一種封閉式開關裝置及其滅弧室、罐體的製作方法
2023-07-30 12:16:21
一種封閉式開關裝置及其滅弧室、罐體的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種封閉式開關裝置及其滅弧室、罐體。滅弧室中固體絕緣套可從裝入口塞入罐體本體內，通過固體絕緣套的外壁面與罐體本體的內壁面配合實現定位，以使得固體絕緣套將隔設在吹出側的出氣部位和罐體本體的內壁面之間，而固體絕緣套的內壁面為用於阻擋吹出側噴出的絕緣氣體而使噴出的絕緣氣體折流換向的折流面。在使用時，從動接電端的噴口噴射出的絕緣氣體對斷口中的高壓電弧滅弧後，從動接電端和/或靜接電端上的吹出側噴出，此時絕緣氣體不但流速和溫度依然較高，而且將夾雜著一些金屬粉塵和電離分解物，此時高溫高速的混合氣體將碰撞在固定固體絕緣套的折流面上，從而避免從吹出側噴出的混合氣體對罐體本體的內壁面的衝擊侵蝕。
【專利說明】—種封閉式開關裝置及其滅弧室、罐體
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種封閉式開關裝置及其滅弧室、罐體。
【背景技術】
[0002]目前，在開關設備中常用絕緣方式分為氣體絕緣和固定絕緣，氣體絕緣的方式是在滅弧室中充入六氟化硫氣體、氮氣等，固體絕緣的方式是在滅弧室內設置聚四氟乙烯、電瓷材料、玻璃纖維布、樹脂材料等，而在金屬封閉開關設備的對地絕緣上普遍採用氣體絕緣的方式，其優點是氣體的形態不固定，尤其是採用吹氣滅弧的開關設備，氣體絕緣更是起到滅弧的作用。但無論氣體絕緣採用六氟化硫氣體還是氮氣，其絕緣強度都低於固定絕緣中的固定絕緣材質，而絕緣氣體的絕緣性能又會受到金屬封閉開關設備的罐體內氣溫、壓力、元件燒蝕的變化影響，致使金屬封閉開關設備在同等電壓等級下採用氣體絕緣的罐體比採用敞開式開關設備的罐體外徑大。
[0003]當金屬封閉開關設備進行開斷動作時，從滅弧室的動接電端向靜接電端噴放絕緣氣體,絕緣氣體將吹滅靜弧觸頭和動弧觸頭之間的電弧,並流經靜觸頭座內的冷卻通道——靜觸頭座外周上的開口式的出風側或流經靜弧觸頭的表面——靜弧觸頭外周上的敞開式的出風側，直接噴射在罐體的內壁面上進行折流。但因動、靜連接端之間高溫電弧會加熱絕緣氣體，使得絕緣氣體的壓力上升，絕緣能力下降，而滅弧室的動接電端利用機械方式製造壓力差或者利用滅弧室自身壓力差進行滅弧，同時將高溫絕緣氣體吹向滅弧室的靜接電端進行冷卻，所以在高溫絕緣氣體冷卻的過程中，氣體會燒蝕滅弧室的靜接電端的元件，以在靜接電端的氣流通道內產生一定量的金屬粉塵和電離分解物，這部分粉塵和分解物以及未徹底冷卻的絕緣氣體將從靜接電端上的出風側直接噴吹到罐體的內壁面上，夾雜在絕緣氣體中的粉塵和分解物會燒灼並侵蝕罐體的罐壁，以致罐體的內壁面凹凸不平，重則將引起滅弧室對地擊穿或者放電，所以氣體絕緣金屬封閉開關設備通常需要通過延長滅弧室靜端氣流通道來降低絕緣氣體溫度。
[0004]但要在有限的空間內延長氣流通道的話，只能在滅弧室的靜接電端內的冷卻通道增加折流板，可是折流板的作用也是有限的，當氣體絕緣金屬封閉開關設備的罐體內徑縮小到一定程度時，對地絕緣將變得十分敏感，只要有一點絕緣性能的降低，就會導致對地放電或者擊穿，此時有無折流板對整個滅弧室的絕緣性能將影響不大。
[0005]而隨著社會的進步，人口密度的不斷增加，現代社會對空間的利用率的要求也隨之提高，以致市場對金屬封閉開關設備的外形尺寸減小的需求越來越高，如電網招標要求中，252kV三相分相金屬封閉開關設備的寬度已經從最初的2300mm降至1500mm，例如以六氟化硫氣體為絕緣介質的斷路器，如果滅弧室的自身直徑不縮小，金屬封閉開關設備的罐體直徑已經降到一個極限,如果進一步縮小罐體直徑,只有增加罐體內絕緣氣體壓力，但這種方法不僅浪費氣體，而且還對金屬封閉開關設備的安全有影響，畢竟提高設計壓力，不僅要增加材料成本，而且還需要更高等級的專業資格認證。
【發明內容】
[0006]本發明的目的是提供一種避免內壁面被高溫的絕緣氣體衝擊灼傷的高壓開關滅弧室的罐體，同時還提供了一種使用該罐體的滅弧室及使用該滅弧室的封閉式開關裝置。
[0007]為了實現以上目的，本發明中罐體的技術方案如下:
罐體，包括供沿軸向相對設置的動、靜接電端裝入的管套狀的罐體本體，罐體本體內裝配有用於隔設在動接電端和/或靜接電端的外周上設置的吹出側與罐體本體的內壁面之間的固體絕緣套，固體絕緣套的內壁面為用於阻擋吹出側噴出的絕緣氣體而使噴出的絕緣氣體折流換向的折流面，固體絕緣套的外壁面為與罐體本體的內壁面配合的裝配面，且罐體本體的兩埠中至少一個為口徑不小於固體絕緣套的外徑、以供固體絕緣套插裝到罐體本體內的裝入口。
[0008]固體絕緣套的內壁的耐熱等級不低於C級。
[0009]罐體本體的兩埠一個是裝入口、另一個和固體絕緣套之間設有凸設在罐體本體內壁面上的限位臺階，限位臺階限位擋止在固體絕緣套背向裝入口的一端。
[0010]限位臺階和固體絕緣套的相對面之間夾設有端面粘結層，固體絕緣套通過端面粘結層粘接固定在限位臺階上。
[0011]固體絕緣套的外壁面和罐體本體的內壁面之間夾設有周面粘結層，固體絕緣套通過周面粘結層粘接固定在罐體本體的內壁面。
[0012]本發明中滅弧室的技術方案如下:
滅弧室，包括罐體，罐體的罐體本體為管套狀，罐體本體內沿軸向相對設置有動、靜接電端，動接電端和/或靜接電端的外周上設有供滅弧後的絕緣氣體吹向罐體本體的內壁面的敞開式或開口式的吹出側，罐體本體內配有隔設在吹出側的出氣部位與罐體本體的內壁面之間的固體絕緣套，固體絕緣套的內壁面為用於阻擋吹出側噴出的絕緣氣體而使噴出的絕緣氣體折流換向的折流面，固體絕緣套的外壁面為與罐體本體的內壁面配合的裝配面，且罐體本體的兩埠中至少一個為口徑不小於固體絕緣套的外徑、以供固體絕緣套插裝到罐體本體內的裝入口。
[0013]固體絕緣套的外壁面和罐體本體的內壁面之間夾設有周面粘結層，固體絕緣套通過周面粘結層粘接固定在罐體本體內。
[0014]限位臺階和固體絕緣套的相對面之間夾設有端面粘結層，固體絕緣套通過端面粘結層粘接固定在限位臺階上。
[0015]固體絕緣套的外壁面和罐體本體的內壁面之間夾設有周面粘結層，固體絕緣套通過周面粘結層粘接固定在罐體本體的內壁面。
[0016]本發明的封閉式開關裝置的技術方案如下:
封閉式開關裝置，包括滅弧室及其上傳動連接的操動機構，滅弧室包括罐體，罐體的罐體本體為管套狀，罐體本體內相對設置有動、靜接電端，動接電端和/或靜接電端的外周上設有供滅弧後的絕緣氣體吹向罐體本體的內壁面的敞開式或開口式的吹出側，罐體本體內配有隔設在吹出側的出氣部位與罐體本體的內壁面之間的固體絕緣套，固體絕緣套的內壁面為用於阻擋吹出側噴出的絕緣氣體而使噴出的絕緣氣體折流換向的折流面，固體絕緣套的外壁面為與罐體本體的內壁面配合的裝配面，且罐體本體的兩埠中至少一個為口徑不小於固體絕緣套的外徑、以供固體絕緣套插裝到罐體本體內的裝入口。
[0017]本發明中固體絕緣套可從裝入口塞入罐體本體內，通過固體絕緣套的外壁面與罐體本體的內壁面配合實現定位，以使得固體絕緣套將隔設在吹出側的出氣部位和罐體本體的內壁面之間，而固體絕緣套的內壁面為用於阻擋吹出側噴出的絕緣氣體而使噴出的絕緣氣體折流換向的折流面。在使用時，從動接電端的噴口噴射出的絕緣氣體對斷口中的高壓電弧滅弧後，從動接電端和/或靜接電端上的吹出側噴出，此時絕緣氣體不但流速和溫度依然較高，而且將夾雜著一些金屬粉塵和電離分解物，此時高溫高速的混合氣體將碰撞在固定固體絕緣套的折流面上，該折流面將會對風力強勁的混合氣體起到遏制的作用，以通過碰撞作用使得混合氣體的能量得以釋放，從而避免從吹出側噴出的混合氣體對罐體本體的內壁面的衝擊侵蝕。同時，固體絕緣套不但能夠加強滅弧室內的絕緣強度，而且在混合氣體不斷碰撞固體絕緣套的折流面的情況下，即使折流面變得凹凸不平，也會因罐體本體的內壁面保持完整而使得所處部位的電場保持穩定，從而避免了接電端在吹出側出現電場變化所引起的罐體本體的罐壁被擊穿的問題。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1是本發明的封閉式開關裝置的實施例1中滅弧室的結構示意圖；
圖2是本發明的封閉式開關裝置的實施例2中滅弧室的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0019]本發明中封閉式開關裝置的實施例1:如圖1所示，該封閉式開關裝置是一種高壓斷路器，包括滅弧室及其上傳動連接的操動機構，操動機構的結構屬於現有技術，滅弧室主要由罐體、動接電端2和靜接電端4構成。罐體又是由罐體本體3和固體絕緣套5構成，罐體本體3為沿左右方向延伸的管套體，動接電端2和靜接電端4在罐體本體3內左右相對的同軸設置，並在靜接電端4的外壁面的底側位置處開設有開口朝下的孔口式的吹出側6。固體絕緣套5套裝在靜接電端4的外周上，固體絕緣套5的兩端從靜接電端4的兩端伸出，固體絕緣套5的內壁面為折流面，固體絕緣套5的外壁面和罐體本體3的內壁面間隙配合併通過兩者之間的周面粘結層7粘接固定在一起。罐體本體3的左埠上設有凸設在外壁面上的外法蘭10、右埠上設有凸設在內壁面上的內法蘭8，外法蘭10和內法蘭8上分別裝配有封蓋在罐體本體兩埠上的端蓋，以使罐體本體3的左埠為口徑與內孔孔徑相等的裝入口，罐體本體3的右埠為口徑比內孔孔徑小的限位縮口，這樣固體絕緣套可從罐體本體3的左端的裝入口插裝到罐體本體3內，並順著罐體本體3的內壁面滑動到靜接電端4所處位置處。
[0020]罐體本體3右端的內法蘭8在內壁面的內側形成凸設的限位環，該限位環擋止限位在固體絕緣套5的右端而阻止固體絕緣套5從罐體本體3的右埠脫出，但該限位環又是與固體絕緣套5左右間隔設置，兩者之間的間隔距離是由周面粘結層7所處的位置確定的，即周面粘接層7使得固體絕緣套5固定到不與限位環接觸的部位處。
[0021]罐體本體3為金屬罐體，罐體本體3的頂部設有分別連接動接電端2的動端出線孔和連接靜接電端4的靜端出線孔，動端出線孔和靜端出線孔上分別法蘭連接有絕緣盆子1，並在固體絕緣套5的頂部開設有供靜接線端4的接線結構穿出的穿孔，該穿孔的孔徑和靜端出線孔的孔徑一致。
[0022]固體絕緣套5除採用聚四氟乙烯材質外，也可以採用陶瓷材質等高溫絕緣材料，此類材料在遇到高溫熱氣流後，不會因為溫度的變化而降低絕緣性能，且固體絕緣套5也可以是多層材質複合而成，其目的是利用不同材質的電介質的不同來製造電容而改善靜接電端4外圍的電場，但固體絕緣套5的折流面必須是耐高溫絕緣材料，即折流面所處層的耐熱等級不低於C級。靜接電端4外圍的絕緣氣體會在高溫電弧加熱而出現絕緣性能降低的情況，而固體絕緣套5的折流面覆蓋在靜接電端4的出氣側下方，以使從靜接電端4排出的熱氣流將被固體絕緣套5的折流面而阻擋，避免夾雜有金屬粉塵和電離分解物的高溫絕緣氣體直接噴射在罐體本體3的內壁面上。在設定固體絕緣套5的厚度時，由於固體絕緣套5的絕緣強度取決於其材質和厚度，為此特設定以下步驟來計算固體絕緣套5的厚度:
計算方式一:1、按照絕緣氣體在熱氣流的影響下，完全失去絕緣能力為計算依據；
2、通過計算或者試驗方式，獲知滅弧室在未加裝固體絕緣套5前，滅弧室能通過對地雷電和工頻絕緣試驗的最低絕緣距離；
3、依據步驟2中的最低絕緣距離，計算出罐體本體3內需要的固體絕緣套5的厚度，但由於固體絕緣材質的絕緣強度不同，所以依據步驟2中絕緣距離所計算出的固體絕緣套5的厚度會隨著材質的不同而發生改變。
[0023]計算方式二:1、通過計算或者試驗方式，獲知滅弧室在未加裝絕緣耐燒蝕層前，滅弧室能通過型式試驗的絕緣距離；
2、依據步驟I中最低絕緣距離，與方式一中未加裝絕緣耐燒蝕層的最低絕緣距離，進行比較，計算出斷路器內需要的固體絕緣套5的厚度。
[0024]因此通過方式二可以最大限度縮小罐體本體3的直徑。
[0025]因為所有固體絕緣材料依據生產工藝不同，自身絕緣強度也有很大變化，所以本實施例只規定一些常見固體絕緣材料的參考數值，假設，六氟化硫的絕緣強度為1，根據計算和試驗，環氧樹脂的絕緣強度是4-6，硫化矽橡膠的絕緣強度是3-4，聚四氟的絕緣強度是2-3，瓷質絕緣材料的絕緣強度是5-7。
[0026]在組裝該滅弧室時，可將固體絕緣套5可從罐體本體3的左埠裝入，並通過在罐體本體3的內壁面上塗覆粘接層7而將固體絕緣套5固定在指定位置，在固體絕緣套5裝配好後，再將動接電端2和靜接電端4裝配在罐體本體3內，並通過端蓋9和絕緣端子實現滅弧室的封裝。
[0027]本發明中封閉式開關裝置的實施例2:本實施例與實施例1的區別在於，如圖2所示，固體絕緣套25的右端頂壓擋止在限位環的左側，即固體絕緣套25的右端頂壓擋止在內法蘭28的左側，並在內法蘭28和固體絕緣套25之間設有環形的周面粘接層27，周面粘接層27的內孔孔徑和固體絕緣套25的孔徑相等，而固體絕緣套25的外壁面與罐體本體23的內壁面過盈配合，以使固體絕緣套25通過端面粘接層27粘接固定在內法蘭28上。這樣在需要將固體絕緣套25裝入罐體本體23時，既可以在先將端面粘結層27塗覆在內法蘭28的左環端面後，再將固體絕緣套25塞入罐體本體23內進行位置固定；又可以在將端面粘接層27塗覆在固體絕緣套25的右端面後，再將端面粘接層27隨同固體絕緣套25 —起塞入罐體本體23內，直至固體絕緣層27頂壓在內法蘭28上。
[0028]在上述實施例中，固體絕緣套由兩個以上分套體脹緊裝配而成,且固體絕緣套通過粘接層粘接固定在罐體本體的內壁面上，在其他實施例中，固體絕緣套也可以直接脹緊裝配在罐體本體的內壁面上，即固體絕緣套的外壁面和罐體本體的內壁面過盈配合。
[0029]在上述實施例中，靜接電端上的吹出側為處於其底側部位的孔口，在其他實施中，該吹出側也可以是靜觸頭的外周敞開空間或者靜接電端上開設的槽口形式的開口等。
[0030]在上述實施例中，罐體本體的裝入口的口徑與罐體本體的內孔孔徑相等、比固體絕緣套的外徑略大或相等，在其他實施例中，該裝入口也可以是比罐體本體的內孔孔徑大很多的擴口。
[0031 ] 在上述實施例中，裝入口處於罐體本體的左端，在其他實施例中，裝入口也可以處於罐體本體的右端或兩端，此時固體絕緣套在罐體本體內將只能採用周面固定的方式進行定位，如周面脹緊方式、周面粘接方式等。
[0032]在上述實施例中，在罐體本體右端通過內法蘭擋止固體絕緣套，在其他實施例中，該內法蘭在罐體本體的內壁面上形成的限位環式的限位臺階也可以通過罐體本體的內壁面上凸設的凸塊狀、半環形等形式的限位臺階代替。
[0033]本發明中滅弧室的實施例:本實施例中滅弧室的結構與上述實施中滅弧室的結構相同，因此不再贅述。
[0034]本發明中罐體的實施例:本實施例中罐體的結構與上述實施例中罐體的結構相同，因此不再贅述。
【權利要求】
1.罐體，包括供沿軸向相對設置的動、靜接電端裝入的管套狀的罐體本體，其特徵在於，罐體本體內裝配有用於隔設在動接電端和/或靜接電端的外周上設置的吹出側與罐體本體的內壁面之間的固體絕緣套，固體絕緣套的內壁面為用於阻擋吹出側噴出的絕緣氣體而使噴出的絕緣氣體折流換向的折流面，固體絕緣套的外壁面為與罐體本體的內壁面配合的裝配面，且罐體本體的兩埠中至少一個為口徑不小於固體絕緣套的外徑、以供固體絕緣套插裝到罐體本體內的裝入口。
2.根據權利要求1所述的罐體，其特徵在於，固體絕緣套的內壁的耐熱等級不低於C級。
3.根據權利要求1所述的罐體，其特徵在於，罐體本體的兩埠一個是裝入口、另一個和固體絕緣套之間設有凸設在罐體本體內壁面上的限位臺階，限位臺階限位擋止在固體絕緣套背向裝入口的一端。
4.根據權利要求3所述的罐體，其特徵在於，限位臺階和固體絕緣套的相對面之間夾設有端面粘結層，固體絕緣套通過端面粘結層粘接固定在限位臺階上。
5.根據權利要求1至4中任意一項所述的罐體，其特徵在於，固體絕緣套的外壁面和罐體本體的內壁面之間夾設有周面粘結層，固體絕緣套通過周面粘結層粘接固定在罐體本體的內壁面。
6.滅弧室,包括罐體,罐體的罐體本體為管套狀,罐體本體內沿軸向相對設置有動、靜接電端，動接電端和/或靜接電端的外周上設有供滅弧後的絕緣氣體吹向罐體本體的內壁面的敞開式或開口式的吹出側，其特徵在於，罐體本體內配有隔設在吹出側的出氣部位與罐體本體的內壁面之間的固體絕緣套，固體絕緣套的內壁面為用於阻擋吹出側噴出的絕緣氣體而使噴出的絕緣氣體折流換向的折流面，固體絕緣套的外壁面為與罐體本體的內壁面配合的裝配面，且罐體本體的兩埠中至少一個為口徑不小於固體絕緣套的外徑、以供固體絕緣套插裝到罐體本體內的裝入口。
7.根據權利要求6所述的滅弧室，其特徵在於，固體絕緣套的外壁面和罐體本體的內壁面之間夾設有周面粘結層，固體絕緣套通過周面粘結層粘接固定在罐體本體內。
8.根據權利要求7所述的滅弧室，其特徵在於，限位臺階和固體絕緣套的相對面之間夾設有端面粘結層，固體絕緣套通過端面粘結層粘接固定在限位臺階上。
9.根據權利要求6或7或8所述的滅弧室，其特徵在於，固體絕緣套的外壁面和罐體本體的內壁面之間夾設有周面粘結層，固體絕緣套通過周面粘結層粘接固定在罐體本體的內壁面。
10.封閉式開關裝置，包括滅弧室及其上傳動連接的操動機構，滅弧室包括罐體，罐體的罐體本體為管套狀，罐體本體內相對設置有動、靜接電端，動接電端和/或靜接電端的外周上設有供滅弧後的絕緣氣體吹向罐體本體的內壁面的敞開式或開口式的吹出側,其特徵在於，罐體本體內配有隔設在吹出側的出氣部位與罐體本體的內壁面之間的固體絕緣套，固體絕緣套的內壁面為用於阻擋吹出側噴出的絕緣氣體而使噴出的絕緣氣體折流換向的折流面，固體絕緣套的外壁面為與罐體本體的內壁面配合的裝配面，且罐體本體的兩埠中至少一個為口徑不小於固體絕緣套的外徑、以供固體絕緣套插裝到罐體本體內的裝入□。
【文檔編號】H02B13/045GK104362536SQ201410602002
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年10月31日 優先權日:2014年10月31日
【發明者】何保營, 林麟, 沙雲鵬, 周華, 李良權, 劉雅娟, 孔玉輝 申請人:平高集團有限公司, 國家電網公司