力切换装置的一部分。
[0032]在本发明的实施例中，所述压力控制器可以被配置为选择性地改变所述真空气密外壳的所述内部气体压力在所述第一真空水平与第二真空水平之间的变化速率，以便改变所述真空开关的导通或断开速率。这允许压力控制器不仅控制第一和第二电极两端的恢复电压的变化速率，还控制真空气密外壳的内部气体压力在第一真空水平与第二真空水平之间的变化速率，以抑制产生电压瞬变，从而无需增加避雷器来处理任何电压瞬变。
[0033]在本发明的其他实施例中，所述压力控制器可以被配置为在真空水平的范围内改变所述真空气密外壳的所述内部压力，所述真空水平中的每个允许在所述真空气密外壳中形成和维持辉光放电，以允许电流经由所述辉光放电在所述第一电极与第二电极之间流动，同时所述真空开关被导通。这允许压力控制器不仅主动地改变真空开关中的电流密度，还主动地改变第一和第二电极之间的电压，从而使得真空开关被操作为电力流控制器，以控制被连接到第一和第二电极的电路中电流的变化速率。
[0034]优选地，所述第一电极和第二电极由固定间隙分隔开。然而，可以理解的是，即使真空开关的导通和断开不需要第一和第二电极的移动，所述第一和第二电极的任一个或每个可以被配置为能够移动，以便增加或减小第一电极与第二电极之间的间隙。
[0035]第一和第二电极的形状和布置可以根据相关电力应用的需求而变化。
[0036]在本发明的实施例中，所述第一电极和第二电极可以被定形和布置为限定以下任意一个:
[0037]# 一对圆柱同轴电极；
[0038]?一对平行板电极；
[0039]?一对球状同轴电极。
[0040]在本发明的其他实施例中，所述第一电极可以包括多个第一伸长子电极，所述第二电极可以包括多个第二伸长子电极，并且所述真空开关还可以包括辅助电极，所述辅助电极布置在所述真空气密外壳内部的所述第一电极与第二电极之间且与所述真空气密外壳内部的所述第一电极与第二电极间隔开，所述辅助电极包括多个第三伸长子电极和多个第四伸长子电极，每组多个子电极与通过所述第一电极和第二电极延伸的纵轴平行地延伸，多个伸长子电极中的每个关于通过所述第一电极和第二电极延伸的所述纵轴径向地布置，每个第一伸长子电极被布置在两个第三伸长子电极之间且与两个第三伸长子电极间隔开，以限定交替的第一伸长子电极和第三伸长子电极的交叉径向阵列，每个第二伸长子电极被布置在两个第四伸长子电极之间且与两个第四伸长子电极间隔开，以限定交替的第二伸长子电极和第四伸长子电极的交叉径向阵列。
[0041]在使用中，辅助电极可以被保持在浮置电势，同时第一和第二电极中的每个被连接到携带有AC或DC电压的相应电路。当真空开关被导通时，经由辅助电极和交叉径向阵列的子电极之间的辉光放电，电流在第一电极与第二电极之间流动。当真空开关被断开时，交叉径向阵列的子电极之间的辉光放电熄灭，从而防止电流在第一电极与第二电极之间流动。
[0042]在真空开关中包括辅助电极不仅增加了第一电极与第二电极之间的有效间隙从而增大设备的介电耐压能力，还支持在继断开真空开关之后优异的介质恢复。
[0043]在本发明的这种实施例中，其中真空开关包括第一触发电极和/或第二触发电极，其中所述第一电极和第二电极中的任一个或每个可以包括与通过所述第一电极和第二电极延伸的所述纵轴同轴布置的管状伸长子电极，所述管状伸长子电极被配置为容纳所述对应触发电极并且与所述对应触发电极间隔开。
[0044]以这种方式布置真空开关使得辉光放电能够最初形成在相对于交叉径向阵列的子电极的中央位置中，从而促进交叉径向阵列的子电极中辉光放电的更均匀膨胀。这进而提供电流在第一电极与第二电极之间流动的更均匀路径，并且从而得到真空开关的可靠导通行为，由此提高真空切换组件的可靠性。
[0045]在采用伸长子电极的本发明的实施例中，每个伸长子电极包括杆部和位于所述杆部自由端的端部。
[0046]可以设想，当每个伸长子电极的杆部的端具有相同的直径时，端部处的电流密度比沿着杆部的电流密度高。
[0047]每个端部可以被定形为部分地或完全地球形，并且每个端部具有比对应的杆部更大的直径。以这种方式配置每个端增大了对应子电极的表面积，以这种方式使得伸长子电极的表面上的辉光放电和每个交叉径向阵列两端的电流密度更均匀分布。这提高了真空开关的电流中断能力、耐高电压能力和介质恢复。
[0048]在米用伸长子电极的本发明的其他实施例中，每个伸长子电极的至少一部分可以涂覆有、被附着于、或被连接至耐火材料。耐火材料可以选自，但不限于，例如铜-铬、铜-钨、铜钨碳化物、钨，铬和钼的组。每个端部可以由耐火材料制成，其可以选自，但不限于，例如铜-铬、铜-钨、铜钨碳化物、钨、铬和钼的组。这些耐火材料不仅展现优异的导电性，而且还在使用真空开关来中断电流之后表现高介电强度。
[0049]当需要真空开关来切换高电流时，作用在电极上的合磁力可以变得足够强以引起电极变形。每个电极可以包括至少一个结构加固元件，所述结构加固元件被布置为抑制由磁力引起所述电极变形，所述磁力是由所述电极中电流流动过程中产生的磁场引起的。例如，每个电极中的所述或每个结构增强元件可以是放置在电极内(优选地沿着其纵轴)的非磁性钢插入件、或者可以是被连接(例如钎焊)至支撑结构的钢管，其中该支撑结构与电极相关联并且在真空气密外壳外部延伸。
[0050]所述真空切换组件还可以包括位于所述真空气密外壳外部的磁场发生器，所述磁场发生器关于所述真空气密外壳布置，以使得所述磁场发生器产生磁场，所述磁场的磁场方向横向于所述辉光放电中的电场方向。
[0051 ]产生具有磁场方向横向于辉光放电中的电场方向的磁场有助于辉光放电电压的上升。从而，在真空开关中电流零时刻应用磁场加速了在断开真空开关之后的介质恢复。
[0052]真空切换组件中真空开关的数量和布置可以根据真空切换组件的设计需求而变化。真空切换组件可以例如包括多个串联连接的和/或并联连接的真空开关。多个真空开关可以被连接以限定真空切换组件的不同配置，以便改变其操作电压和电流特性来匹配相关电力应用的需求。
[0053]当真空开关被导通时，第一和第二电极之间的电压降使得产生热损失，该热损失经由辉光放电快速地分布至真空开关的组件。因此，需要热量去除装置来去除这些热损失并且从而将真空开关的温度维持在容许极限内。例如，可以通过热交换器循环气体或气体混合物来去除热损失。
[0054]根据本发明的第二方面，提供一种用于切换AC或DC电流的电力切换装置，所述电力切换装置包括:
[0055]根据本发明的第一方面的任意实施例所述的真空切换组件；以及
[0056]机械切换组件，与一对端子之间的所述真空切换组件并联连接，所述端子中的每个能够被连接至携带AC或DC电压的相应电路，所述机械切换组件包括至少一个机械开关。
[0057]在使用中，在电路的正常操作期间，真空切换组件中的所述或每个真空开关被断开，同时机械切换组件中的所述或每个机械开关闭合以在两个端子之间传导电流。这不仅使得与真空切换组件相比较总体减少的热损失，而且还无需上述热量去除装置。
[0058]电力切换装置被如下所述地断开。最初地，所述或每个机械开关被打开，从而在其中形成电弧。一旦在所述或每个机械开关中产生足够大的电弧电压，所述或每个真空开关被导通，以将电流从机械切换组件转移至真空切换组件，从而熄灭所述或每个机械开关中的电弧，并且完全断开具有介质恢复的所述或每个机械开关。然后所述或每个真空开关被断开，以完成电力切换装置的断开。
[0059]电力切换装置被如下所述地导通。最初地，所述或每个真空开关被导通。然后所述或每个机械开关闭合。一旦所述或每个机械开关完全关闭并且从而携带在端子之间流动的电流，所述或每个真空开关被断开以完成电力切换装置的导通。
[0060]与根据本发明的真空切换组件和电力切换装置兼容的应用示例包括，例如，AC电力网络、AC或DC高压断路器、网络电力流控制、AC发电机断路器、传输线、铁路牵引、船舶、超导磁存储设备、高能量聚变反应堆实验、固定电力应用、可再生能源(诸如燃料电池和光伏电池)以及高压直流(HVDC)多端子网络。
【附图说明】
[0061]现在将仅通过非限制示例，参照附图描述本发明的优选实施例，其中:
[0062]图1是示出形成根据本发明第一实施例的真空切换组件的一部分的真空开关；
[0063]图2不出图1的真空开关的剖视图；
[0064]图3以曲线图形式示出压力控制器控制真空气密外壳的内部压力的操作，所述真空气密外壳形