CN101667504A - 高压断路器 - Google Patents

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J·利德霍尔姆
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Abstract

一种高压外壳带电断路器，包括：支撑绝缘子(20)；在所述支撑绝缘子(20)上提供的至少一个伸长电流断续器(10)；端子(30)，连接到所述电流断续器的末端；以及至少一个电晕环(40)，布置成至少部分地包围端子之一，其中电晕环(40)具有疏水表面层(42)。

Description

高压断路器
技术领域
本发明涉及一种高压外壳带电断路器。
背景技术
电力传输网络由高压断路器保护和控制。这样的断路器可划分成两类：外壳带电断路器(LTB)，其中包含断流机构的罩处于线路电位；以及外壳接地断路器(DTB)，其中罩处于地电位。
处于高压电平的外壳带电断路器必须处理在端子电极的高电位，其中管或者线缆在这些端子电极连接以经过断路器传递电流。高电位在端子电极产生高电场应力。端子电极通常由电晕环屏蔽，其目的在于通过它们的光滑形状和与端子相比相对大的面积来减少局部电场应力。
常见两种不同的电晕环设计。任一种电晕环都与端子电极尽可能接近地来放置。如果使用电容器或者预***电阻器则使用相同原则。取而代之，圆形电晕环对称地放置于断路器中心轴周围。
外壳带电断路器的外部绝缘介质是空气。用遵循适用标准中的要求的电介质测试来验证外部绝缘。用于高压断路器的这些验证测试包括干燥测试和潮湿测试，因为高压断路器是室外设备。
发明内容
在这样的潮湿测试期间，在断路器和电晕环的整个表面收集雨水。雨水倾泻到表面上并且在断路器的各独立部分上的最低位置被收集，并且它最终离开表面落到地面。
水滴将受高压影响并且改变形状；它们将比正常情况更急剧并且增加局部电场应力。
本发明是基于以下认识：在潮湿条件期间的电压转变期间，在电晕环下部的局部电场与干燥条件相比将增加。
本发明的一个目的因此在于提供一种特别是在潮湿条件期间电介质耐受能力改进的高压外壳带电断路器。
本发明的又一目的在于提供一种鲁棒、精确、不复杂、节省空间并且成本低而且具有最佳性能并且满足现有安全要求的此类高压断路器。
本发明的又一目的在于提供一种用于制备实现任何上述目的的高压断路器的方法。
这些目的通过如所附权利要求中要求保护的高压断路器和方法来实现。
根据本发明的第一方面，提供一种高压外壳带电断路器，该断路器包括：支撑绝缘子；在支撑绝缘子上提供的伸长电流断续器；端子，连接到电流断续器的末端；以及至少一个电晕环，布置成至少部分地包围至少一个端子。
电晕环具有疏水表面层以由此获得在潮湿条件中的电介质耐受能力改进的高压外壳带电断路器。
潮湿条件最为恶劣并且同时最难以在理论上计算和针对各断路器设计来设定尺度。因此已经在高压实验室中在实验上测试不同设计，并且已经发现关键因素是电晕环表面上的水滴数目和尺寸。通过利用本发明获得了明显改进。明显地减少了水滴的数目和尺寸。
在一个实施例中，高压外壳带电断路器包括水平布置的伸长电流断续器以及在端子之间与电流断续器并联连接的水平布置的伸长电容器和/或电阻器，其中布置这些部分使得电晕环的下端内表面与电容器(如果存在)或者电阻器(如果存在)(其中位置最低者)的电流断续器的中心轴之间的竖直距离比电晕环的上端内表面与中心轴之间的距离短约1.5到约4倍之间。
由此，在存在水时获得电晕环周围的更均匀分布的电场，结果进一步改进在潮湿条件下的电介质耐受能力。
根据本发明的第二方面，提供一种用于制备高压外壳带电断路器的方法，该断路器包括：支撑绝缘子；在支撑绝缘子上提供的伸长电流断续器；端子，连接到电流断续器的末端；以及至少一个电晕环，布置成至少部分地包围至少一个端子，根据该方法，电晕环具有疏水表面层。
优选地，借助用疏水材料如硅橡胶或者树脂如氟或者硅树脂喷涂或者涂覆电晕环来提供疏水表面层。
根据下文给出的本发明优选实施例的如下具体描述以及附图1-2将清楚本发明的更多特征及其优点，附图1-2仅通过示例来给出，因此没有限制本发明。
附图说明
图1在侧面视图中示意地图示了根据本发明一个实施例的高压断路器。
图2在端视图中示意地图示了在图1的高压断路器中包括的电流断续器和电晕环。
具体实施方式
在下文中将给出本发明优选实施例的具体描述。在这一描述中，术语“高压”将用于1kV和更高电压。然而应当注意，本发明主要地用于具有高得多的电压定额如245kV和以上的高压断路器。
图1在侧面视图中示意地图示了一相高压外壳带电断路器，该断路器包括在支撑绝缘子20上布置的两个水平布置并且串联连接的伸长电流断续器10。电流断续器10可以称为断流器或者灭弧室，而两个电流断续器10的组件可以称为断流单元。各电流断续器10在其远端连接到端子30而在其内端连接到连接法兰32。
另外，断路器包括相应电晕环40，该电晕环40被布置成至少部分地包围连接到串联互连的电流断续器10的远端上的端子30，也就是说，通常没有电晕环布置于将电流断续器10互连的连接法兰32周围。
图2在端视图中示意地图示了图1的高压断路器的电流断续器10之一和电晕环40之一。图示了保持电晕环40的支撑件41。
根据本发明，一个电晕环40或者优选为各电晕环40具有疏水表面层42。
优选地，借助用橡胶或者树脂材料如硅橡胶或者氟或者硅树脂喷涂或者涂覆一个或者多个电晕环40来涂敷疏水表面层42。
疏水表面层42可以覆盖一个或者多个电晕环40的基本上整个表面或者一个或者多个电晕环40的仅部分表面、优选为一个或者多个电晕环40的表面下部。
出于示例目的，在图1-2中很大程度地夸大层42的厚度。
应当认识到电晕环40可以是末端闭合或者开放的并且它们可以具有不同形状，尽管图1-2中的电晕环40为圆环面形状。假如电晕环在横向平面中对称地布置于电流断续器10周围，距离d1与d 2之和对应于电晕环40的内径。
还应当认识到可以有布置于各端子周围的更多电晕环。通常，成对地设置电晕环并且其间有短的固定的距离。
另外，在本发明的一个实施例中，一个或者各电晕环被定位成使得电晕环40的下端内表面与电流断续器10的中心轴10a之间的竖直距离d1比电晕环40的上端内表面与中心轴10a之间的距离d2短约1.5到约4倍之间。
如果用于各电流断续器的断路器包括在端子之间与电流断续器并联连接的水平布置的伸长电容器和/或电阻器，则优选地布置各电晕环使得电晕环40的下端内表面与伸长电容器或者电阻器(其中位置最低者)的电流断续器10的中心轴之间的竖直距离比电晕环的上端内表面与该中心轴之间的距离短约1.5到约4倍之间。
通过使用新设计，尤其是在潮湿条件期间获得了用以耐受切换和闪电冲激电压的更高电介质耐受能力。
三相高压外壳带电断路器包括三个如上文公开的断路器。

Claims (14)

1.一种高压外壳带电断路器，包括：
-支撑绝缘子(20)；
-在所述支撑绝缘子(20)上提供的至少一个伸长电流断续器(10)；
-端子(30)，连接到所述电流断续器的末端；以及
-至少一个电晕环(40)，布置成至少部分地包围所述端子中的一个端子，其特征在于：
-所述电晕环(40)具有疏水表面层(42)。
2.根据权利要求1所述的断路器，其中所述疏水表面层(42)由橡胶或者树脂材料如例如硅橡胶或者氟或者硅树脂中的任何材料制成。
3.根据权利要求1或者2所述的断路器，其中所述疏水表面层(42)基本上覆盖所述电晕环的整个表面。
4.根据权利要求1或者2所述的断路器，其中所述疏水表面层(42)覆盖所述电晕环的仅部分表面，优选为所述电晕环的表面的下部。
5.根据权利要求1-4中的任一权利要求所述的断路器，其中所述电晕环是末端开放的。
6.根据权利要求1-5中的任一权利要求所述的断路器，包括布置成至少部分地包围所述端子之一的又一电晕环，所述电晕环被相对于彼此同心地布置。
7.根据权利要求1-6中的任一权利要求所述的断路器，包括布置成至少部分地包围所述端子中的另一端子的电晕环，所述电晕环被相对于彼此同心地布置。
8.根据权利要求1-7中的任一权利要求所述的断路器，包括又一伸长电流断续器(10)和连接到所述电流断续器的末端的端子(30)，所述电流断续器被相对于彼此同心地布置并且串联连接，其中至少部分地由所述电晕环(40)包围的所述端子之一是所述串联连接的电流断续器的外端子；并且还包括布置成至少部分地包围所述串联连接的电流断续器的另一外端子并且具有疏水表面层(42)的电晕环(40)，所述电晕环被相对于彼此同心地布置。
9.根据权利要求1-7中的任一权利要求所述的断路器，其中所述伸长电流断续器被基本上水平地布置，并且所述电晕环被布置成使得所述电晕环的下端内表面与所述基本上水平布置的伸长电流断续器(10)的中心轴(10a)之间的竖直距离(d1)比所述电晕环的上端内表面与所述中心轴之间的距离(d2)短约1.5到约4倍之间。
10.根据权利要求1-7中的任一权利要求所述的断路器，包括在所述端子之间与基本上水平布置的所述电流断续器(10)并联连接的基本上水平布置的伸长电容器(50)和/或电阻器(60)，其中所述电晕环(40)被布置成使得所述基本上水平布置的伸长电容器(50)或所述基本上水平布置的伸长电阻器(60)中的位置最低者的所述电晕环的下端内表面与所述基本上水平布置的伸长电流断续器(10)的中心轴(10a)之间的竖直距离(d1)比所述电晕环的上端内表面与所述中心轴之间的距离(d2)短约1.5到约4倍之间。
11.一种三相高压外壳带电断路器，包括三个根据权利要求1-10中的任一权利要求所述的断路器，每相一个断路器。
12.一种用于制备高压外壳带电断路器的方法，所述断路器包括：支撑绝缘子(20)；在所述支撑绝缘子(20)上提供的至少一个伸长电流断续器(10)；端子(30)，连接到所述电流断续器的末端；以及布置成至少部分地包围所述端子之一的至少一个电晕环(40)，所述方法的特征在于以下步骤：
-提供具有疏水表面层(42)的所述至少一个电晕环(40)。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述提供步骤包括用疏水材料喷涂或者涂覆所述至少一个电晕环。
14.根据权利要求12或者13所述的方法，其中所述疏水表面层(42)由橡胶或者树脂材料如硅橡胶或者氟或者硅树脂中的任何材料制成。
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