[發明專利]具有分離設備的用于高壓或極高壓電氣電路的機械斷路器裝置

在審

• 申請號: 201680046575.4
• 申請日: 2016-07-28
• 公開（公告）號: CN108028146A
• 公開（公告）日: 2018-05-11
• 發明（設計）人: M·蓋瑞;P·文森
• 申請（專利權）人: 超級電力研究所有限公司
• 主分類號: H01H33/04
• 分類號: H01H33/04;H01H33/12;H01H33/08;H01H33/14
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 黃艷

本發明涉及一種用于電氣電路的機械斷路器裝置，其包括相對于彼此移動的兩個電極，并且包括電弧分離設備(48)，該電弧分離設備包括彼此間隔且彼此電絕緣的多個區別導電元件。根據本發明，分離設備包括第一部分和第二部分，第一部分與第二部分相對彼此在以下位置之間移動：?電接觸的位置，以及?兩個部分的分離位置。分離設備(48)包括至少一個系列的所述區別導電元件，在機械裝置的電極的電氣閉合位置，所述區別導電元件沿著經過該裝置的額定電流的連續導電路徑設置，所述連續導電路徑由分離設備的處于電接觸位置的兩個部分限定。

技術領域

本發明涉及用于高壓電氣電路的斷路器裝置的技術領域。

背景技術

在傳統方式中，區域、城鎮或洲際規模的電力網絡是高壓交流電(AC)網絡，其中電流被傳輸數十、數百或數千公里。如今，這些網絡的趨勢在于使基礎設施相互連接，以便獲取成網狀的(meshed)網絡，即，在網絡的任意兩個給定點之間具有多個可行路徑的網絡。而且，目前已經提出了開發使用極高壓直流電(DC)的網絡或網絡部分，其可能與交流電網絡的部分一起集成于網狀網絡內。

網狀網絡中的問題之一在于，在網絡的不同分支之間轉移負載電流以重整(reorganize)功率流的可能性，這需要高壓(high voltage，高電壓)下的電氣電路(electric circuit)被斷開或閉合。這個問題在直流電路時更為嚴重。考慮到斷路器裝置特別地被設計為使其能夠在斷路器裝置被置于其中的負載下截斷電氣電路，傳統的方法會使用電路斷路器作為斷路器裝置。然而，電路斷路器是復雜、昂貴且龐大的裝置，并且電路斷路器旨在用于網絡保護功能，但在這樣的情況下未被充分使用。因而為了執行這樣的負載轉移功能，似乎使用具有更簡化設計的裝置(例如隔離開關(disconnector，切斷開關，斷路器))是有利的，即使那些裝置不是主要被設計為用于切斷(break)負載下的電路。通常，為了在干預期間保證設備和人員的安全，在線路的每端處均存在隔離開關。因此從那些裝置中獲得最大益處是適當的。

特別是對于高壓電路，還已知的是使用所謂的“金屬包覆”裝置，其中主動(active，有源)斷路器構件被包封在填充有絕緣流體的密封外殼中。這樣的流體可以是氣體(一般是六氟化硫(SF₆))，但還可能使用液體或油類。依據流體的絕緣特性來選擇流體，所述絕緣特性特別是具有比同等壓力下干燥空氣的介電強度更大的介電強度。金屬包覆裝置可以特別地被設計為比使用空氣提供切斷和絕緣的裝置更緊湊。

傳統的隔離開關特別地包括兩個電極，這兩個電極通過絕緣支撐件保持在與外殼的外周壁間隔的固定位置，該壁處于地電位。根據形成其中一個電極的一部分的可移動連接構件(例如，通過控制器致動的滑動管)的位置，這兩個電極電氣地連接在一起或電氣地分離。一般情況下，該管由與其電氣連接的一個電極承載，并且將該管與相對電極分開很可能產生電弧，在該管從相對電極移離的同時在隔離開關的斷開運動(opening movement)期間，電弧可延長。傳統地，隔離開關具有由管和兩個電極承載的兩對電觸點(electricalcontact)。第一對是在裝置的完全閉合位置中傳遞額定電流的一對。這個傳遞電流的路徑(被稱為“額定路徑(nominal path)”)表現為最小電阻的路徑，從而減小穩定狀態下的傳導損失。這對觸點與第二對關聯，第二對被稱為“弧”觸點或被稱為次級觸點對。使這對中的兩個觸點保持緊密接觸，而第一對被分開以避免第一對上的任何電弧現象，從而保證完全閉合位置的良好電傳導狀態。相反地，第二對的觸點隨后分開且電弧撞擊(strike)在觸點之間。它們需要能夠承受這樣的磨損。一旦電弧變得足夠長，并且在足夠長的時間之后，電弧被截斷(interrupt，中斷)。

隔離開關通常位于變電站(electricity substation)中。該隔離開關例如通過母線被連接到變電站的其他元件。在隔離開關的任一側上，可以發現變電站的其他元件，諸如電路斷路器、電力變壓器、架空套管……。

沒有任何用于促進切斷的特定設備的這樣的隔離開關可以被用于轉移那些電流，并且該隔離開關將能夠適應較小的應力，但不適合于具有大回路阻抗的電路。