CN215681530U - 一种低压或中压气体绝缘开关设备 - Google Patents

Abstract

本公开的实施例涉及一种低压或中压气体绝缘开关设备。低压或中压气体绝缘开关设备包括：外壳以及负载断路开关‑接地开关单元，负载断路开关‑接地开关单元包括：固定触点组件；可动触点组件；开关执行器机构；接地开关；第一端子；第二端子；导电的第一壳体；加压系统；喷嘴系统。提供了利用不同于SF6的绝缘/猝灭气体的改进的中断性能的开关设备。

Description

一种低压或中压气体绝缘开关设备

技术领域

本公开的实施例总体涉及一种气体绝缘负载断路开关，被设计为用于全球变暖潜能低于SF6的绝缘/猝灭气体(quenching gas)。

背景技术

负载断路开关构成分配给负载电流切换任务的单元的组成部分，通常的负载电流在40A至2000A的均方根范围内。开关通过触点的相对运动断开或闭合，例如插头触点和梅花型(tulip-type)触点。在电流分断操作期间，当触点彼此远离时，分离的触点之间可能形成电弧。

在具有能够灭弧的机构(诸如吹气机构)的负载断路开关中，猝灭 (也称为绝缘或介电)气体在吹气体积中压缩并释放到电弧区域或灭弧区域。

在断开操作期间，活塞通过位移行程移动，猝灭气体被压缩，并且压缩室内出现过压。同时，电弧触点(例如梅花触点)从插头触点上拔下，和/或反之亦然，并生成电弧。在中断期间，电弧加热触点周围的气体体积。热绝缘气体具有比较低的温度下的相同的绝缘气体的更低的绝缘性能。即使电弧事先成功中断(即，即使先前的热中断是成功的)，热气体也会增加电介质再次击穿的风险。

在通常的应用中，六氟化硫(SF6)用作猝灭气体或绝缘气体。SF6 具有优异的绝缘介电性能，以及优异的电弧冷却或灭弧性能和散热性能。因此，SF6的使用允许具有这种基于SF6的负载断路开关的紧凑型开关设备和简单的负载断路开关。

然而，SF6的全球变暖潜能导致了具有备选的绝缘气体的开关设备和/或气体绝缘负载断路开关的发展。近些年来，已经进行了显著的努力来开发无SF6的开关设备，来减少电气工业中温室气体的使用。目前，真空开关技术用作无SF6的负载断路开关的可能解决方案。

因此，需要一种基于针对中压应用的吹气中断技术的无SF6的负载断路开关。在吹气式开关中，中断能力取决于触点几何形状与受控气流之间的相互作用。通常，由于灭弧性能和介电强度较差，在具有相同开关设计的开关中，用替代气体代替SF6会降低中断性能。

实用新型内容

本公开提供了改进的低压或中压气体绝缘开关设备。

本公开提供了低压或中压气体绝缘开关设备，包括：外壳，限定外壳体积，外壳体积用于容纳在环境压力下的全球变暖潜能低于SF6的全球变暖潜能的绝缘/猝灭气体；以及负载断路开关-接地开关单元，被布置在外壳内，负载断路开关-接地开关单元包括：固定触点组件，包括第一主触点和第一电弧触点；可动触点组件，包括第二主触点和第二电弧触点；可动触点组件能够在负载断路开关的闭合状态与负载断路开关的断开状态之间沿可动触点组件的轴线纵向地移动，在闭合状态中，可动触点组件与固定触点组件电连接，在断开状态中，可动触点组件不与固定触点组件电连接；第一电弧触点和第二电弧触点限定电弧区域，在电弧区域中，在电流断开操作期间形成电弧，其中电弧区域至少部分地位于从第一主触点径向向内的位置；开关执行器机构，用于将驱动轴的旋转运动传送为可动触点组件的纵向运动；接地开关；第一端子，电连接到可动触点组件和接地开关；第二端子，电连接到固定触点组件；导电的第一壳体，包围可动触点组件的至少一部分，从而在负载断路开关处于断开状态时电屏蔽可动触点组件，第一壳体还包围接地开关的至少一部分；加压系统，具有加压室，加压室至少部分地布置在第一壳体内，以用于在电流分断操作期间将绝缘/猝灭气体加压至猝灭压力；喷嘴系统，至少在负载断路开关的断开状态下，至少部分地布置在第一壳体内，以用于以亚音速流动模式将经加压的绝缘/猝灭气体从加压室吹到电流分断操作期间在猝灭区域中形成的电弧上，喷嘴系统具有喷嘴供应通道，喷嘴供应通道用于向至少一个喷嘴供应经加压的绝缘/猝灭气体；以及其中至少一个喷嘴被布置为用于将绝缘/猝灭气体从轴外位置主要径向向内地吹到猝灭区域上；其中在电弧区域周围的所生成的热气体的流动模式是驻点流动，并且所生成的热气体的流动模式适于避免电弧的重燃，以用于利用不同于SF6的绝缘/猝灭气体提供改进的中断性能。

在一些实施例中，第一端子通过第一导线电连接到可动触点组件，第一导线包括用于适应可动触点组件的纵向运动的柔性导体，并且其中第一端子还通过第二导线电连接到接地开关。

在一些实施例中，第一壳体包括通风开口，通风开口用于允许绝缘/ 猝灭气体的从第一壳体的外部穿过第一壳体的对流，并且其中第一端子、第一导线和第二导线中的至少一个的至少一部分导热地连接到第一壳体。

在一些实施例中，第一主触点包括至少一个压力释放开口，压力释放开口被形成以便允许基本上沿径向向外方向的气体的流动。

在一些实施例中，至少一个压力释放开口的总面积被配置为使得在经加压的绝缘/猝灭气体的供应期间，从压力释放开口流出气体的流动的减少被抑制。

在一些实施例中，至少一个压力释放开口的总面积小于喷嘴供应通道的横截面的5倍。

在一些实施例中，猝灭压力和环境压力满足关系。

在一些实施例中，第一壳体还包围开关执行器机构和第一导线。

在一些实施例中，在驻点之后的猝灭气体的气流在两个方向上流动。

本公开的实施例提供了利用不同于SF6的绝缘/猝灭气体的改进的中断性能的开关设备。

附图说明

本公开的实施例将以示例的意义来呈现，并且它们的优点可以在下面参考附图更详细地解释，其中：

图1A、图1B示出了气体绝缘开关设备的示例性实施例；

图2示出了气体绝缘开关设备的实施例的另一立体视图；

图3A、图3B示出了开关设备中的触点布置的示例性实施例；

图4示出了根据实施例的开关设备中的开关器件的示意图；

图5示出了根据实施例的开关设备中的开关器件的另一示意图；

图6A至图6C示出了开关设备中接地开关的示例性实施例；

图7A至图7D示出了开关设备中可用的示例性喷嘴系统；

图8A至图8D示出了在电流分断操作期间处于各种状态的根据实施例的示例性喷嘴系统的横截面视图。

具体实施方式

在下文中，将参考说明性实施例来描述本公开的原理和精神。应当理解，给出所有这些实施例仅是为了本领域技术人员更好地理解和进一步实践本公开，而不是为了限制本公开的范围。例如，作为实施例的一部分说明或描述的特征可以与另一实施例一起使用以产生另一实施例。为了清楚起见，本说明书中并未描述实际实现的所有特征。当然，应当理解的是，在任何这样的实际实施例的开发中，应当做出许多实现特定的决策来实现开发人员的特定目标，例如遵从系统相关和业务相关的约束，这些约束将随着实现的不同而变化。此外，应当理解的是，这种开发工作可能是复杂和耗时的，但是对于受益于本公开的本领域的普通技术人员来说，仍然是常规的工作。

现在将参考附图描述所公开的主题。在附图中示意性地描绘各种结构、系统和装置，仅用于解释目的，并且不以本领域技术人员众所周知的细节来模糊描述。然而，包括附图以描述和解释所公开主题的说明性示例。本文中使用的词语和短语应被理解和解释为具有与相关领域技术人员对这些词语和短语的理解一致的含义。术语或短语的特殊定义，即与本领域技术人员理解的普通和习惯含义不同的定义，不旨在通过本文中术语或短语的一致使用来暗示。在术语或短语可能意图具有特殊含义的范围内，即，除熟练技术人员理解的含义之外的含义，这种特殊定义将以直接且明确地提供术语或短语的特殊定义的定义方式在说明书中明确阐述。

此外，作为实施例的一部分示出或描述的特征可以在其他实施例上使用或与其他实施例结合使用以产生另一实施例。其旨在说明包括这种修改和变更。

为了解决上述和其他潜在问题，本公开的实施例提出：

一种低压或中压气体绝缘开关设备，具有：外壳，限定用于容纳在环境压力下全球变暖潜能低于SF6的绝缘/猝灭气体的外壳体积；以及被布置在外壳内的负载断路开关-接地开关单元，该负载断路开关-接地开关单元包括：

固定触点组件可以包括第一主触点和第一电弧触点；可动触点组件包括第二主触点和第二电弧触点；可动触点组件可以能在负载断路开关的闭合状态(其中可动触点组件与固定触点组件电连接)与负载断路开关的断开状态(其中可动触点组件不与固定触点组件电连接)之间沿可动触点组件的轴线(“A”)纵向地移动；第一和第二电弧触点限定电弧区域，在电流分断操作期间在电弧区域中形成电弧，其中该电弧区域至少部分地位于从第一主触点径向向内的位置；

开关执行器机构，用于将驱动轴的旋转运动转换为可动触点组件的纵向运动；接地开关；第一端子，电连接到可动触点组件和接地开关；第二端子，电连接到固定触点组件；导电的第一壳体，包围可动触点组件的至少一部分，从而在负载断路开关处于断开状态时对可动触点组件进行电屏蔽，第一壳体进一步包围接地开关的至少一部分；加压系统，具有加压室，该加压室至少部分地布置在第一壳体内，用于在电流分断操作期间将绝缘/猝灭气体加压至猝灭压力；喷嘴系统，至少部分地布置在第一壳体内，用于在电流分断操作期间以亚音速流动模式将加压的绝缘/猝灭气体从加压室吹到猝灭区域中形成的电弧上。喷嘴系统可以至少部分地位于负载断路开关的断开状态下的第一壳体中。在闭合状态或负载断路开关中断(interruption)的时刻，喷嘴系统可至少部分地位于第一壳体外部。

喷嘴系统具有喷嘴供应通道，用于向至少一个喷嘴供应加压的绝缘/ 猝灭气体，并且其中至少一个喷嘴被布置为用于将绝缘/猝灭气体从轴外 (off-axis)位置主要径向向内地吹到猝灭区域上；其中在电弧区域周围生成的热气体的流动模式是驻点流动，并且所生成的热气体的流动模式适用于避免电弧的重燃，用于提供不同于SF6的绝缘/猝灭气体的改进的中断性能。

根据一方面，电弧区域周围的流动模式，被称为驻点流动，使得SF6 备选品的中断性能显著提高。在热中断之后，冷区和热区的弱介电强度都可能导致重击穿。创新的解决方案已经实现以采用这样的方式调整生成的热气体的流动模式，从而防止重燃。除了改进的中断能力之外，根据本实用新型的方面的新型负载断路开关还具有优化的介电和热设计，以便提供可靠的单元。

根据一方面，本文描述的开关设备满足基于国际标准(例如IEC/GB、 ANSI、GOST等)的针对12/24kV额定电压的所有所需的技术和安全标准。此外，新开关可能不会改变在SF6气体中工作的传统面板的占地面积。

在本申请的实施例中，公开了一种低压或中压气体绝缘开关设备 100，该开关设备可以包括：

外壳110，限定用于容纳在环境压力下全球变暖潜能低于SF6的绝缘/猝灭气体的外壳体积；以及负载断路开关-接地开关单元，被布置在外壳110内。

负载断路开关接地开关单元可以包括：固定触点组件120，包括第一主触点130和第一电弧触点140；可动触点组件150，包括第二主触点 160和第二电弧触点170；可动触点组件150可以在负载断路开关100 的闭合状态(其中可动触点组件150与固定触点组件120电连接)与负载断路开关的断开状态(其中可动触点组件150不与固定触点组件120 电连接)之间沿可动触点组件120、150的轴线“A”纵向移动；限定电弧区域180的第一电弧触点140和第二电弧触点170，其中在电流分断操作期间在电弧区域180中形成电弧190。

断开状态不仅是缺少电接触，而且是由于负载断路开关中绝缘气体在过电压条件下的介电耐受而提供的。

电弧区域180至少部分地位于从第一主触点130径向向内的位置；开关执行器机构200，用于将驱动轴210的旋转运动转换为可动触点组件150的纵向运动；接地开关220；第一端子230，电连接到可动触点组件150和接地开关220；第二端子，电连接到固定触点组件120；导电的第一壳体270，包围可动触点组件150的至少一部分，从而在负载断路开关100处于断开状态时对可动触点组件150进行电屏蔽，第一壳体270 进一步包围接地开关220的至少一部分；加压系统290，具有加压室300，该加压室300至少部分地布置在第一壳体270内，用于在电流分断操作期间将绝缘/猝灭气体加压至猝灭压力；喷嘴系统310，至少部分地布置在第一壳体270内，用于以亚音速流动模式将加压的绝缘/猝灭气体从加压室300吹到在电流分断操作期间在猝灭区域320中形成的电弧190上。喷嘴系统310可以在负载断路开关的断开状态下布置。在闭合状态或中断时刻，喷嘴系统可以至少部分地位于第一壳体270的外部。喷嘴系统 310进一步具有喷嘴供应通道，用于向至少一个喷嘴340供应加压的绝缘/猝灭气体，并且其中至少一个喷嘴340被布置为用于将绝缘/猝灭气体从轴外位置主要径向向内吹到猝灭区域180上；其中在电弧区域180 周围的生成的热气体的流动模式是驻点流动，并且生成的热气体的流动模式适用于避免电弧的重燃，以用于提供不同于SF6的绝缘/猝灭气体的改进的中断性能。

图8D更详细地示出了猝灭气体的流动模式。流动模式包括驻点 360，在该驻点处猝灭气体基本停止流动。更准确地说，驻点360定义为猝灭气体的流动模式具有基本消失速度的区域。在定量方面，如果气体速度的大小v_gas满足以下不等式，气体的速度基本上消失

其中Δp＝p_quenching-p₀为加压(猝灭)气体(加压体积300 中的最大压力p_quenching)与环境气体在环境压力(外壳压力p₀)下的压差；ρ为加压(猝灭)气体在压缩体积(最大压缩)中的气体密度，并且c是例如优选地在范围c<0.2(例如c＝0.01，优选地c＝0.1)中选择的预定常数系数。

这里，驻点360被定义为在无电弧操作期间猝灭气体的稳态流动期间(例如在无电流下(空载操作)开关的打开运动期间)，满足上述不等式的区域。优选地，在没有电弧(尤其是没有产生电流的电弧)的情况下定义上述不等式。因此，驻点360描述了一个区域。另外，驻点360 还可以指该区域内的任何点，特别是指该区域的中心。

流动模式进一步包括朝向驻点360(主要是径向向内的)流动的上游区域380(即驻点360的上游)，以及远离驻点360的沿主要轴向加速流动的下游区域370(即驻点360的下游)。这里，“上游”和“下游”并不一定意味着气体已经通过驻点360。

优选地，驻点360与电弧区域180重叠，并且更优选地位于电弧区域180内。

因此，(在上游区域380中的)猝灭气体从主要径向方向朝向电弧区域180流动，由此其减速。从电弧区域180开始，(在下游区域370 中的)气体沿远离电弧区域的主要轴向流动，从而轴向加速。这种流动模式的优点是产生压力分布，通过该压力分布，电弧190的横截面和直径受到限制并保持较小。这以及在电弧190上的轴向吹扫导致电弧190 的增强冷却和熄灭。

如图8A和图8D所示，气流分为两个方向(驻点后朝向电弧引脚和在空心管内)。这对中断性能有有利的影响。

在图8A至图8D中所示的实施例中，气体在驻点360的下游沿轴沿两个相反方向加速。喷嘴系统沿轴线在驻点360的相对侧上限定两个下游区域370。来自电弧190的这种双流通过第二触点170的中空体积或中空部分来实现。中空部分被布置成使得已经吹到猝灭区域180上的猝灭气体的一部分被允许从猝灭区域180流入中空部分，并且从那里通过中空部分的出口(在图8A至图8C中，在中空部分右侧)流入负载断路开关的主体壳体体积。

在低压或中压气体绝缘开关设备100的另一实施例中，第一端子230 通过第一导线240电连接到可动触点组件150。导线包括用于适应可动触点组件150的纵向移动的柔性导体250。第一端子230还通过第二导线260电连接到接地开关220。

图4和图5示出了根据本文所述实施例的气体绝缘开关设备的开关器件的示意图。开关器件可以是气体绝缘的。开关器件可以是吹气式开关器件。开关器件可用于在密封的气密外壳110内操作。开关器件可用于配电开关设备。密封的气密外壳可以填充介质气体。电介质气体的全球变暖潜能可能低于SF6。

开关器件可以包括固定触点组件120。开关器件可以包括可动触点组件150。可动触点组件150可以沿着可动触点组件150的轴线“A”纵向移动。

可动触点组件150可以在开关器件的闭合状态和断开状态之间移动。在(开关器件的)闭合状态下，可动触点组件150可以与固定触点组件120电连接。在(开关器件的)断开状态下，可动触点组件150可以不与固定触点组件120电连接。

开关器件可以包括开关执行器机构200。开关执行器机构200可适于将驱动轴210的旋转运动转换成可移动触点元件160/170的纵向运动。

开关器件可以包括接地开关220。接地开关220的至少一部分可容纳在第一壳体270中。接地开关220可以电连接到第一壳体270。接地开关220可用于接地第一壳体270，例如，当接地开关220处于闭合状态时。

接地开关220可以是闸刀开关，如图6所示。接地开关220可以包括固定接地触点和可移动接地触点。例如，当接地开关220处于断开状态时，可移动接地触点可被封装(包围/全包围)在第一壳体270中。

图3A和图3B示出了气体绝缘开关设备100的开关器件中的触点组件的实施例。固定触点组件120可布置在第二(导电)壳体115内。固定触点115的第二壳体/金属壳体可以电/机械地固定到母线111(如图 1A、图1B所示)。母线111可以是开关设备100的(开关器件布置在开关设备100中)。例如，固定触点115的第二外壳/金属壳体可以包括用于连接到母线111的机械连接接口。备选地，第二壳体115可以焊接 (weleded)或焊料焊接(soldered)到母线111。固定触点/第二壳体115 的金属壳体具有通风窗口或压力释放开口109。固定触点130具有压力释放开口350。

在本文所描述的实施例中，例如，参考第一壳体270和/或固定触点 115的第二壳体/金属壳体，被包围(封装/布置等)在第二物体内的第一物体可以被定义为第一物体，其没有部分突出在包围所述第一物体的第二物体的轮廓之外。

例如，可动触点组件150可以被封闭在第一壳体270内(例如，在断开状态下)可被定义为可动触点组件150的任何部分(部)均不突出第一壳体270。在该示例中，第一壳体270形成有效电场控制器。

如本文实施例所述，第一壳体270和/或第二壳体115可分别用作可动触点组件120和/或固定触点组件150的电场控制器和热交换器。

可动触点组件150的移动通常由全长柔性导体250调节。全长柔性导体250在制造/加工中通常是昂贵的。因此，第一导线240可以包括不柔性导体部分。第一导线240的柔性导体250部分和非柔性导体部分可以根据本文描述的实施例。

开关器件可以包括第一端子230。第一端子230可以是单个组件。备选地，第一端子可以包括两个部分，第一端子内部部分(布置在第一壳体270内部)、第一端子外部部分(布置在第一壳体270外部)。第一壳体270基本上具有与第一端子230流电地(galvanically)连接的第一端子230的电势(“接地电势”)。第一端子230经由套管连接到外壳110外部的电缆室。

第一端子230(第一端子内部部分)可以通过第一导线240电连接到可动触点组件150。第一导线240可以包括柔性导体250。柔性导体 250可以适于适应可动触点组件150的纵向移动。

第一端子230(第一端子内部部分)可以通过第二导线260电连接到接地开关220，例如，第一端子230或第一端子内部部分可以(电) 连接到第二导线260。第二导线260可转而连接到接地开关220或接地开关220的一部分，例如可移动接地触点。

第一端子230(第一端子外部部分)可以是电连接器(插座)或电套管。第一端子230可以提供从第一壳体270外部到第一壳体270内部 (到第一导线240)的电连接点。第一端子230可以是静态连接器元件。第一端子230可以部分地布置在第一壳体270内部(第一端子内部部分) 和部分地布置在第一壳体270外部(第一端子外部部分)。

第一端子230(第一端子内部部分)可以连接到第一导线240的非柔性导体。该非柔性导体可转而连接到第一导线240的柔性导体250。柔性导体250可转而连接到可动触点组件150。

备选地，第一端子230(第一端子内部部分)可以直接(电)连接到第一导线240的柔性导体250，例如在柔性导体250的第一端部。柔性导体250的第二端部可以(电)连接到可动触点组件150。然后可将不柔性导体(电)连接到第一端子230(第一端子内部部分)，例如与柔性导体250并联。

在低压或中压气体绝缘开关设备100的另一个实施例中，第一壳体 270可以包括至少一个通风开口280，用于允许绝缘/猝灭气体的对流从第一壳体270的外部流过第一壳体270，其中第一端子230、第一导线 240和第二导线260中的至少一个的至少一部分导热地连接到第一壳体 270。

在根据其它实施例的低压或中压气体绝缘开关设备100的另一实施例中，第一主触点130包括至少一个压力释放开口350，其形成使得气体基本上沿径向向外方向流动。

在根据其它实施例的低压或中压气体绝缘开关设备100的另一实施例中，至少一个压力释放开口350的总面积被配置成使得在加压绝缘/ 猝灭气体的供应期间，抑制从压力释放开口350流出的气流的减少。

在根据其它实施例的低压或中压气体绝缘开关设备100的另一实施例中，至少一个压力释放开口350的总面积小于喷嘴供给通道横截面的 5倍。

在根据其它实施例的低压或中压气体绝缘开关设备100的另一实施例中，猝灭压力和环境压力满足关系p_quenching＞p_ambient。

在根据其它实施例的低压或中压气体绝缘开关设备100的另一实施例中，第一壳体270进一步包围开关执行器机构200和第一导线240。

图7A示出了根据实施例的气体绝缘负载断路开关的示意性横截面图。在图7A中，开关示出为断开状态。该开关具有气密外壳110，该气密外壳110在外壳压力下填充有电绝缘气体。所示部件布置在充满猝灭气体的壳体体积110内。开关具有第一电弧触点(例如，固定引脚触点) 140(其可以收缩)和第二电弧触点170(例如，可动触点，其也可以是梅花触点)。固定触点140是实心的，而可动触点170具有管状几何形状，其具有管部分和内部体积或中空部分。在一些实施例中，电弧触点 140的电弧引脚可以像开槽引脚一样分叉，或者换句话说，电弧触点140 的引脚可以具有柔性头等。

可动触点170可以沿轴线“A”在轴向上远离固定触点140移动以用于断开开关。开关还具有第一主触点130和第二主触点160，其设计用于在标称操作期间承载和传导标称电流。在断开操作中，第二主触点 160从(静止的)第一主触点130移开，并且来自主触点130、160的电流被电弧触点140、170接管。

该开关还具有吹气式加压系统290、300，加压系统290、300具有加压室300，该加压室300之中含有猝灭气体。猝灭气体是包含在开关的壳体体积110中的绝缘气体的一部分。加压室300由室壁和活塞151 限定，活塞151用于在电流分断操作期间压缩吹气室内的猝灭气体。开关还具有喷嘴系统310。喷嘴系统310包括通过喷嘴通道连接到加压室 300的喷嘴340。喷嘴340轴向布置在触点170外部。在实施例中，若干喷嘴可沿绕轴的圆布置在不同的方位位置；并且这里的术语“喷嘴”优选地指这些喷嘴中的每一个。

在开关操作期间，如图8C所示，可动触点170通过驱动器(未示出)远离静止触点140(图8B中的右侧)沿着轴线移动到图8A所示的打开位置。

因此，电弧触点140和170彼此分离，并且在触点140和170之间的电弧区域或猝灭区域180中形成电弧190。

在开关操作期间，连同触点170远离销触点140，喷嘴系统310和活塞151通过驱动器(未示出)而被移动。加压体积290/300的其他室壁是静止的。因此，加压体积300被压缩并且其中包含的猝灭气体被带到猝灭压力，该猝灭压力被定义为加压室300内的最大总压力(整体，即忽略局部压力积聚)。

然后，喷嘴系统310将已加压猝灭气体从加压室300吹到电弧190 上。为此，来自加压室300的猝灭气体被释放并通过通道390和喷嘴340 吹到电弧区180上。因此，猝灭气体流向电弧区180。从电弧区180，气体远离电弧区沿主要轴向方向流动。参考图7B到图7D，在透视图中示出了图7A的实施例的开关的元件。图7B示出了中断室113的透视图，图7C示出了第一主触点130的透视图，图7D示出了活塞151的透视图。

在与图7B至图7D的概要中再参考图7A，本实施例的第一主触点 130包括压力释放开口350，其中两个压力释放开口在图7C中示出。压力释放开口350可以以规则或不规则的间隔周向设置；此外，可能在第一主触点130中仅提供一个压力释放开口350。所有压力释放开口350 的整体在本文中可称为“压力释放开口350”。

图7A-图7D中所示实施例的压力释放开口350形成在第一主触点 130的周壁中并且在轴向方向A上延伸。因此，压力释放开口350允许加压猝灭气体在径向向外方向流出电弧区域180。

压力释放开口350被配置成使得通过电弧区域180中的电弧的热而延伸的已加压猝灭气体的流量基本上不减少。换句话说。压力释放开口 350的总面积足够大，不会导致猝灭气体的任何气体流动减少，例如气体流量减少。

在图7A至图7D的实施例中，压力释放开口350的总面积大于向喷嘴340供应猝灭气体的喷嘴供应通道的横截面，同时小于喷嘴供应通道横截面的5倍。通过这种方式，确保了足够的电流传导，并且被电弧加热的绝缘气体(比处于较冷状态的相同绝缘气体具有降低的介电性能(较低的绝缘性能))被有效地引导离开触点之间的电弧区域，从而有助于防止电弧的任何介电重击穿(重燃)的发生。

图1A、图1B和图2示出了气体绝缘开关设备100的不同立体视图，该开关设备100具有三个如图4/图5所示的吹气式开关布置，每个吹气式开关布置用于三相供电系统中的三相中的一相。

开关设备100包括作为气体外壳的壳体110、驱动器和执行器101、电缆室102和扩展室103。图4和图5所示的三个负载断路开关-接地开关单元布置在外壳110中，一个负载断路开关用于电网三相中的一相。以下元件按以下顺序从上到下垂直排列：第二端子(例如套管、母线 111)、固定触点组件120、可动触点组件150、接地开关220、第一端子230、(套管)114。负载断路开关-接地开关单元布置在基本相同的竖直高度上。

外壳110中的负载断路开关-接地开关单元基本上处于在与竖直(z) 方向正交的深度(x)方向上彼此间隔开的布置中。

套管114在正交于竖直(z)方向和深度(x)方向的水平宽度(y) 方向上彼此间隔开。

参考标号列表

100 气体绝缘开关设备

101 驱动器和执行器

102 电缆室

103 扩展室

109 固定触点的金属壳体中的通风开口

110 外壳

111 母线

112 机械套管

113 中断室

114 电气套管

115 固定触点金属壳体

116 通风窗口

117 接地开关轴

118 接地杆

119 接地棒

120 固定触点组件

121 吹气支撑棒

130 第一主触点

140 第一电弧触点

150 可动触点组件

151 活塞

152 辅助开口

153 中央开口

160 第二主触点

170 第二电弧触点

180 电弧区域

190 电弧

200 开关执行机构

210 驱动轴

220 接地开关

230 第一终端

240 第一导线

250 柔性导线

260 第二导线

270 吹气式断续器第一壳体/金属壳体

280 通风开口/窗口

281 通风窗口/开口

290 加压系统

300 加压室/压缩室

310 喷嘴系统

320 猝灭区域

340 喷嘴

350 压力释放开口

360 驻点

370 下游区域

380 上游区域

390 轴向通道

Claims (8)

1.一种低压或中压气体绝缘开关设备（100），其特征在于，包括：

外壳（110），限定外壳体积，所述外壳体积用于容纳在环境压力下的全球变暖潜能低于SF6的全球变暖潜能的绝缘/猝灭气体；以及

负载断路开关-接地开关单元，被布置在所述外壳（110）内，

所述负载断路开关-接地开关单元包括：

固定触点组件（120），包括第一主触点（130）和第一电弧触点（140）；

可动触点组件（150），包括第二主触点（160）和第二电弧触点（170）；

所述可动触点组件（150）能够在所述负载断路开关的闭合状态与所述负载断路开关的断开状态之间沿所述可动触点组件（150）的轴线（“A”）纵向地移动，在所述闭合状态中，所述可动触点组件（150）与所述固定触点组件（120）电连接，在所述断开状态中，所述可动触点组件（150）不与所述固定触点组件（120）电连接；

所述第一电弧触点（140）和所述第二电弧触点（170）限定电弧区域（180），在所述电弧区域（180）中，在电流断开操作期间形成电弧（190），其中所述电弧区域（180）至少部分地位于从所述第一主触点（130）径向向内的位置；

开关执行器机构（200），用于将驱动轴（210）的旋转运动传送为所述可动触点组件（150）的纵向运动；

接地开关（220）；

第一端子（230），电连接到所述可动触点组件（150）和所述接地开关（220）；

第二端子，电连接到所述固定触点组件（120）；

导电的第一壳体（270），包围所述可动触点组件（150）的至少一部分，从而在所述负载断路开关处于断开状态时电屏蔽所述可动触点组件（150），所述第一壳体（270）还包围所述接地开关（220）的至少一部分；

加压系统（290），具有加压室（300），所述加压室（300）至少部分地布置在所述第一壳体（270）内，以用于在电流分断操作期间将绝缘/猝灭气体加压至猝灭压力；

喷嘴系统（310），至少在所述负载断路开关的断开状态下，至少部分地布置在所述第一壳体（270）内，以用于以亚音速流动模式将经加压的所述绝缘/猝灭气体从所述加压室（300）吹到所述电流分断操作期间在猝灭区域（320）中形成的所述电弧（190）上，所述喷嘴系统（310）具有喷嘴供应通道，所述喷嘴供应通道用于向至少一个喷嘴（340）供应经加压的所述绝缘/猝灭气体；以及

其中所述至少一个喷嘴（340）被布置为用于将所述绝缘/猝灭气体从轴外位置主要径向向内地吹到所述猝灭区域（320）上；

其中在所述电弧区域（180）周围的所生成的热气体的流动模式是驻点流动，并且所生成的所述热气体的所述流动模式适于避免所述电弧的重燃，以用于利用不同于SF6的绝缘/猝灭气体提供改进的中断性能。

2.根据权利要求1所述的低压或中压气体绝缘开关设备（100），其特征在于，所述第一端子（230）通过第一导线（240）电连接到所述可动触点组件（150），所述第一导线（240）包括用于适应所述可动触点组件（150）的所述纵向运动的柔性导体（250），并且其中所述第一端子（230）还通过第二导线（260）电连接到所述接地开关（220）。

3.根据权利要求2所述的低压或中压气体绝缘开关设备（100），其特征在于，所述第一壳体（270）包括通风开口（280），所述通风开口（280）用于允许所述绝缘/猝灭气体的从所述第一壳体（270）的外部穿过所述第一壳体（270）的对流，并且其中所述第一端子（230）、所述第一导线（240）和所述第二导线（260）中的至少一个的至少一部分导热地连接到所述第一壳体（270）。

4.根据权利要求1所述的低压或中压气体绝缘开关设备（100），其特征在于，所述第一主触点（130）包括至少一个压力释放开口（350），所述压力释放开口（350）被形成以便允许沿径向向外方向的气体的流动。

5.根据权利要求4所述的低压或中压气体绝缘开关设备（100），其特征在于，所述至少一个压力释放开口（350）的总面积被配置为使得在经加压的所述绝缘/猝灭气体的供应期间，从所述压力释放开口（350）流出气体的流动的减少被抑制。

6.根据权利要求5所述的低压或中压气体绝缘开关设备（100），其特征在于，所述至少一个压力释放开口（350）的所述总面积小于所述喷嘴供应通道的横截面的5倍。

7.根据权利要求2所述的低压或中压气体绝缘开关设备（100），其特征在于，所述第一壳体（270）还包围所述开关执行器机构（200）和所述第一导线（240）。

8.根据权利要求1所述的低压或中压气体绝缘开关设备（100），其特征在于，在驻点（360）之后的所述猝灭气体的气流在两个方向上流动。

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