KR20220065810A - 액화-방지 수단을 갖는 가스 절연 디바이스 - Google Patents

액화-방지 수단을 갖는 가스 절연 디바이스 Download PDF

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KR20220065810A
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야닉 케펠
프랑수아 비케
토마스 버텔룻
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제네럴 일렉트릭 테크놀러지 게엠베하
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Abstract

중전압 또는 고전압 전기 디바이스(10) 및 중전압 또는 고전압 전기 디바이스(10) 내에서 절연 가스 혼합물의 조성을 유지하는 방법에 관한 것이며, 디바이스(10)는, 밀봉된 챔버(12)를 포함하고, 상기 밀봉된 챔버(12)는, 전기적 구성요소들; 이러한 챔버 내에서 생성되는 전기 아크들의 전기적 절연 및/또는 소화를 보장하는 가스 혼합물로서, 적어도 하나의 절연 가스 및 적어도 하나의 희석 가스를 포함하는 것인, 가스 혼합물; 및 리셉터클(20)로서, 개구(26), 가열 가능한 벽(24)인 적어도 하나의 벽(22, 24)을 포함하며, 그리고 액화된 가스를 수용하도록 위치되는 것인, 리셉터클(20)을 포함하고; 디바이스(10)는 추가로, 가열 가능한 리셉터클 벽(22,24)을 가열하기 위한 가열 요소(42)를 포함하며; 그리고 유전적 및 열적 절연층(30)이, 가열 가능한 리셉터클 벽(24)과 챔버(12) 사이에 위치된다.

Description

액화-방지 수단을 갖는 가스 절연 디바이스
본 발명은, 절연 가스 혼합물 및 가스 조성을 유지하기 위한 수단을 포함하는, 중전압 또는 고전압 전기 디바이스, 및 이에 대한 방법에 관한 것이다.
많은 중전압 및 고전압 전기 디바이스에서, 전기적 절연 및 전기 아크 소멸이, 밀봉된 디바이스 내의 절연 가스에 의해 수행될 수 있을 것이다. 이러한 절연 가스는, 상대적으로 높은 유전 강도를 가져야 하고, 우수한 열 전도도 및 낮은 유전 손실을 가져야 한다. 하나의 통상적으로 사용되는 절연 가스가, SF6이다. 중전압 및 고전압 디바이스에 사용되는 다른 절연 가스는, 헵타플루오로이소부티로니트릴(heptafluoroisobutyronitrile) 및 희석 가스의 혼합물을 포함한다. 그러나, 저온에서, 절연 가스는, 액화될 수 있으며, 그에 따라 전기 디바이스 내에서 기상의 절연 가스의 농도를 감소시키도록 하며, 그리고 그로 인해, 잠재적으로 디바이스의 절연 특성에 영향을 미칠 수 있을 것이다.
일단 액화되면, 액체는, 전기 디바이스 내의 온도의 증가 시, 즉시 가스 상으로 복귀하지 않을 수 있다. 이는, 전체 전기 디바이스가 가열되는 경우일 수 있다. 이는, 액체에서 기체로의 전이가, 액체를 냉각시키도록 하며 그리고 이에 의해 액체의 기체로의 증발을 늦추도록 하는, 흡열 과정이기 때문이다.
방법 및 디바이스는, 절연 가스의 액화 온도 위로 가스 절연된 전기 디바이스의 전체 인클로저(enclosure)를 가열하는 것으로 알려져 있다. 그러나 이러한 방법 및 디바이스는, 많은 양의 열 손실을 유발하며 전체 장비를 일정한 온도로 유지하기 위해 상당한 양의 에너지를 소비한다.
따라서, 낮은 온도에서 절연 가스 혼합물의 조성을 유지하기 위한, 개선된 장치 및 방법에 대한 필요성이 존재한다.
본 발명은, 첨부 청구범위에서 한정된다.
하나의 양태에서, 본 발명은, 중전압 또는 고전압 전기 디바이스로서, 밀봉된 챔버를 포함하고, 상기 밀봉된 챔버는, 전기적 구성요소들; 이러한 챔버 내에서 생성되는 전기 아크들의 전기적 절연 및/또는 소화를 보장하는 가스 혼합물로서, 적어도 하나의 절연 가스 및 적어도 하나의 희석 가스를 포함하는 것인, 가스 혼합물; 및 리셉터클로서, 개구, 가열 가능한 벽인 적어도 하나의 벽을 포함하며, 그리고 액화된 가스를 수용하도록 위치되는 것인, 리셉터클을 포함하고; 디바이스는, 가열 가능한 리셉터클 벽을 가열하기 위한 가열 요소를 더 포함하며; 그리고 유전적 및 열적 절연층이, 가열 가능한 리셉터클 벽과 챔버 사이에 위치되는 것인, 중전압 또는 고전압 전기 디바이스를 제공한다.
제2 양태에서, 본 발명은, 중전압 또는 고전압 전기 디바이스 내에서 절연 가스 혼합물의 조성을 유지하는 방법으로서, 가스 혼합물은, 디바이스 내에서 생성되는 전기 아크들의 전기적 절연 및/또는 소화를 보장하고, 디바이스는, 제1 양태에 따른 디바이스이며, 디바이스는, 온도, 액체 및/또는 압력 센서를 더 포함하는 것인, 방법에 있어서,
리셉터클 내에 액화된 가스를 수집하는 단계;
온도 또는 압력이 임계 온도 또는 압력 미만으로 떨어지거나, 또는 액체 레벨이 임계 레벨보다 위로 상승할 때, 리셉터클 내에 수집되는 액화된 가스를 가열 요소로 가열하는 단계
를 포함하는 것인, 방법을 제공한다.
본 발명은, 다양한 방식으로 실시될 수 있으며 그리고 다수의 특정 실시예가, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 예시하기 위해 예로서 설명될 것이다.
도 1은 본 개시에 따른 디바이스의 단면을 도시한다.
본원에서 사용되는 용어들의 의미는 이하에 설명되며, 그리고 본 발명은 상세히 설명될 것이다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "중전압"과 "고전압"은, 통상적으로 용인되는 방식으로 사용된다. 다시 말하면, 용어 "중전압"은, AC에 대해 1000 볼트(V) 및 DC에 대해 1500V를 초과하지만, AC에 대해 52000 V 또는 DC에 대해 75000 V를 초과하지 않는 전압을 지칭한다. 용어 "고전압"은, 엄격하게 AC에 대해 52000 V 및 DC에 대해 75000 V를 초과하는 전압을 지칭한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "포함한다(comprises)"는, "포함하다(includes)"를 의미하지만, 임의의 특정된 구성요소, 공정 단계 등으로 제한되지 않는다. 용어 "포함한다"는, 제한 없이, 임의의 특정된 구성요소, 공정 단계 등으로 "본질적으로 구성되는"을 포괄한다.
용어들 "가스, 절연 가스, 가스 혼합물 및 가스 절연 혼합물"은 본원에서 상호 교환 가능하게 사용될 수 있을 것이다.
가스 혼합물 또는 가스 절연재는, 불소 화합물을 포함하는 가스 혼합물일 수 있을 것이다. 예를 들어, 불소 화합물은, 헵타플루오로이소부티로니트릴일 수 있다. 다른 가능한 불소 화합물들이, 1,1,1,3,4,4,4-헵타플루오로-3-(트리플루오로메틸)-2-부타논(CH3C(O)CF(CF3)2), 2,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234γf), 1,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234ze), 또는 플루오로옥시란(fluorooxirane)일 수 있을 것이다. 이러한 가스들의 임의의 것의 조합들이 또한 사용될 수 있을 것이다.
또한 본원에서 IC3F7CN으로서 알려진 것과 같은, 헵타플루오로이소부티로니트릴은, (CF3)2CFCN 의 화학식(I)을 가지며 그리고, CAS 번호 42532-60-5를 갖는, 2,3,3,3,3-테트라플루오로-2-트리플루오로메틸 프로판니트릴에 대응한다. 이것은, 1013 hPa에서 -4.9 ℃의 비등점(ASTM D1120-94 "엔진 냉각제의 비등점에 대한 표준 테스트 방법"에 따라 측정된 비등점)을 가진다.
가스 혼합물은, 불소 화합물 및 희석 가스를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 가스 혼합물은, 헵타플루오로이소부티로니트릴 및 희석 가스를 포함한다.
희석 가스는, 지구 온난화 지수(GWP)가 매우 낮거나 심지어 0인 천연 가스 또는 가스 혼합물이다. 희석 가스는, GWP가 1인 이산화탄소, GWP가 0인 질소, 산소 또는 공기, 유리하게 건조한 공기, 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 희석 가스는, 이산화탄소, 질소, 산소, 공기(80% N2 및 20% O2), 유리하게 건조한 공기, 그리고 이들의 임의의 혼합물로 구성되는 목록으로부터 선택될 수 있을 것이다.
가스 혼합물은, 적어도 80 부피%, 그리고 바람직하게는, 적어도 90 부피%의 이산화탄소를 포함할 수 있다. 유리하게, 헵타플루오로이소부티로니트릴은, 이산화탄소와 산소의 혼합물에서 사용될 수 있다.
본 발명의 장치 또는 디바이스(10)는, 누설밀봉 절연 공간 또는 밀봉된 챔버를 한정하는 하우징 및, 절연 공간 내에 배열되는, 전기적 활성 부품(들) 또는 전기적 구성요소(들)를 포함한다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어들 "누설밀봉 절연 공간, 절연 공간 및 밀봉된 챔버"는 상호교환 가능하게 사용된다. 절연 공간은, 가스 절연 혼합물을 포함할 수 있다. 가스 절연 혼합물은, 전술한 바와 같이, 헵타플루오로이소부티로니트릴을 포함할 수 있을 것이다.
용어들 "전기적 활성 부품" 및 "전기적 구성요소"는 상호교환 가능하게 사용될 수 있다. 이들은, 광범위하게 해석되어야 하며 그리고 도체, 도체 배열체, 스위치, 전도성 구성요소, 서지 어레스터(surge arrester) 등을 포함할 수 있다. 특히, 본 발명의 장치는, 개폐기, 그리고 특히 가스-절연형 봉입식 개폐기(gas-insulated encapsulated switchgear), 또는 이들의 부품 및/또는 구성요소, 특히 버스 바, 부싱, 케이블, 가스-절연 케이블, 케이블 조인트, 전류 변환기, 전압 변환기, 서지 어레스터, 접지 스위치, 단로기(disconnector), 부하 개폐기(load-break switch), 및/또는 회로 차단기를 포함한다. 개폐기는, 금속 봉입식 개폐기일 수 있을 것이다.
장치가 실외에서 사용되는 경우, 낮은 주변 온도가, 하우징 벽들 및 챔버 벽들을 포함하는 하우징을 냉각시킨다. 이것은 또한, 하우징 내부의 절연 가스 혼합물을 냉각시킨다. 절연 가스는, 가스의 농도에 관한 구배 또는 변동 뿐만 아니라 절연 가스의 절연 특성들에 관한 변화를 생성하도록, 장치의 벽들을 따라 응축될 수 있을 것이다.
가스의 농도에 관한 구배 및/또는 변동은, 전기적 구성요소를 포함하는 밀봉된 챔버 및 액화된 가스를 수집하기 위한 챔버 내부의 리셉터클 뿐만 아니라, 국부적인 환경에서 액화된 가스를 재가열하기 위한 가열 요소를 포함하는, 전기 디바이스를 갖는 것에 의해 회피될 수 있다.
디바이스(10)는, 밀봉된 챔버(12)를 포함한다. 밀봉된다는 것은, 챔버(12)가 그 내부에 포함되는 가스의 누설을 방지한다는 것을 의미한다. 밀봉된 챔버(12)는, 2개의 단부 부분 사이에서 연장되는 길이를 갖는, 중심 쉘(shell)을 포함한다. 일 실시예에서, 챔버(12)는, 원통형 형상을 갖는다. 다른 실시예에서, 챔버(12)는 다른 기하학적 형상을 갖는다. 챔버(12)는, 상부 부분 및 하부 부분, 또는 바닥을 포함한다. 하부 부분은, 챔버(12) 내에서 최하 지점에 근접하게 위치된다. 챔버(12)의 하부 부분은, 챔버 바닥이라고 부르는 표면을 포함한다. 챔버 바닥은, 챔버(12)의 최하 지점에 근접한 디바이스(10) 내의 표면이다. 상부 부분은, 챔버(12) 내에서 최고 지점에 근접하게 위치된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 디바이스(10)는, 챔버(12) 내의 리셉터클(20)을 포함한다. 리셉터클(20)은, 응축된 또는 액화된 절연 가스를 수용하기 위해 챔버(12) 내에 배치된다. 일 실시예에서, 챔버(12)의 적어도 하나의 벽이, 챔버(12)의 벽들에서 흘러내리는 액체가 리셉터클(20)을 향해 그리고 그 내부로 유동하도록, 리셉터클(20)을 향해 기울어진다. 예를 들어, 챔버(12)의 벽의 일부가, 응축 핑거(condensing finger)의 형상으로 형성되어, 액체가 핑거의 측면들에서 그리고 리셉터클(20) 내로 흘러내리는 것을 유도하도록 한다.
리셉터클(20)은, 적어도 하나의 벽(22)을 포함한다. 리셉터클(20)은, 리셉터클 하부 벽, 또는 바닥(24)을 포함할 수 있다. 리셉터클 벽(22)은, 리셉터클 바닥(24)에 인접할 수 있다.
적어도 하나의 리셉터클 벽은, 가열가능하다. 가열 가능한 벽은, 가열 요소(42) 근처에 놓일 수 있다. 가열 가능한 벽은, 가열 요소(42)에 인접할 수 있다. 가열 가능한 벽은, 가열 요소(42)를 포함할 수 있다. 가열 요소(42)는, 가열 가능한 벽과 일체형일 수 있다.
리셉터클(20)은, 챔버와 소통 상태에 놓이는 개구(26)를 더 구비한다. 개구(26)와 챔버(12) 사이의 소통은, 직접적인 소통일 수 있다. 리셉터클 개구(26)는, 챔버 바닥과 동일 평면 상에 놓일 수 있다.
리셉터클 벽(들)(22)은, 챔버 바닥 아래로 연장될 수 있다. 리셉터클 벽(들)(22)은, 액화된 가스(60)를 수집하기 위해 챔버 바닥 내부에 리세스 또는 리셉터클(20)을 형성할 수 있다. 리셉터클 벽들(22)은, 챔버 바닥과 일체형일 수 있을 것이다.
리셉터클(20)은, 커버를 갖는 분기 파이프 또는 핸드 홀(hand hole)일 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어들 "분기 파이프 및 핸드 홀"은 상호교환 가능하게 사용될 수 있다. 분기 파이프는, 원통형의 형상일 수 있다. 분기 파이프는, 리셉터클 벽(22)을 형성할 수 있다. 분기 파이프 벽은, 가열 가능한 벽일 수 있다. 분기 파이프는, 챔버 바닥에서의 그의 부착부와 반대편에 개구(26)를 구비할 수 있다. 개구는, 챔버 바닥 또는 챔버 바닥과 동일 평면 상에 놓이는 분기 파이프 개구(26)에 대한 부착지점에 대해 정반대편에 놓일 수 있다. 분기 파이프는, 밀봉된 챔버(12)의 바닥으로부터 멀어지게 하방으로 연장될 수 있다. 분기 파이프는, 챔버 바닥의 반대편에, 분기 파이프 개구(26)를 둘러싸는 플랜지 조인트(16)를 갖는 단부 세그먼트를 갖도록 제공될 수 있다.
챔버 바닥의 반대편에 있는 분기 파이프 개구(26)는, 리셉터클 바닥(24)을 형성하도록, 분기 파이프 커버 또는 뚜껑(40)으로 폐쇄될 수 있을 것이다. 커버 또는 뚜껑(40)은, 분기 파이프에 제거 가능하게 부착될 수 있다. 분기 파이프 커버(40)는, 가열 가능한 벽일 수 있다. 분기 파이프 커버(40)는, 가열 요소(42)를 포함할 수 있다. 가열 요소(42)는, 분기 파이프 커버(40) 내에 일체형으로 내장될 수 있다. 가열 요소(42)는, 분기 파이프 커버(40)에 부착될 수 있다.
일부 실시예에서, 리셉터클(20)은, 챔버 바닥의 일부 또는 전부를 따라 연장되는, 채널일 수 있다. 채널은, 반원형 채널일 수 있다. 채널 바닥은, 가열 가능한 벽일 수 있다. 채널은 또한, 2개의 측벽과 바닥을 포함할 수 있다. 이 실시예에서, 채널 바닥 및/또는 채널 벽은, 가열 가능한 벽일 수 있다.
리셉터클은, 그 내부에서의 액화된 가스의 표면적을 최대화하도록 구성될 수 있다. 이는, 가스-액체 재증발/교환을 위해 이용 가능한 영역의 최적화를 허용한다. 리셉터클 내의 액체의 표면적은, 약 10 cm2 내지 약 5000 cm2, 약 50 cm2 내지 약 2500 cm2, 약 75 cm2 내지 약 1000 cm2 의 범위를 가질 수 있다. 리셉터클은 추가로, 리셉터클 내의 액화된 가스의 깊이가 최소화되도록 구성될 수 있다. 리셉터클 내의 액체의 깊이는, 약 0.1 cm 내지 약 50 cm, 약 1 cm 내지 약 35 cm, 약 5 cm 내지 약 25 cm의 범위를 가질 수 있다.
리셉터클은, 전기 디바이스의 총 부피의 약 10% 미만, 약 15% 미만, 약 20% 미만, 약 25% 미만인, 부피를 가질 수 있다.
유전적 및 열적 절연층(30)이, 가열 가능한 리셉터클 벽과 챔버(12) 사이에 위치된다. 절연층(30)은, 와셔일 수 있다. 절연층(30)은, 챔버 벽들로부터의 가열 가능한 리셉터클 벽의 절연을 가능하게 한다. 따라서 이러한 절연층(30)은, 전체 챔버(12)의 가열을 방지하고, 이는 디바이스의 에너지 소비를 감소시키며 그리고 단지 리셉터클(20) 내의 액체만을 효과적으로 가열하여 재증발시킨다. 절연층은, 폴리에틸렌, 폴리플루오로에틸렌, 폴리아미드, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리카보네이트, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리설폰, 폴리에테르이미드, 폴리에테르 에테르 케톤, 파릴렌 NTM, NuflonTM, 실리콘, 및 에폭시 수지로 이루어질 수 있을 것이다.
바람직하게는, 리셉터클(20)은, 전기적 활성 구성요소 근처에 위치되지 않고, 즉 높은 전기적 구배를 갖는 영역들로부터 떨어져 위치된다. 이는, 있을 수 있는 전기 방전을 회피하기 위한 것이다. 일 실시예에서, 리셉터클(20)은, 전기적 구성요소들 바로 아래에 위치되지 않는다.
가열 요소(42)는, 가열 요소(42)에 전력을 공급하도록 작동하는, 전원에 결합된다. 전원은, 조절될 수 있으며, 즉 이는, 가열 요소(42)에 공급되는 전력을 조절할 수 있다. 가열 요소(42)는, 전원에 의해 전력을 공급받아, 저항 가열될 수 있다. 전원은, 배터리이거나 또는 네트워크에 의해 전력을 공급받을 수 있다.
일부 실시예에서, 분기 파이프 플랜지(18), 절연층(30) 및 분기 파이프 커버(40)는, 적어도 하나의 볼트(50)에 의해 제자리에 유지될 수 있다.
리셉터클(20)은 추가로, 적어도 온도 센서, 압력 센서 및/또는 액체 센서를 갖도록 장착될 수 있다. 챔버는, 적어도 온도 센서, 압력 센서 및/또는 액체 센서를 포함할 수 있다. 센서들은, 컨트롤러에 결합될 수 있다. 컨트롤러는, 센서들 중 하나 이상으로부터 출력 신호들을 수신하도록 그리고 이어서 가열 요소(42)로의 전력을 조절하도록 작동한다.
온도 센서는, 리셉터클 및/또는 챔버 내부의 온도를 모니터링하기 위해 사용될 수 있다. 온도 센서는 또한, 주변 온도, 즉 디바이스(10) 부근의 온도를 모니터링할 수 있다. 압력 센서는, 리셉터클 및/또는 가스 절연형 개폐기 내부의 가스 압력을 모니터링하기 위해 사용될 수 있다. 액체 센서는, 리셉터클 내부에 수집된 응축된 가스의 존재 및/또는 양을 모니터링하기 위해 사용될 수 있다.
가열 수단(42)의 작동은, 온도 센서, 압력 센서 및/또는 액체 센서로부터의 판독 데이터에 의존할 수 있다. 가열수단(42)은 조절 가능할 수 있다.
일 실시예에서, 리셉터클(20)은, 가열 요소(42)를 지속적으로 유지함으로써, 지속적으로 가열될 수 있다. 다른 실시예에서, 가열 요소(42)는, 단지 리셉터클(20) 내의 또는 챔버(12) 내의 온도 센서가 사전 결정된 임계 온도 미만으로 떨어질 때만 켜진다.
사전 결정된 임계 온도는, 가스 액화 온도보다 약 5 ℃, 10 ℃, 15 ℃ 또는 20 ℃ 높을 수 있다. 임계 온도는, 챔버(12)를 채우는 가스의 압력에 의존한다. 이것은, 충전 가스 혼합물의 압력-온도 곡선을 사용하여 계산될 수 있다.
가열 요소(42)는, 리셉터클(20) 내의 액화된 가스가 액체 센서로 감지되는 바와 같이 임계 레벨을 위로 도달할 때, 켜질 수 있다.
가열 요소(42)는, 챔버(12) 내의 압력이 임계 압력 미만으로 떨어질 때, 켜질 수 있다. 임계 압력은, 충전 가스 혼합물에 대한 압력-온도 곡선을 사용하여 계산될 수 있다.
헵타플루오로이소부티로니트릴의 액화 온도는, 디바이스(10) 내에서의 그의 압력에 의존한다. 가스의 액화 온도는, 그의 압력 곡선에 기초하여 계산될 수 있다. 액화 온도 미만에서, 헵타플루오로이소부티로니트릴은, 가스 상에서 벗어나 응축을 겪는다. 헵타플루오로이소부티로니트릴 가스는, 인클로저의 가장 차가운 부분들 상에서, 예를 들어 가스 절연형 전기 디바이스(10)의 벽 상에서, 응축될 수 있다. 이어서 응축물은, 디바이스(10)의 벽들에서, 가스 절연형 디바이스(10)의 누설방지 챔버(12)의 가장 낮은 지점에 위치될 수 있는, 리셉터클(20) 내로 흘러내릴 수 있을 것이다. 응축물은 또한, 리셉터클(20) 위의 챔버(12) 내에 배치되는, 응축 핑거들을 통해 수집될 수 있다. 액화된 헵타플루오로이소부티로니트릴은, 중력을 이용하여 리셉터클(20) 내에서 회수된다. 이어서 액화된 가스는, 재증발시키기 위해 리셉터클(20) 내에서 국부적으로 가열될 수 있다.
중전압 또는 고전압 전기 디바이스(10) 내에서 절연 가스 혼합물의 조성을 유지하는 방법에서, 방법은, 리셉터클(20) 내에 액화된 가스를 수집하는 단계, 및 온도 또는 가스 압력이 임계 온도 또는 압력 아래로 떨어지거나, 또는 액체 레벨이 임계 레벨보다 위로 상승할 때, 리셉터클(20) 내의 액화된 가스를 가열 요소(42)로 가열하는 단계를 포함한다.
리셉터클(20) 내에서 증발시키기 위한 응축물의 가열은, 작은 영역의 가열을 요구하기 때문에, 유리하다. 부가적으로, 리셉터클(20)이 밀봉된 챔버(12)에 비해 작기 때문에, 그 내부의 국부적인 온도는, 전체 장치(10) 내부의 온도보다 높다. 이것은, 응축물을 증발시키기 위한 부가적 에너지 부스트를 제공하도록, 기화의 흡열 효과를 상쇄시킨다. 부가적으로, 가스가 재증발될 때, 재증발 시 발생하는 대류는, 장치(10) 내의 가스 혼합물 내부에서의 가스의 혼합을 허용한다. 이는, 가스 조성이 응축성 가스의 응축 온도 미만의 온도에서 안정적으로 유지되는 것을 가능하게 한다.
리세스 또는 리셉터클(20)의 벽들 중 적어도 하나가 가열됨에 따라, 이것은, 헵타플루오로이소부티로니트릴 응축물이 재증발하는 것을 허용한다.
SF6과 같은 대안적인 절연 가스들을 사용하는 전기 디바이스들(10)은, 절연 가스로서 헵타플루오로이소부티로니트릴과 함께하는 사용을 위해 개조될 수 있다. 일부 실시예에서, 그러한 대안적인 가스들을 수용하는 전기 디바이스들은, 본 개시에 따른 리셉터클을 포함하도록 개조될 수 있다. 그러한 개조에서, 전기 디바이스(10)의 가스-밀폐 인클로저(12)는, 본 발명에 따른 리셉터클(20)을 포함하도록 적응될 수 있다. 이는, 가열 요소(42)를 포함하는 뚜껑(40) 및 열적 절연 와셔(30)와 함께, 기존의 구조물 상에 분기 파이프를 장착하는 것을 포함할 수 있다.
전술한 바와 같은 본 발명의 각각의 양태들에 대한 모든 특징들은, 필요한 부분만 수정하여 본 발명의 다른 양태들에 적용될 수 있다.

Claims (12)

  1. 중전압 또는 고전압 전기 디바이스(10)로서,
    밀봉된 챔버(12)를 포함하고, 상기 밀봉된 챔버(12)는,
    전기적 구성요소들;
    이러한 챔버 내에서 생성되는 전기 아크들의 전기적 절연 및/또는 소화를 보장하는 가스 혼합물로서, 적어도 하나의 절연 가스 및 적어도 하나의 희석 가스를 포함하는 것인, 가스 혼합물; 및
    리셉터클(20)로서, 개구(26), 가열 가능한 벽(24)인 적어도 하나의 벽(22, 24)을 포함하며, 그리고 액화된 가스를 수용하도록 위치되는 것인, 리셉터클(20)
    을 포함하고;
    상기 디바이스(10)는, 가열 가능한 리셉터클 벽(22,24)을 가열하기 위한 가열 요소(42)를 더 포함하며; 그리고
    유전적 및 열적 절연층(30)이, 상기 가열 가능한 리셉터클 벽(24)과 상기 챔버(12) 사이에 위치되는 것인, 디바이스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 챔버(12)의 적어도 하나의 벽은, 액화된 가스가 상기 리셉터클(20) 내로 유동하는 것을 허용하도록, 리셉터클(20)을 향해 경사지는 것인, 디바이스.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 리셉터클(20)은, 상기 챔버(12)의 하부에 배치되는 것인, 디바이스.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 챔버는, 챔버 바닥을 포함하고, 상기 리셉터클의 상기 개구는, 상기 챔버 바닥과 동일 평면 상에 놓이며; 적어도 하나의 리셉터클 벽은, 상기 챔버 바닥 아래로 연장되는 것인, 디바이스.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 리셉터클은, 상기 챔버 바닥 아래로 연장되는 분기 파이프로 형성되는 벽들을 포함하며, 그리고 상기 챔버 바닥으로부터 떨어진 분기 파이프 개구(26)는, 플랜지들(16) 및 커버(40)를 포함하는 것인, 디바이스.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가열 요소는, 상기 가열 가능한 리셉터클 벽에 인접하게 놓이는 것인, 디바이스.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가열 가능한 벽은, 가열 요소를 포함하는 것인, 디바이스.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디바이스(10) 내부의 온도, 액체 레벨 및 압력을 모니터링하기 위한, 온도, 액체 및/또는 압력 센서를 더 포함하는 것인, 디바이스.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리셉터클(20)은, 상기 전기적 구성요소들로부터 떨어져 위치되는 것인, 디바이스.
  10. 중전압 또는 고전압 전기 디바이스(10) 내에서 절연 가스 혼합물의 조성을 유지하는 방법으로서, 상기 가스 혼합물은, 상기 디바이스(10) 내에서 생성되는 전기 아크들의 전기적 절연 및/또는 소화를 보장하고, 상기 디바이스(10)는, 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 디바이스(10)이며, 상기 디바이스(10)는, 온도, 액체 및/또는 압력 센서를 더 포함하는 것인, 방법에 있어서,
    리셉터클(20) 내에 액화된 가스를 수집하는 단계;
    온도 또는 압력이 임계 온도 또는 압력 미만으로 떨어지거나, 또는 액체 레벨이 임계 레벨 위로 상승할 때, 상기 리셉터클(20) 내에 수집되는 액화된 가스를 가열 요소(42)로 가열하는 단계
    를 포함하는 것인, 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 임계 온도는, 약 -5 ℃ 미만, -10 ℃, -15 ℃, -20 ℃, -25 ℃ 또는 -30 ℃ 인 것인, 방법.
  12. 제1항 내지 제9항의 디바이스 또는 제10항 내지 제11항의 방법에 있어서,
    상기 가스 혼합물은, 헵타플루오로이소부티로니트릴(heptafluoroisobutyronitrile), 1,1,1,3,4,4,4-헵타플루오로-3-(트리플루오로메틸)-2-부타논(CH3C(O)CF(CF3)2), 2,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234γf), 1,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234ze), 플루오로옥시란(fluorooxirane) 또는 이들의 조합으로 구성되는 목록으로부터 선택되는 불소 화합물을 포함하는 것인, 디바이스 또는 방법.
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