CN111448729A - 中压开关设备的内隔室设计 - Google Patents

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Abstract

根据权利要求1的前序部分，本发明涉及一种用于中压气体绝缘开关设备的内隔室设计，该中压气体绝缘开关设备具有壳体和至少一个内隔室。为了提高内隔室对破坏性的光电弧冲击的承受能力，同时考虑到较高的经济效益，本发明在于：在内隔室处或者在多个内隔室的情况下，在内隔室或外壳的内部或者在内隔室中的一个内隔室处，在其内壁表面上至少部分地提供有绝缘层。

Description

中压开关设备的内隔室设计
技术领域
根据权利要求1的前序特征，本发明涉及中压开关设备的内隔室设计。
背景技术
在气体绝缘开关设备(即所谓的气体绝缘隔室GIS)中，导体与接地的墙壁之间可能发生电弧。由于其能量，该电弧可能会对墙壁击穿成孔，甚至将其破坏。如相关标准所规定，开关设备的设计必须确保墙壁在一定时间内能够承受电弧。
现有技术是要安装附加的导电材料接地件，例如钢条，这些附加的接地件不属于隔室墙壁的一部分，并且应该为电弧提供代替墙壁的立足点，使得电弧会破坏所述的附加钢条而不是墙壁。
现有技术的解决方案有以下缺点：需要附加的钢条，只使用普通钢材，其在材料使用和承受方面没有任何防护，并且对开关设备本身也会有附加的重量和成本。
此外，由于涡流，附加的钢条会在隔室内生成附加的损耗。当附加的钢条由非铁磁钢制成时，可以降低这些损耗，但这种材料会进一步增加开关设备的成本。
发明内容
本发明的目标是为了提高内隔室对破坏性光电弧冲击的承受能力，同时考虑较高的经济效益。
本发明在于：在内隔室处或者在多个内隔室的情况下，在内隔室或外壳的内部或者在内隔室中的一个内隔室处，在其内壁表面上至少部分地提供有绝缘层。这基本防止了在发生光电弧的情况下对墙壁的直接冲击。
在有利的实施例中，绝缘层由陶瓷材料或陶瓷复合材料制成。这种材料由于其耐高温性强，因此具有很强的抗光电弧冲击的能力。
在有利的备选实施例中，绝缘层由塑料材料或塑料复合材料制成。这种材料具有较高的介电强度，可以隔离抵抗光电弧的导电反电势。
在另一有利的实施例中，绝缘层是具有多层的不同陶瓷材料和/或塑料材料或多层的结构的多层系统。多层在上述意义上具有较高的物理有效性。
在另一有利的实施例中，绝缘层由Al2O3或Y2O3陶瓷制成。
在另一有利的实施例中，墙壁的上述绝缘内表面进一步在其内表面上覆盖有导电层。通过这种方法，可以主动进行电场补偿，以防止光电弧的冲击。
因此，上述导电层可以电连接到电容场转向装置。
因此，本发明提出使用隔室的某些区域的内部电绝缘，以避免电弧在所述区域中找到立足点。
如果在三相开关设备隔室内发生电弧，那么电弧将在三相之间行进。
由于电弧的燃烧电压与电网电压相比较低，电弧实际上代表了短路并创建三相系统的星点。理想星点的电势与隔室的接地墙壁的电势没有区别。
由于三相系统中的不平衡，实际星点的电势可能相差几百伏。在这种相对较小的电压驱动下，电弧也可能从三相行进到隔室壁。
由于驱动电压只有几百伏，因此可以通过该墙壁的电绝缘来避免从三相到隔室壁的电弧跳跃。
具体实施方式
图1示出了具有外壳40和三个导体10、20和30的简单的气体绝缘开关设备隔室100。电弧11、21、31是短路三相。电绝缘50避免了在绝缘层50覆盖的区域中从相到隔室墙壁的电弧跳跃。其优点是，这种相对简单的电气绝缘方式避免了电弧可能会在隔室墙壁上烧出孔甚至将其破坏的风险。绝缘最有效的重要区域可以根据开关设备的实际设计和馈电方向进行选择。电绝缘通常也是热绝缘；这可能会增加隔室的温度。开关设备的设计必须考虑到这点。由于金属屏蔽件中的涡流损耗，绝缘层可能会增加隔室的温度。因此，进一步的设计不能用通常的冷却方法来考虑。
所述绝缘层可以通过多种方式形成，例如涂装或使用诸如Al2O3或Y2O3等绝缘材料的等离子喷涂。

Claims (7)

1.一种用于中压气体绝缘开关设备的内隔室设计，所述中压气体绝缘开关设备具有壳体和至少一个内隔室，
其特征在于
在所述内隔室处或者在多个内隔室的情况下，在所述内隔室(100)或外壳(40)的内部或者在所述内隔室中的一个内隔室处，在其内壁表面上至少部分地提供有绝缘层(50)。
2.根据权利要求1所述的内隔室设计，
其特征在于
所述绝缘层(50)由陶瓷材料或陶瓷复合材料制成。
3.根据权利要求1所述的内隔室设计，
其特征在于
所述绝缘层(50)由塑料材料或塑料复合材料制成。
4.根据权利要求2或3所述的内隔室设计，
其特征在于
所述绝缘层(50)是具有多层的不同陶瓷材料和/或塑料材料或多层的结构的多层系统。
5.根据前述权利要求中的一项所述的内隔室设计，
其特征在于
所述绝缘层(50)由Al2O3或Y2O3陶瓷制成。
6.根据前述权利要求中的一项所述的内隔室设计，
其特征在于
所述墙壁的所述绝缘内表面进一步在其内表面上覆盖有在所述绝缘层(50)上的导电层。
7.根据权利要求6所述的内隔室设计，
其特征在于
所述导电层电连接到电容场转向装置。
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