RU2543976C2 - High-voltage circuit breaker with live case and method of its manufacturing - Google Patents
High-voltage circuit breaker with live case and method of its manufacturing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2543976C2 RU2543976C2 RU2009121505/07A RU2009121505A RU2543976C2 RU 2543976 C2 RU2543976 C2 RU 2543976C2 RU 2009121505/07 A RU2009121505/07 A RU 2009121505/07A RU 2009121505 A RU2009121505 A RU 2009121505A RU 2543976 C2 RU2543976 C2 RU 2543976C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- current
- corona ring
- corona
- elongated
- surface layer
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
- H01H33/02—Details
- H01H33/24—Means for preventing discharge to non-current-carrying parts, e.g. using corona ring
Landscapes
- Gas-Insulated Switchgears (AREA)
- Treatments Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Настоящее изобретение относится к высоковольтному выключателю с корпусом под напряжением.The present invention relates to a high voltage circuit breaker with a live case.
Уровень техникиState of the art
Линии электропередачи защищаются и управляются при помощи высоковольтных выключателей. Подобные выключатели подразделяются на два класса: выключатели с корпусом (дугогасящей камерой) под напряжением (Live Tank Circuit Breakers, LTB), в которых корпус, содержащий отключающий механизм, находится под линейным напряжением, и выключатели с заземленным корпусом (Dead Tank Circuit Breakers, DTB), в которых корпус находится на потенциале земли.Power lines are protected and controlled by high voltage circuit breakers. Such circuit breakers are divided into two classes: circuit breakers with an enclosure (arcing chamber) energized (Live Tank Circuit Breakers, LTB), in which an enclosure containing a tripping mechanism is under linear voltage, and switches with an earthed enclosure (Dead Tank Circuit Breakers, DTB ), in which the enclosure is located on the ground potential.
Выключатели с корпусом под напряжением при высоких уровнях напряжения должны контролировать высокий потенциал на токовых выводах, к которым подсоединяются трубы или кабели для пропускания тока через выключатель. Высокий потенциал создает высокую напряженность электрического поля на токовых выводах. Обычно токовые выводы экранируют с помощью коронирующих колец, которые предназначены для уменьшения напряженности локального электрического поля благодаря своей гладкой форме и относительно большой площади по сравнению с выводами.Circuit-breakers with live voltage at high voltage levels must control the high potential at the current terminals to which pipes or cables are connected to pass current through the circuit breaker. A high potential creates a high electric field strength at the current terminals. Typically, the current leads are shielded with corona rings, which are designed to reduce the local electric field due to their smooth shape and relatively large area compared to the leads.
Обычно применяется два различных вида коронирующих колец. И те, и другие коронирующие кольца размещаются как можно ближе к токовому выводу. Если применяются конденсаторы или предвключаемые резисторы, применяются те же самые принципы. В качестве альтернативы, коронирующее кольцо круглой формы размещают симметрично вокруг центральной оси выключателя.Two different types of corona rings are usually used. Both those and other corona rings are located as close as possible to the current output. If capacitors or upstream resistors are used, the same principles apply. Alternatively, the round corona ring is placed symmetrically around the central axis of the switch.
Внешней изолирующей средой выключателя с корпусом под напряжением является воздух. Наружная изоляция проверяется с помощью диэлектрических испытаний на соответствие требованиям применимых стандартов. Данные проверочные испытания для высоковольтных выключателей включают испытания как в сухом, так и во влажном состоянии, поскольку высоковольтный выключатель является оборудованием для наружной установки.The external insulating medium of the live circuit breaker is air. Exterior insulation is tested by dielectric testing for compliance with applicable standards. These verification tests for high voltage circuit breakers include both dry and wet tests, as the high voltage circuit breaker is an outdoor equipment.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Во время таких испытаний во влажном состоянии капли дождя собираются на всей поверхности выключателя и коронирующих колец. Вода сливается вниз по поверхности и скапливается у самой нижней точки каждой из отдельных частей выключателя и, в конечном счете, падает с поверхности выключателя на землю.During such wet tests, raindrops collect on the entire surface of the circuit breaker and the corona rings. Water drains down the surface and accumulates at the lowest point of each of the individual parts of the switch and, ultimately, falls from the surface of the switch to the ground.
Капли воды подвергаются воздействию высокого напряжения и изменяют свою форму; они приобретают более остроконечную форму, чем обычно, и увеличивают напряженность локального электрического поля.Drops of water are exposed to high voltage and change their shape; they become more pointed than usual and increase the local electric field strength.
Изобретение основывается на понимании того факта, что при переключении напряжений в условиях повышенной влажности локальное электрическое поле в нижней части коронирующих колец будет возрастать по сравнению с сухими условиями.The invention is based on the understanding of the fact that when switching voltages in high humidity conditions, the local electric field in the lower part of the corona rings will increase compared to dry conditions.
Целью настоящего изобретения, таким образом, является создание высоковольтного выключателя с корпусом под напряжением с улучшенной диэлектрической прочностью, в частности, в условиях повышенной влажности.The aim of the present invention, therefore, is to provide a high-voltage circuit breaker with a housing under voltage with improved dielectric strength, in particular, in conditions of high humidity.
Дополнительной целью изобретения является создание такого высоковольтного выключателя, который был бы прочным, точным, простым, компактным и недорогим, обладал оптимальными эксплуатационными характеристиками и отвечал существующим требованиям техники безопасности.An additional objective of the invention is the creation of such a high-voltage switch, which would be durable, accurate, simple, compact and inexpensive, has optimal performance and meets existing safety requirements.
Еще одной целью изобретения является создание способа выполнения высоковольтного выключателя, удовлетворяющего любой из вышеперечисленных целей.Another objective of the invention is to provide a method of performing a high voltage switch that satisfies any of the above objectives.
Указанные цели могут быть достигнуты с помощью высоковольтных выключателей и способа, охарактеризованных в прилагаемой формуле изобретения.These goals can be achieved using high-voltage switches and the method described in the attached claims.
Согласно первому аспекту изобретения предлагается высоковольтный выключатель с корпусом под напряжением, содержащий опорный изолятор, прерыватель тока удлиненной формы, расположенный на опорном изоляторе, токовые выводы, соединенные с концами прерывателя тока, и, по меньшей мере, одно коронирующее кольцо размещенное, по меньшей мере, частично вокруг, по меньшей мере, одного из токовых выводов.According to a first aspect of the invention, there is provided a high-voltage circuit breaker with a live case, comprising a support insulator, an elongated current chopper located on a support insulator, current leads connected to ends of a current chopper, and at least one corona ring disposed of at least partially around at least one of the current leads.
Коронирующее кольцо снабжено гидрофобным поверхностным слоем, таким образом, предлагается высоковольтный выключатель с корпусом под напряжением с улучшенной диэлектрической прочностью в условиях повышенной влажности.The corona ring is provided with a hydrophobic surface layer, thus, a high-voltage circuit breaker with a live case with improved dielectric strength in conditions of high humidity is proposed.
Условия повышенной влажности являются наиболее неблагоприятными, и в тоже время наиболее тяжелыми для осуществления теоретических расчетов и определения размеров для каждого из вариантов выключателя. Таким образом, различные варианты были экспериментально протестированы в высоковольтной испытательной лаборатории, и было обнаружено, что критическим фактором является количество и размер капель воды на поверхности коронирующих колец. При использовании настоящего изобретения достигаются значительные преимущества. Количество и размер капель воды существенно сокращаются.Conditions of high humidity are the most unfavorable, and at the same time the most difficult for theoretical calculations and sizing for each of the circuit breaker options. Thus, various options were experimentally tested in a high-voltage testing laboratory, and it was found that the number and size of water droplets on the surface of the corona rings is a critical factor. When using the present invention, significant advantages are achieved. The number and size of water droplets are significantly reduced.
В одном из вариантов осуществления высоковольтный выключатель с корпусом под напряжением содержит расположенный горизонтально прерыватель тока удлиненной формы и расположенный горизонтально конденсатор и/или резистор удлиненной формы, подключенный (подключенные) между токовыми выводами параллельно с прерывателем тока, причем эти элементы расположены таким образом, что расстояние по вертикали между внутренней поверхностью нижнего конца коронирующего кольца и центральной осью прерывателя тока, конденсатора, если он имеется, или резистора, если он имеется, в зависимости от того, который из них располагается ниже, составляет примерно в 1,5-4 раза меньшее расстояние, чем расстояние между внутренней поверхностью верхней части коронирующего кольца и центральной осью.In one embodiment, the high-voltage circuit-breaker with an energized housing comprises an elongated horizontally arranged current breaker and an elongated horizontally located capacitor and / or elongated resistor connected (connected) between the current terminals in parallel with the current chopper, these elements being positioned so that vertically between the inner surface of the lower end of the corona ring and the central axis of the current chopper, capacitor, if any, or cut Storey, if any, depending on which of them is below approximately 1.5-4 times smaller distance than the distance between the inner surface of the upper part of the corona ring and the center axis.
Таким образом, в присутствии воды достигается более равномерное распределение электрического поля вокруг коронирующего кольца, и, как результат, дополнительно улучшается диэлектрическая прочность в условиях повышенной влажности.Thus, in the presence of water, a more uniform distribution of the electric field around the corona ring is achieved, and, as a result, the dielectric strength in conditions of high humidity is further improved.
В соответствии со вторым аспектом изобретения предлагается способ выполнения высоковольтного выключателя с корпусом под напряжением, содержащего опорный изолятор, прерыватель тока удлиненной формы, расположенный на опорном изоляторе, токовые выводы, соединенные с концами прерывателя тока, и, по меньшей мере, одно коронирующее кольцо, расположенное, по меньшей мере, частично вокруг, по меньшей мере, одного из токовых выводов. Согласно данному способу, коронирующее кольцо снабжают гидрофобным поверхностным слоем.In accordance with a second aspect of the invention, there is provided a method for making a high-voltage circuit breaker with a live case, comprising a support insulator, an elongated current chopper located on the support insulator, current leads connected to the ends of the current chopper, and at least one corona ring located at least partially around at least one of the current terminals. According to this method, the corona ring is provided with a hydrophobic surface layer.
Гидрофобный поверхностный слой получают, предпочтительно, путем аэрозольного нанесения или покрытия коронирующего кольца гидрофобным материалом, таким как силиконовый каучук или смола, например фторсмола или силиконовая смола.The hydrophobic surface layer is preferably obtained by aerosol deposition or coating of the corona ring with a hydrophobic material such as silicone rubber or resin, for example fluorine resin or silicone resin.
Дополнительные характеристики изобретения и его преимущества будут понятны из приведенного ниже подробного описания предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения со ссылкой на сопроводительные чертежи фиг.1 и 2, приводимые только в качестве иллюстрации и, таким образом, не накладывающие ограничений на настоящее изобретение.Additional characteristics of the invention and its advantages will be apparent from the following detailed description of preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings of FIGS. 1 and 2, given by way of illustration only and thus not limiting the present invention.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
На фиг.1 схематически изображен вид сбоку высоковольтного выключателя в соответствии с вариантом осуществления изобретения.1 is a schematic side view of a high voltage circuit breaker according to an embodiment of the invention.
На фиг.2 схематически изображен вид с торца прерывателя тока и коронирующего кольца, входящих в состав высоковольтного выключателя, изображенного на фиг.1.In Fig.2 schematically shows an end view of the current chopper and the corona ring included in the high-voltage switch depicted in Fig.1.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
Ниже приводится подробное описание предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения. В данном описании термин «высоковольтный» будет использоваться для напряжений от 1 кВ и выше. Однако следует отметить, что настоящее изобретение, главным образом, относится к высоковольтным выключателям с более высокими номинальными напряжениями, такими как 245 кВ и выше.The following is a detailed description of preferred embodiments of the present invention. In this description, the term "high voltage" will be used for voltages from 1 kV and higher. However, it should be noted that the present invention mainly relates to high voltage circuit breakers with higher rated voltages, such as 245 kV and higher.
На фиг.1 изображен вид сбоку однофазного высоковольтного выключателя с корпусом под напряжением, содержащего два расположенных горизонтально и соединенных последовательно прерывателя 10 тока удлиненной формы, расположенных на опорном изоляторе 20. Прерыватели 10 тока могут рассматриваться как разъединительные или дугогасящие камеры, а объединение двух прерывателей 10 тока может рассматриваться как разъединительный элемент. Каждый из прерывателей 10 тока подключен к токовому выводу 30 на своем удаленном конце (торце) и к соединительному фланцу 32 на своем внутреннем конце (торце).Figure 1 shows a side view of a single-phase high-voltage circuit breaker with voltage, containing two horizontally arranged and connected in
Кроме того, выключатель содержит соответствующее коронирующее кольцо 40, расположенное, по меньшей мере, частично вокруг токового вывода 30, подключенного к удаленным концам последовательно соединенных прерывателей 10 тока, то есть коронирующие кольца обычно не располагаются вокруг соединительных фланцев 32, соединяющих прерыватели 10 тока между собой.In addition, the switch comprises a
На фиг.2 схематически изображен вид с торца одного из прерывателей 10 тока и одного из коронирующих колец 40 высоковольтного выключателя, изображенного на Фиг.1. Здесь также показаны опоры 41, удерживающие коронирующее кольцо 40.Figure 2 schematically shows an end view of one of the
В соответствии с изобретением одно или, предпочтительно, каждое из коронирующих колец 40 снабжено гидрофобным поверхностным слоем 42.According to the invention, one or, preferably, each of the
Гидрофобный поверхностный слой 42 получают, предпочтительно, путем аэрозольного нанесения или покрытия коронирующего кольца (колец) 40 гидрофобным материалом, таким как каучук или смола, например силиконовый каучук, фторсмола или силиконовая смола.The
Гидрофобный поверхностный слой 42 может покрывать по существу всю поверхность коронирующего кольца (колец) 40 или только отдельные участки поверхности коронирующего кольца (колец) 40, предпочтительно нижние участки поверхности коронирующего кольца (колец) 40.The
В целях наглядности толщина слоя 42 на фиг.1 и 2 сильно преувеличена.For purposes of illustration, the thickness of the
Следует принимать во внимание тот факт, что коронирующие кольца 40 могут быть как замкнутыми, так и разомкнутыми и могут иметь различную форму, однако коронирующие кольца 40 на фиг.1 и 2 имеют торусообразную форму. При условии, что коронирующие кольца располагаются симметрично вокруг прерывателей 10 тока в поперечной плоскости, сумма расстояний d1 и d2 соответствует внутреннему диаметру коронирующих колец 40.It should be borne in mind that the
Кроме того, следует принять во внимание, что вокруг каждого токового вывода может размещаться большее количество коронирующих колец. Обычно коронирующие кольца устанавливаются парами с небольшим фиксированным расстоянием между ними.In addition, it should be borne in mind that a larger number of corona rings can be placed around each current terminal. Typically, the corona rings are installed in pairs with a small fixed distance between them.
Дополнительно, в одном из вариантов изобретения одно или каждое из коронирующих колец размещается таким образом, что вертикальное расстояние d1 между внутренней поверхностью нижней части коронирующего кольца 40 и центральной осью 10а прерывателя 10 тока составляет примерно в 1,5-4 раза меньшее расстояние, чем расстояние d2 между внутренней поверхностью верхней части коронирующего кольца 40 и центральной осью 10а.Additionally, in one embodiment of the invention, one or each of the corona rings is positioned so that the vertical distance d1 between the inner surface of the lower part of the
Если выключатель, для каждого из прерывателей тока, содержит горизонтально расположенный конденсатор и/или резистор удлиненной формы, подключенный между токовыми выводами параллельно прерывателю тока, каждое коронирующее кольцо, предпочтительно, устанавливается таким образом, что вертикальное расстояние между внутренней поверхностью нижней части коронирующего кольца 40 и центральной осью прерывателя 10 тока, конденсатора или резистора удлиненной формы, в зависимости от того, который из них располагается ниже, составляет примерно в 1,5-4 раза меньшее расстояние, чем расстояние между внутренней поверхностью верхней части коронирующего кольца и его центральной осью.If the switch, for each of the current choppers, contains a horizontally positioned capacitor and / or an elongated resistor connected between the current terminals parallel to the current chopper, each corona ring is preferably set so that the vertical distance between the inner surface of the lower part of the
При использовании изобретения достигается более высокая диэлектрическая прочность, позволяющая выдерживать как коммутационные, так и грозовые импульсные напряжения, особенно в условиях повышенной влажности.When using the invention, a higher dielectric strength is achieved, which can withstand both switching and lightning impulse voltages, especially in conditions of high humidity.
Трехфазный высоковольтный выключатель с корпусом под напряжением состоит из трех выключателей, описанных выше.A three-phase high-voltage circuit breaker with a live case consists of three switches described above.
Claims (12)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP20080163376 EP2159811B1 (en) | 2008-09-01 | 2008-09-01 | High voltage circuit breaker |
EP08163376.0 | 2008-09-01 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2009121505A RU2009121505A (en) | 2010-12-20 |
RU2543976C2 true RU2543976C2 (en) | 2015-03-10 |
Family
ID=40342990
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009121505/07A RU2543976C2 (en) | 2008-09-01 | 2009-06-08 | High-voltage circuit breaker with live case and method of its manufacturing |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP2159811B1 (en) |
CN (1) | CN101667504A (en) |
RU (1) | RU2543976C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2811082C1 (en) * | 2020-08-25 | 2024-01-11 | СИ'АНЬ ЭксДи СВИТЧИАР ЭЛЕКТРИК КО., ЛТД. | Switching device and arc chamber for it |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA3035136C (en) * | 2016-09-01 | 2020-11-24 | Abb Schweiz Ag | A high voltage circuit breaker |
CN109166754B (en) * | 2018-10-20 | 2019-12-17 | 华北电力大学 | High-voltage circuit breaker and electric power measurement system comprising same |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3795646A (en) * | 1970-01-05 | 1974-03-05 | Gen Electric | Cross-linking polyethylene compositions with silicone additive |
EP0109797A2 (en) * | 1982-11-18 | 1984-05-30 | Dow Corning Corporation | Polymeric compositions resistant to electrical and water treeing |
SU1034576A1 (en) * | 1982-01-29 | 1986-02-28 | Ленинградский Ордена Ленина Политехнический Институт Им.М.И.Калинина | Super-high-voltage power line |
FR2707793A1 (en) * | 1993-07-13 | 1995-01-20 | Gec Alsthom T & D Sa | Circuit breaker pole with two T- or V-shaped cut-off chambers |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3504142A (en) * | 1967-10-09 | 1970-03-31 | Westinghouse Electric Corp | High voltage electric switch |
JPS5866213A (en) * | 1981-10-15 | 1983-04-20 | 株式会社東芝 | Insulator |
-
2008
- 2008-09-01 EP EP20080163376 patent/EP2159811B1/en active Active
-
2009
- 2009-06-08 RU RU2009121505/07A patent/RU2543976C2/en active
- 2009-06-09 CN CN200910146660A patent/CN101667504A/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3795646A (en) * | 1970-01-05 | 1974-03-05 | Gen Electric | Cross-linking polyethylene compositions with silicone additive |
SU1034576A1 (en) * | 1982-01-29 | 1986-02-28 | Ленинградский Ордена Ленина Политехнический Институт Им.М.И.Калинина | Super-high-voltage power line |
EP0109797A2 (en) * | 1982-11-18 | 1984-05-30 | Dow Corning Corporation | Polymeric compositions resistant to electrical and water treeing |
FR2707793A1 (en) * | 1993-07-13 | 1995-01-20 | Gec Alsthom T & D Sa | Circuit breaker pole with two T- or V-shaped cut-off chambers |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2811082C1 (en) * | 2020-08-25 | 2024-01-11 | СИ'АНЬ ЭксДи СВИТЧИАР ЭЛЕКТРИК КО., ЛТД. | Switching device and arc chamber for it |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN101667504A (en) | 2010-03-10 |
EP2159811B1 (en) | 2013-05-01 |
EP2159811A1 (en) | 2010-03-03 |
RU2009121505A (en) | 2010-12-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6888086B2 (en) | Solid dielectric encapsulated interrupter | |
US20090200270A1 (en) | Encapsulated pole unit conductor assembly for an encapsulated pole unit and medium voltage circuit interrupter including the same | |
CA3002589C (en) | Multifunctional capacitive-type sleeve with vacuum arc-extinguishing chamber | |
US20200161065A1 (en) | Series vacuum interrupters with grading capacitors integrated in a molded switch housing | |
CA2810968A1 (en) | Sensor assembly, trip unit including the same, and method of manufacturing a sensor assembly | |
CN101605449B (en) | Device for decreased risk of dielectric breakdown in high voltage apparatuses | |
RU2543976C2 (en) | High-voltage circuit breaker with live case and method of its manufacturing | |
US20140034464A1 (en) | Tap Changer | |
Metwally | Technology progress in high-voltage gas-insulated substations | |
RU2496174C2 (en) | High voltage circuit breaker with blowout chamber (versions) | |
JPH08149667A (en) | Gas-insulated bus and gas-insulated switchgear | |
KR102200163B1 (en) | Insulation of non-immersion transformers | |
Haeusler et al. | Design and testing of 800 kV HVDC equipment | |
RU2317609C1 (en) | Vacuum switch | |
Fenski et al. | Vacuum interrupters and embedded poles for medium voltage | |
Rokunohe et al. | Development of 72‐kV high‐pressure air‐insulated GIS with vacuum circuit breaker | |
US20210319963A1 (en) | Dielectric shield for a switching device | |
CN101331571A (en) | Electric switchgear, particularly high-voltage circuit-breaker, comprising a housing | |
Chaly et al. | New generation of outdoor vacuum circuit breakers with rated voltage up to 40.5 kv | |
JPH0622420A (en) | Switchgear | |
US9318278B2 (en) | Driving rod for medium voltage switching element gear | |
KR19980070230A (en) | Generator switch | |
Toigo et al. | Performance investigation of SF 6 free Gas Insulated DC Systems | |
Chai et al. | Current interruption phenomena in HV disconnectors with high-speed opening auxiliary contacts | |
Skeats et al. | A new line of high-voltage outdoor tank-type oil circuit breakers |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20180809 |
|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20220311 |