[實用新型]固體絕緣開關設備及其氣體間隙絕緣結構

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320065814.4
• 申請日: 2013-02-01
• 公開（公告）號: CN203205758U
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發(fā)明（設計）人: 馬平;游一民;王振良
• 申請（專利權）人: 廈門華電開關有限公司
• 主分類號: H02B13/045
• 分類號: H02B13/045
• 代理公司: 隆天國際知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 趙根喜;呂俊清

技術領域

本實用新型涉及電力系統(tǒng)中的開關設備技術領域，尤其涉及一種氣體間隙絕緣結構及具有該氣體間隙絕緣結構的固體絕緣開關設備。

背景技術

在中壓開關設備中，以往應用的開關設備主要有兩種，一種是空氣絕緣開關柜，空氣的絕緣距離較大，因此空氣絕緣開關柜體積也比較大，且受周圍環(huán)境如空氣壓力、濕度、密度、灰塵等影響較大，在某些環(huán)境惡劣的地區(qū)，是不適合使用這種開關柜的；另外一種是采用SF6（六氟化硫）絕緣的開關柜，SF6氣體優(yōu)異的絕緣性能不但能有效地縮小了開關柜的體積，這種開關柜密封的氣體環(huán)境使它排除了外界環(huán)境的影響，特別適用于環(huán)境條件惡劣的場所。然而SF6是溫室氣體，應盡量減少應用和排放，保護環(huán)境。

隨著用戶對電力系統(tǒng)環(huán)保和可靠性要求的不斷提高，出現(xiàn)了固體絕緣開關柜。固體絕緣開關柜不僅能克服空氣絕緣和SF6絕緣的缺點，其外表面具有接地的金屬或半導體涂層，人體可觸及且無觸電危險，運行中不受外部環(huán)境影響。由于固體絕緣材料有高的介電常數(shù)和擊穿場強，使得固體開關設備結構更加緊湊；另外固體絕緣材料較氣體具有更高的導熱系數(shù)，使得導體的散熱更加容易，使得開關設備的產品技術參數(shù)可以更高。因此固體絕緣技術是開關設備未來發(fā)展的一個重要方向。

所謂固體絕緣，是指高電場的區(qū)域位于外皮接地的固體材料內部的絕緣結構。例如電力設備中的固封極柱也用到固體絕緣材料，常規(guī)固封極柱的固體絕緣材料——固體環(huán)氧樹脂材料主要起固定和支撐作用，環(huán)氧樹脂內部的電場強度很低，運行中人體不可靠近或觸及；與常規(guī)固封極柱不同的是，固體絕緣開關設備的固體絕緣材料中電場強度非常高，發(fā)揮了其高擊穿場強的優(yōu)勢，其外表面接地，運行中人體可觸及，安全可靠。

現(xiàn)有技術中，用于中高壓的固體絕緣開關設備中的氣體間隙的絕緣結構，包括對稱氣體間隙的絕緣結構和非對稱氣體間隙的絕緣結構。對稱氣體間隙的絕緣結構如用于固體絕緣設備中的隔離開關的對稱氣體斷口絕緣；非對稱氣體間隙的絕緣結構如用于斷路器操作端對地絕緣、隔離開關操作端對地絕緣結構以及接地開關的氣體斷口。

然而，現(xiàn)有的固體絕緣開關設備，通常具有以下的不足：

授權公告號為CN202159894U（以下稱文獻1），名稱為《戶內高壓固體絕緣隔離開關》的中國發(fā)明專利，公開了一種戶內高壓固體絕緣隔離開關，隔離開關本體包括固封式基座、嵌入基座的上下進出線基座、以及后、中、前導電座，通過導電管與導電座的滑動配合實現(xiàn)分合閘。文獻1的該結構內腔氣體容易實現(xiàn)密封，且結構較為緊湊。然而，通常在絕緣結構中局部采用傘裙只是單純的增加爬距，并不能改善氣室中氣體電場集中的情況，尤其是在固體絕緣開關設備中，由于極柱外表面接地，文獻1的結構很難在小的直徑尺寸下解決隔離斷口間氣體及對地氣體間隙內局部場強超標的問題。因而運行中容常出現(xiàn)局放超標及絕緣擊穿的事故。

授權公告號為CN201820692U，名稱為《固體絕緣高壓斷路器極柱》的中國發(fā)明專利，公開了一種固體絕緣高壓斷路器極柱結構，其主導電回路澆鑄在環(huán)氧樹脂內，密封連接插口為固體絕緣的連接界面，高場強的區(qū)域位于滅弧室和兩端連接導體與接地外皮之間的環(huán)氧樹脂內部。由于動端操縱件開口內設置了絕緣拉桿，因此動端操縱件開口內的空氣間隙的對地絕緣成為整個結構的薄弱環(huán)節(jié)。雖然通過硅橡膠密封套將動端操縱件開口內的空氣與外部環(huán)境空氣隔開，以免不良外部環(huán)境對動端操縱件開口內的對地絕緣造成影響；雖然在環(huán)氧樹脂層內設置一均壓件，希望改善動端的絕緣水平，但是由于和常規(guī)固封極柱不同的是其極柱外表面接地，由于其電壓邊界的重大變化，該均壓件的設置并不能有效改善動端操縱件開口內氣體中的電場集中的情況，封閉穩(wěn)定的氣體環(huán)境依然不能避免氣體中出現(xiàn)放電。

公開號為CN101090041A，名稱為《固體隔離開關以及使用它的固體絕緣開關設備》的中國發(fā)明專利，公開了一種固體隔離開關，其用于分合閘操作的絕緣連接部分由固體絕緣材料包圍，通過可動接觸器來完成分閘和合閘操作。在底架和固定接觸器之間設置絕緣隔離片來確保對地的電絕緣，雖避免對地氣體間隙的絕緣問題，但其結構較復雜，成本高。另外隔離斷口的絕緣依然依賴于氣體絕緣，因此前述的問題依然存在。

綜上，現(xiàn)有技術中的固體絕緣開關設備，不能很好的解決氣體間隙絕緣結構中電場集中的問題。由于固體絕緣開關設備外表面接地的影響，此類氣體間隙絕緣結構的電場集中問題，通過加大斷口氣體間隙距離并不能解決該問題。因此，需要一種固體絕緣開關設備，以克服目前的固體絕緣開關設備在運行中常會出現(xiàn)局放超標及絕緣擊穿事故的缺陷。

實用新型內容