的浪涌就是一个例子。雷电浪涌只是当它由设备附近的雷击产生时才具有能与断路浪涌相比较的频率，但即使在其它场合下，它仍具有破坏性的高频效应。

我们研究了上述的缺点以及产生的原因之后，作出了本发明。

本发明的目的在于提供一种新的电力装置以及控制该装置的方法，其中该电力装置被设计成能在有工作电流流动时避免装在其中的抑制器饱和。

具体地说，我们提供了一种控制电力装置从而禁止该装置中的高频浪涌的方法，上述的电力包括：一个在接地外壳中伸展的主载流导电体，上述外壳中围绕上述主导电体还设置了一种绝缘体；以及至少一个与上述的主导电体相连设置的高频浪涌抑制器，用于吸收主导电体中出现的高频浪涌，其特征在于：在主工作电流流过上述的主导电体期间，通过经上述的浪涌抑制器提供一个绕上述主导电体设置的磁性体，使流过上述的高频浪涌抑制器的电流低于使该浪涌抑制器饱和的电流强度。

另一方面，我们提供了一种电力装置，包括：在一个接地外壳中伸展的主载流导电体，在上述外壳中围绕上述主导电体还设置了绝缘体；与上述的主导电体相连的高频浪涌抑制器，用于吸收产生的高频浪涌，其特征在于设置了在工作电流在上述主导电体(21，3)中流动期间，使流过上述高频浪涌抑制器的电流低于使浪涌抑制器饱和的电流强度。