CN103151216B - 配有外置吸附设备的氟碳混合气体绝缘灭弧开关装置 - Google Patents
配有外置吸附设备的氟碳混合气体绝缘灭弧开关装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103151216B CN103151216B CN201310042061.XA CN201310042061A CN103151216B CN 103151216 B CN103151216 B CN 103151216B CN 201310042061 A CN201310042061 A CN 201310042061A CN 103151216 B CN103151216 B CN 103151216B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- gas
- adsorption device
- valve
- particle adsorption
- control module
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000009413 insulation Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 title abstract description 12
- NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N fluoromethane Chemical compound FC NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract description 3
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 title abstract 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 48
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 71
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims description 40
- 239000003595 mist Substances 0.000 claims description 15
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 claims description 11
- PRPAGESBURMWTI-UHFFFAOYSA-N [C].[F] Chemical compound [C].[F] PRPAGESBURMWTI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims description 7
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000004341 Octafluorocyclobutane Substances 0.000 claims description 5
- BCCOBQSFUDVTJQ-UHFFFAOYSA-N octafluorocyclobutane Chemical compound FC1(F)C(F)(F)C(F)(F)C1(F)F BCCOBQSFUDVTJQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 235000019407 octafluorocyclobutane Nutrition 0.000 claims description 5
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 2
- QYSGYZVSCZSLHT-UHFFFAOYSA-N octafluoropropane Chemical compound FC(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)F QYSGYZVSCZSLHT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229960004065 perflutren Drugs 0.000 claims description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 231100000167 toxic agent Toxicity 0.000 description 3
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 3
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 3
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000012491 analyte Substances 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000010616 electrical installation Methods 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 231100000956 nontoxicity Toxicity 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
Abstract
一种配有外置吸附设备的氟碳混合气体绝缘灭弧开关装置，其密封容器（1）上设置有的气体流通接（20、21）通过管道与置于密封容器（1）外部的微粒吸附装置（12）联通。控制模块（18）安装在密封容器（1）外部且与密封容器（1）绝缘，控制模块（18）与微粒吸附装置（12）通过信号线相连；所述微粒吸附装置（12）利用高电压放电使固体微粒带电，后被吸附电极吸附并从气体中分离出来。上、下气体流通接口（20、21）分别通过上、下管道（22、19）与微粒吸附装置（12）联通，上、下管道（22、19）与微粒吸附装置（12）之间安装有上、下阀门（11、15），所述的控制模块（18）通过控制上、下阀门（11、15）的开闭，控制微粒吸附装置（12）的启停。
Description
技术领域
本发明涉及一种气体绝缘的开关装置，特别涉及一种使用氟碳混合气体作为绝缘介质的开关装置。
背景技术
SF6气体具有良好的绝缘能力、灭弧能力、化学稳定性及无毒性，因而被广泛的应用于气体绝缘设备中，如气体绝缘变压器、气体绝缘断路器、气体绝缘输电管道等。但是，纯SF6气体对电场不均匀性非常敏感，对设备加工要求高；而且SF6气体的放电分解物，如SO2F2、SOF2、SF4、SF2、H2S、SOF4等，均为剧毒物质，对人员健康威胁很大；另外，SF6气体的温室效应非常大，它的全球温暖化潜能值(GWP)大约是CO2气体的23900倍，且在大气中寿命约3200年，因此联合国气候变化公约缔约方在1997年签订的《京都议定书》中，将SF6气体列为六种限制性使用的温室气体之一。因此科研人员进行了大量的研究，希望寻找到能够替代SF6气体用于电气设备的新介质。
目前来看，用单一气体来代替SF6气体是十分困难的。所以，人们尝试使用混合气体来代替纯SF6气体。目前已有使用SF6/N2混合气体或SF6/CO2混合气体替代纯SF6气体的报道，使用含SF6的混合气体有以下优点：降低对电极表面缺陷敏感度，降低气体液化温度，降低成本，因此具有较好的应用前景，特别是SF6含量在20%~40%的SF6/N2混合气体。但是，使用含SF6的混合气体不能从根本上解决SF6气体的温室效应及其分解产物中含有的剧毒物质对人身的威胁。因此，有必要寻找不含SF6的混合气体用于高压电力设备。
在专利JP4119441B2中提到使用N2或O2或干燥空气或CO2等气体作为主要绝缘气体成分，并且混合有20%以下的SF6气体、c-C4F8(八氟环丁烷)、CF3SF5、C3F8或CF3OSF3等气体作为气体绝缘装置的气体绝缘介质；
专利JP2004236459A，JP2006014411A等也提到使用c-C4F8(八氟环丁烷)、C3F8与N2，CO2等的混合气体作为电气设备绝缘和灭弧介质。
以上几个专利提到使用所述的这类混和气体可以加大的降低绝缘气体的全球温暖化系数，同时可以完全避免SF6气体的使用，从根本上解决SF6气体分解产物中含有剧毒物质对人身的危害。然而也存在以下问题：由于上述气体中c-C4F8(八氟环丁烷)、C3F8等含有碳元素，所以在开断电流时产生的电弧下，气体发生离解和复合的过程中，存在产生游离碳的问题，产生的碳如果附着到绝缘隔离件等固体绝缘物的表面上的情况下，可能会导致该部分的电绝缘性能显著降低。
专利日本特开2007-258137号公报提出在将含有上述那样的含碳元素的气体应用于开关装置的情况下，通过在绝缘气体中适量混入O2，H2等的方法，可以抑制电流开断时产生的游离碳的生成量，防止游离碳的生产造成的电气性能下降，然而，O2是促进有机材料或金属劣化的代表性物质，按照所述方法密封容器内将长期存在O2气，这会使得设备寿命变短，设备的维护次数增加。而使用H2作为混合气体，由于H2其的绝缘性能弱，会降低设备性能，同时H2的分子小，为了确保气密性，需要采取更加严密的密封措施，极大的增加了设备的体积和成本。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种气体绝缘开关装置。本发明能够降低电气设备所用气体绝缘介质的全球温暖化系数，而且具有优良性能。
本发明的氟碳混合气体绝缘灭弧开关装置采用以下技术方案：
本发明所述的开关装置包括封入绝缘灭弧气体的密封容器，微粒吸附装置及控制模块。在充满灭弧性气体的密封容器中设置至少一对电极，通过所述电极保持接触状态来导电。在电流断开时，使得上述电极分离而在上述灭弧气体中发生电弧，通过熄灭电弧来开断电流。所述灭弧气体是含有碳元素的氟碳气体，如八氟环丁烷（c-C4F8）、八氟丙烷（C3F8）等与N2或CO2等的混合气体。所述密封容器上开有气体流通接口，所述气体流通接口与置于密封外部的微粒吸附装置通过管路相连。在电流开断，电极分离产生电弧后，微粒吸附装置开始运行，密封容器内含有电弧分解物质的气体通过管路流入微粒吸附装置，吸附分解物质中的固体微粒后，再经过吸附剂后返回密封容器。所述微粒吸附装置利用高电压放电，使固体微粒带电，然后被位于微粒吸附装置内部的吸附电极吸附并从气体中分离出来。所述控制模块安装在密封容器外部且与密封容器绝缘，并与微粒吸附装置及安装在管路中的阀门通过信号线相连，通过信号控制微粒吸附装置的启停，控制阀门的开闭。
本发明为一种低温室效应绝缘气体的气体绝缘开关设备，同时具有优良的性能和质量。
附图说明
图1为本发明一种实施方式的主要部分的剖视图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式进一步说明本发明。
所述的开关装置包括封入绝缘灭弧气体的密封容器1，微粒吸附装置12及控制模块18。
图1为本发明氟碳混合气体绝缘灭弧的开关装置实施方式的主要部分剖视图。如图1所示，所述的开关装置处于断开状态。该氟碳混合气体绝缘灭弧的开关装置，例如是高压输电系统的保护用开关装置，或者是喷气式气体断路器。在密封容器1内封有含碳元素的氟碳混合气体。密封容器1内静触头4和动触头5对称布置。在静触头4和动触头5上分别设置有静弧触头3和动弧触头6。所述静触头4和动触头5在正常运行时处于导通状态，在断开动作时，通过轴向相对运动而分开，并在静弧触头3和动弧触头6之间的空间产生电弧10。在动触头5和动弧触头6一侧设置有压气缸8和活塞9，所述的压气缸8和活塞9位于密封容器1内部，且活塞9固定在密封容器1上，压气缸8套设在活塞9上，开断过程中活塞9与压气缸8产生相对运动，使得压气缸8内的灭弧气体2通过绝缘喷嘴7吹拂电弧10，从而使得电弧10在电流过零时熄灭。在密封容器1上开设有上下两个气体流通接口20、21，上气体流通接口20通过上管道22与微粒吸附装置12联通，下气体流通接口21通过下管道19与微粒吸附装置12联通。上管道22与微粒吸附装置12之间安装有上阀门11、下管道19与微粒吸附装置12之间安装有下阀门15。所述控制模块18安装在密封容器1外部且与密封容器1绝缘，与上阀门11、下阀门15、第三阀门14及微粒吸附装置12通过信号线相连。控制开关装置动作的开断信号输入到控制模块18，所述的控制模块18将在预设的延迟时间之后输出信号，打开微粒吸附装置12，并打开分别安装在上、下管道22和19上的上阀门11和下阀门15，使微粒吸附装置12开始运行。最后，在运行预设长度的时间后，再由控制模块18输出信号停止微粒吸附装置12运行，同时关闭上阀门11和下阀门15。在微粒吸附装置12的出气口设有微粒隔离网13，以使被微粒吸附装置12吸附的微粒不会随气体流出。所述微粒吸附装置12利用高电压放电，使固体微粒带电，而后被位于微粒吸附装置内部的吸附电极吸附并从气体中分离出来。同时在气体返回的下管道19上设置了吸附剂置换盒17，吸附剂置换盒17内部有吸附剂16。所述吸附剂安装盒17是可更换的，吸附剂16为氧化铝等；下管道19还通过第三阀门14与置于本发明装置外部的换充气系统相连，可在密封容器1内气体不能满足要求时进行充换气。控制模块18控制所述的第三阀门14的开闭。
由于喷口喷出的气体经过电弧加热后温度很高，因此管路22与气体流通接口20连接部位为耐高温的部件。
密封容器上的气体流通接口20设置在静触头一侧，也可以根据需要设置在密封容器的其他部位。
本发明还可应用于其他气体绝缘开关装置中。
Claims (4)
1.一种配有外置吸附设备的氟碳混合气体绝缘灭弧开关装置，其特征在于，所述的开关装置包括封入绝缘灭弧气体的密封容器(1)，微粒吸附装置(12)及控制模块(18)；所述绝缘灭弧气体为氟碳混合气体：八氟环丁烷(c-C4F8)与N2或CO2的混合气体，八氟丙烷(C3F8)与N2或CO2的混合气体；所述的密封容器(1)内配置至少一对电极；所述的密封容器(1)上设置有气体流通接口(20、21)，所述的气体流通接口(20、21)通过管道与置于密封容器(1)外部的微粒吸附装置(12)联通；所述的密封容器(1)上设置的上气体流通接口(20)通过上管道(22)与微粒吸附装置(12)联通，下气体流通接口(21)通过下管道(19)与微粒吸附装置(12)相连；上管道(22)与微粒吸附装置(12)之间安装有上阀门(11)，下管道(19)与微粒吸附装置(12)之间安装有下阀门(15)；所述密封容器(1)上的气体流通接口(20)设置在静触头(3)的一侧；所述的控制模块(18)安装在密封容器(1)外部且与密封容器(1)绝缘；控制模块(18)与微粒吸附装置(12)通过信号线相连；所述微粒吸附装置(12)利用高电压放电，使固体微粒带电，后被位于微粒吸附装置(12)内部的附电极吸附并从气体中分离出来；控制所述开关装置动作的开断信号输入到控制模块(18)，所述的控制模块(18)在预设的延迟时间之后输出信号，打开微粒吸附装置(12)，并打开所述的上阀门(11)和下阀门(15)，使微粒吸附装置(12)开始运行；最后，在运行预设长度的时间后，控制模块(18)输出信号停止微粒吸附装置(12)运行，同时关闭上阀门(11)和下阀门(15)；所述的控制模块(18)与上阀门(11)、下阀门(15)通过信号线相连；管路(22)与气体流通接口(20)连接部位为耐高温的部件。
2.根据权利要求1所述的开关装置，其特征在于，所述的微粒吸附装置(12)的出气口设有微粒隔离网(13)，以使被微粒吸附装置(12)吸附的微粒不会随气体流出。
3.根据权利要求1所述的开关装置，其特征在于，所述的下管道(19)上设置了吸附剂置换盒(17)，吸附剂置换盒(17)内部有吸附剂(16)；所述吸附剂安装盒(17)为可更换装；所述的吸附剂(16)为氧化铝。
4.根据权利要求1或3所述的开关装置，其特征在于，所述的下管道(19)通过第三阀门(14)与换充气系统相连；所述的第三阀门(14)通过信号线与控制模块(18)相连，控制模块(18)控制所述的第三阀门(14)的开闭。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310042061.XA CN103151216B (zh) | 2013-02-01 | 2013-02-01 | 配有外置吸附设备的氟碳混合气体绝缘灭弧开关装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310042061.XA CN103151216B (zh) | 2013-02-01 | 2013-02-01 | 配有外置吸附设备的氟碳混合气体绝缘灭弧开关装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103151216A CN103151216A (zh) | 2013-06-12 |
| CN103151216B true CN103151216B (zh) | 2015-04-29 |
Family
ID=48549210
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201310042061.XA Expired - Fee Related CN103151216B (zh) | 2013-02-01 | 2013-02-01 | 配有外置吸附设备的氟碳混合气体绝缘灭弧开关装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103151216B (zh) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3477675B1 (en) * | 2017-10-30 | 2022-03-02 | ABB Schweiz AG | Gas-insulated medium-voltage switch with shield device |
| JP6921988B2 (ja) * | 2017-12-01 | 2021-08-18 | 株式会社東芝 | ガス遮断器 |
| CN109586176B (zh) * | 2018-12-20 | 2020-12-04 | 乐清市鑫艺科技有限公司 | 一种高压变电机柜的距环弧吹装置 |
| CN110957663B (zh) * | 2019-12-02 | 2021-07-02 | 中国科学院电工研究所 | 一种具有嗅觉感知功能的三元混合气体绝缘开关设备 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1174911A2 (en) * | 2000-06-05 | 2002-01-23 | Applied Materials, Inc. | Silicon nitride as anti-reflective coating |
| CN2671585Y (zh) * | 2003-11-25 | 2005-01-19 | 林世章 | 高效静电式空气净化装置 |
| CN101047077A (zh) * | 2006-03-27 | 2007-10-03 | 株式会社东芝 | 气体绝缘开闭器 |
| CN101206971A (zh) * | 2007-11-16 | 2008-06-25 | 中国科学院电工研究所 | 一种氟碳化合物绝缘负荷开关 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050178333A1 (en) * | 2004-02-18 | 2005-08-18 | Asm Japan K.K. | System and method of CVD chamber cleaning |
-
2013
- 2013-02-01 CN CN201310042061.XA patent/CN103151216B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1174911A2 (en) * | 2000-06-05 | 2002-01-23 | Applied Materials, Inc. | Silicon nitride as anti-reflective coating |
| CN2671585Y (zh) * | 2003-11-25 | 2005-01-19 | 林世章 | 高效静电式空气净化装置 |
| CN101047077A (zh) * | 2006-03-27 | 2007-10-03 | 株式会社东芝 | 气体绝缘开闭器 |
| CN101206971A (zh) * | 2007-11-16 | 2008-06-25 | 中国科学院电工研究所 | 一种氟碳化合物绝缘负荷开关 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103151216A (zh) | 2013-06-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5127569B2 (ja) | ガス絶縁開閉器 | |
| Kasuya et al. | Interruption capability and decomposed gas density of CF 3 I as a substitute for SF 6 gas | |
| CN103151724B (zh) | 一种基于体内吸附的气体绝缘开关设备 | |
| CN103151216B (zh) | 配有外置吸附设备的氟碳混合气体绝缘灭弧开关装置 | |
| CN102222868B (zh) | 固体绝缘真空环网柜 | |
| CN106848909A (zh) | 一种无仓室静触头非sf6气体绝缘下隔离开关设备 | |
| CN201134639Y (zh) | 一种72.5kv气体绝缘金属封闭开关设备 | |
| CN105590786A (zh) | 一种新型灭弧室 | |
| CN102360987A (zh) | 一种罐式高压真空断路器 | |
| CN201877351U (zh) | 真空开关管 | |
| CN109243909A (zh) | 一种气体绝缘真空负荷开关 | |
| Uchii et al. | Investigations on SF6-free gas circuit breaker adopting CO2 gas as an alternative arc-quenching and insulating medium | |
| Widger | Investigation into CF3I-CO2 gas mixtures for insulation of gas-insulated distribution equipment | |
| KR102458208B1 (ko) | 전기 에너지 전송 장치용 절연 매체 | |
| CN103094860B (zh) | 基于碳沉积抑制技术的氟碳混合气体绝缘开关装置 | |
| CN203218781U (zh) | 一种使用多种气体的气体绝缘真空灭弧的开关设备 | |
| JP2014124053A (ja) | 電力用ガス絶縁機器 | |
| CN205487926U (zh) | 一种新型灭弧室 | |
| CN202712037U (zh) | 一种具有三相共箱结构的罐式高压真空断路器 | |
| CN106848908A (zh) | 一种无仓室静触头非sf6气体绝缘开关设备 | |
| CN208622649U (zh) | 一种气体绝缘真空负荷开关 | |
| CN204680573U (zh) | 一种中压开关灭弧结构 | |
| CN114113952A (zh) | 一种用于高压开关设备电弧特性研究的实验装置及方法 | |
| CN207021580U (zh) | 一种无仓室静触头非sf6气体绝缘开关设备 | |
| CN109904780A (zh) | 基于碳沉积抑制技术的氟碳混合气体绝缘开关装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20150429 |