CN106716146A - 气体中的浸油有源部分设计 - Google Patents

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Abstract

用于对RC分压器(1)进行绝缘的方法，包括以下方法步骤：将分压器(1)的有源部分(2)的至少一部分安装在内部壳体(3)中，并且利用内部壳体(3)中的绝缘油来对有源部分(2)的所述至少一部分进行绝缘；对内部壳体(3)进行气密密封；将内部壳体(3)包围在外部壳体(4)中；利用绝缘气体来填充内部壳体(3)和外部壳体(4)之间的空间(6)。

Description

气体中的浸油有源部分设计
本发明涉及RC分压器的技术领域。
现有技术的解决方案中，RC分压器的整个有源部分建构在外部壳体中，并且利用油或者可替选地利用六氟化硫(SF6)气体来填充。RC分压器的有源部分可以是若干较小的有源部分的堆叠。外部壳体通常包括用于空气绝缘开关装置(AIS)的复合材料绝缘体或陶瓷或者用于气体绝缘开关装置(GIS)的金属壳体。
图1示出了在GIS中使用的常规RC分压器100，由于一般的消费者需求，其是纯SF6绝缘的。由于担心油泄露至气体室中，不允许有油绝缘的有源部分。分压器100包括直径为d的、包括高压端子110的绝缘装置109，有源部分102，壳体104，平压(flat pressed)电容元件105的堆叠，并联分级电阻器(grading resistor)107的堆叠，以及阀112。有源部分102包括平压电容元件105的堆叠和并联分级电阻器107的堆叠，并且其沿着长度l延伸。绝缘装置109闭合壳体104并将其密封至GIS，分压器将在GIS处被连接。绝缘装置109包括用于将分压器100连接至高压电压的输入端口110，而输出端口111生成低压输出。壳体104包围有源部分102、平压电容元件5的堆叠和并联分级电阻器107的堆叠。沿着有源部分102，壳体104的直径大于连接器的直径d。阀112用于将例如大气气体从由壳体104包围的空间排出，以及用于利用绝缘气体来重新填充所述空间，以便实现壳体104内的高水平的未污染的绝缘气体。
在气体绝缘开关装置(GIS)中应用非封装的RC分压器也是已知的。这意味着分压器和整个开关装置建构在例如利用SF6填充的壳体中。用于GIS应用的这种非封装的SF6绝缘的RC分压器容易受环境影响，比如来自操作的污染、灰尘和湿气。非封装的单元还不可以利用额定测试电压进行预测试，直到最终装配为止。SF6绝缘的有源部分相比于油绝缘的有源部分具有较低的介电强度和较低的电容，因此整个分压器需要更多的空间。另一方面，由于油相比于基于气体(诸如SF6)的绝缘材料的较高密度，将油用作用于使有源部分绝缘的手段导致重量增加的缺点。
因此，本发明的目的在于提供一种具有良好的绝缘性质以及优化的重量和体积要求的RC分压器。
该目的通过基于独立权利要求而提供的解决方案来解决。另外的有利实施例通过独立权利要求来提供。
根据一方面，提供一种用于对RC分压器1进行绝缘的方法。分压器1的有源部分2的至少一部分安装在内部壳体3中，并且利用内部壳体3中的绝缘油来绝缘。内部壳体是气密密封的。气密密封的内部壳体被包围在外部壳体4中。利用绝缘气体来填充内部壳体3和外部壳体4之间的空间6。
根据一方面，提供一种用于对RC分压器1进行绝缘的系统10。该系统包括内部壳体3和外部壳体4。内部壳体3被适配为对分压器1的有源部分2的至少一部分进行气密密封。借助于内部壳体3中的绝缘油来对有源部分2进行绝缘。内部壳体3被包围在外部壳体4中。借助于绝缘气体来填充内部壳体3和外部壳体4之间的空间6。
在下文中，以基于附图所图示的实施例为基础来描述本发明。
图1示出根据现有技术的分压器1。
图2示出根据本发明的实施例的、用于对分压器进行绝缘的系统。
图2示出根据本发明的实施例的、用于对分压器1进行绝缘的系统10。系统10包括分压器1、内部壳体3、外部壳体4、平压电容元件5的堆叠、并联分级电阻器7、补偿装置8、对高压输入端口12进行绝缘的绝缘装置9和低压输出端口11。分压器1包括有源部分2、至少内部壳体3、平压电容元件5的堆叠、并联分级电阻器7、输入端口12、输出端口11和补偿装置8。有源部分2包括平压电容元件5的堆叠和并联分级电阻器7的堆叠，并且沿着长度l延伸。为了更好地看见图2中的其他部分，没有在有源部分的整个长度l之上绘制和显示电容元件105，而是仅仅在其左侧部分之上绘制和显示所述电容元件。然而，电容元件5和电阻器7优选地在有源部分2的整个长度l之上或者有源部分2的大部分长度上堆叠。
内部壳体3被适配为对分压器1的有源部分2的至少一部分进行气密密封。因此，内部壳体3可以被适配为对分压器1的有源部分2的一部分或者整个有源部分2进行气密密封。借助于内部壳体3中的绝缘油来对有源部分2的所述至少一部分进行绝缘。内部壳体3被包围在外部壳体4中。借助于绝缘气体来填充内部壳体3和外部壳体4之间的空间6。优选地，借助于绝缘气体来填充内部壳体3和外部壳体4之间的全部空间。
根据一种实施例，RC分压器1被绝缘。因此，分压器1的有源部分2的至少一部分安装在内部壳体3中。有源部分的该部分通过内部壳体3中的绝缘油而被绝缘，优选地，被浸透。例如，这可以通过利用绝缘油来填充内部壳体3来实现。然后，内部壳体3被气密密封，使得内部壳体和由内部壳体包含的部分形成可以易于运输和操作的单元。例如，这种单元可以从工厂运输至开关装置制造厂，然后在开关装置制造厂处其被包围在外部壳体4中。然后，利用绝缘气体来填充内部壳体3和外部壳体5之间的空间6，例如通过利用绝缘气体来填充外部壳体4。外部壳体通过在绝缘装置9的一侧的凸缘来连接至GIS。绝缘装置9不需要对外部壳体进行密封，使得外部壳体可以与GIS的其它部分一起形成单个气体室。
本发明的实施例引起许多协同效应：除了良好的绝缘性能以及优化的重量和体积要求以外，这种分压器易于操作和安装。其原因在于由内部壳体3和包含在该内部壳体中并通过绝缘油绝缘的部分形成的单元可以如在安装到例如GIS中时不需要拆卸和重装的一个成品单元一样地容易操作和安装。此外，相比于图1的现有技术解决方案，在利用气体对壳体104进行填充之前，不需要极度完美地排空壳体104内的全部气体内容物以确保绝缘气体的高纯度。其原因在于在操作时，在绝缘气体包含污染物(诸如，灰尘、湿气或空气)时有源部分102可能在操作期间被损坏。在图2中示出的解决方案中，由于利用内部壳体中的绝缘油进行绝缘，绝缘气体只需要低得多的纯度。
可以使用例如SF6或包含SF6的一些气体混合物作为绝缘气体。可以使用例如矿物油或合成油作为绝缘油。
根据一种实施例，外部壳体4是标准的GIS壳体。在这种实施例中，系统10可以是GIS的一部分。外部壳体4还可以用作GIS的其他部分(诸如，连接导体、避雷器或其他)的壳体。这可以有额外的优势，因为不需要设计特别针对分压器的壳体。
根据图2中示出的实施例，外部壳体4是圆柱形的，其直径d对应于针对分压器1的外部连接器的直径。相比于图1中示出的现有技术解决方案，在使用内部壳体中采用油隔离且外部壳体中采用气体绝缘的解决方案的情况下，对于具有给定直径d的给定标准化连接器，更容易实现圆柱形设计，因为实现最低绝缘需求需要的体积较小。在图1中示出的现有技术解决方案中，壳体104不是圆柱形的，因为针对GIS的连接件的给定直径d不是足够大以致不能确保有源部分102的整个长度之上的绝缘。然而，当然，根据除了基于图2所图示出的实施例之外的本发明的其他实施例，还可以使用非圆柱形的外部壳体。
由于大气条件的原因，分压器1可以具有从低于冰点到高达例如80℃的不同温度。开关装置额外的发热可能影响分压器1所暴露的温度范围。因此，系统10包括补偿装置8，用于补偿温度引起的绝缘油的体积膨胀。该补偿装置是油容积内的、填充有气体的柔性容器(containment)，使得可以补偿油的体积改变。
根据其他优选实施例，高压网络的每个相包括由初级RC部分和次级RC部分组成的RC分压器1。初级部分是高压部分，其是具有并联分级电阻器的平压电容元件的堆叠。根据本发明的实施例，该RC堆叠建构在气密密封的壳体(例如，纤维增强塑料管)中并且用油浸渍。油封装的设计所需空间小于开放的、SF6绝缘方案所需空间(体积)的2/3。因此，还产生成本优势。油封装的解决方案对环境影响不那么敏感，并且可以利用全额定测试电压进行预测试。一旦完成测试，则该单元可以易于处理和存储并且是安全的。

Claims (14)

1.一种用于对RC分压器(1)进行绝缘的方法，包括以下方法步骤：
-将所述分压器(1)的有源部分(2)的至少一部分安装在内部壳体(3)中，并且利用所述内部壳体(3)中的绝缘油来对所述有源部分(2)的至少一部分进行绝缘；
-对所述内部壳体(3)进行气密密封；
-将所述内部壳体(3)包围在外部壳体(4)中；
-利用绝缘气体来填充所述内部壳体(3)和所述外部壳体(4)之间的空间(6)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述绝缘气体包括SF6，并且/或者所述绝缘油包括矿物油或合成油。
3.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述外部壳体(4)是开关装置的壳体。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述外部壳体(4)是所述RC分压器的壳体。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述有源部分(2)包括具有并联分级电阻器(7)的平压电容元件(5)的堆叠。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述外部壳体(4)是圆柱形的，其直径(d)对应于针对所述分压器(1)的外部连接器的直径。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述分压器(1)包括补偿装置(8)，以用于补偿温度引起的所述绝缘油的体积膨胀。
8.一种用于对RC分压器(1)进行绝缘的系统(10)，包括内部壳体(3)和外部壳体(4)；其中，所述内部壳体(3)被适配为对所述分压器(1)的有源部分(2)的至少一部分进行气密密封，其中，借助于所述内部壳体(3)中的绝缘油来对所述有源部分(2)进行绝缘；
其中，所述内部壳体(3)被包围在所述外部壳体(4)中；
其中，所述内部壳体(3)和所述外部壳体(4)之间的空间(6)被绝缘气体填充。
9.根据权利要求8所述的系统(10)，其中，所述绝缘气体包括SF6，并且/或者所述绝缘油包括矿物油或合成油。
10.根据权利要求8或9所述的系统(10)，其中，所述外部壳体(4)是开关装置的壳体。
11.根据权利要求8至10中的任一项所述的系统(10)，其中，所述外部壳体(4)是所述RC分压器的壳体。
12.根据权利要求8至11中的任一项所述的系统(10)，其中，所述有源部分(2)包括具有并联分级电阻器(7)的平压电容元件(5)的堆叠。
13.根据权利要求8至11中的任一项所述的系统(10)，其中，所述外部壳体(4)是圆柱形的并且直径(d)对应于针对所述分压器(1)的外部连接器的直径。
14.根据权利要求8至13中的任一项所述的系统(10)，其中，所述分压器(1)包括补偿装置(8)，以用于补偿温度引起的所述绝缘油的体积膨胀。
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