[发明专利]气体绝缘开关装置

说明书

本发明涉及气体绝缘开关装置，更具体地，本发明涉及包括有用来以绝缘方式支撑带高压的导体的绝缘体的气体绝缘开关装置。

上述类型的普通气体绝缘开关装置包括一充满绝缘气体(如SF₆气体)的接地金属外壳，其中一绝缘隔圈以绝缘方式支撑着带高压的一导体。为了改善绝缘强度，在这种普通的气体绝缘开关装置中，绝缘隔圈由环氧树脂基体和加到所述基体中的填料构成。填料包括氧化铝(介电常数为9.3)或氟化铝(介电常数为5.0)和氧化铝的混合物。由此降低了绝缘隔圈的介电常数，因此防止了由于隔圈的形状而引起的静电集中而使绝缘强度恶化的问题。

在所述的普通的气体绝缘开关装置中，为了改善绝缘隔圈本身的绝缘强度，它由基体材料及加在其中的填料构成。但是，并没有考虑到填料使隔圈的表面变粗糙而使其绝缘强度变差。也就是说，加入的填料对隔圈的表面粗糙度有影响。因此，例如，在气体绝缘开关装置中残存着的和/或由气体绝缘开关装置的内部元件带入的导电的外来物会很容易附着在隔圈的粗糙表面上。结果，在该粗糙表面上产生局部的静电集中，因此发生绝缘击穿的问题。

本发明的一个目的是提供一种在有导电的外来物存在时仍然有高的绝缘强度的气体绝缘开关装置。

为实现本发明的上述目的，本发明提供了一种气体绝缘开关装置，包括一充满绝缘气体的外壳，设置在所述对外壳内的一导体，和在所述外壳内支撑所述导体的一绝缘体，所述的绝缘体包括一个有机物的基体及加到所述的基体中的无机物填料，所述的绝缘体具有光滑的外表面，并且所述的光滑的外表面由涂层提供。

按照本发明，由于降低了绝缘体的粗糙度，因此可防止局部静电集中，即使有导电的外来物粘附在绝缘体的表面上，仍然能改善绝缘体的绝缘强度。

下面参照附图说明本发明的实施例，附图中：

图1是示出本发明一个实施例的气体绝缘开关装置的剖面图；

图2是示出填料的平均直径和绝缘强度之间关系的曲线图；

图3示出由于绝缘隔圈表面的粗糙度引起的静电集中的示意图；

图4是本发明另一个实施例的气体绝缘开关装置的剖面图；

图5是本发明又一个实施例的气体绝缘开关装置的部分剖面图；

图6是示出绝缘隔圈的介电常数和装置的绝缘强度之间的关系的曲线图；

图7是示出填料和绝缘隔圈的介电常数之间的关系的曲线图；

图8是示出填料和绝缘隔圈的传热系数之间的关系的曲线图；

图9是示出各种填料的介电常数和传热系数之间的关系的图。

参照图1，按照本发明一个实施例的气体绝缘开关装置包括一充满绝缘气体(如SF₆气体)的接地的金属外壳1，设置在外壳1中的带高压的导体2，把导体2彼此连接起来的连接导体4，和一个截头锥形的绝缘隔圈3，连接导体4就嵌在隔圈3中。外壳1包括一对半外壳101，102，它们各带有法兰111，121，半外壳101，102装配在一起使绝缘隔圈3的外周边插在法兰111，112之间，并且该两个半外壳101，102用螺栓6固定在一起。

绝缘隔圈3由有机材料基体加无机填料制成，例如在环氧树脂基体中加入体积百分比为35％至60％的无机填料(例如氟化铝和氧化铝的混合物)。把填料加入到基体中使隔圈3的热膨胀系数与连接导体4的热膨胀系数接近。由此减少热应力，可防止隔圈3开裂。

填料颗粒的平均直径为15um或更小。如图2可见，填料的平均直径越小，则绝缘强度越大。当填料的平均直径为15um或更小时，绝缘强度成为平稳。也就是说，在把15um或更细的填料加到隔圈3的基件中时，隔圈3的表面粗糙度变小，并且与由粘附到隔圈3上的导电的外来物引起的静电集中相比，由隔圈3的表面粗糙度引起的静电集中显著减小。图2所示的结果是在这样的条件下，也就是把几毫米的导电外来物粘附到加有氟化铝和氧化铝混合物的环氧树脂基体中制成的隔圈3表面上得到的。