。壳体34完全充满绝缘液体38，且开关主体30和开关机构32完全浸入绝缘液体38中。绝缘液体38不可压缩，壳体34内无空隙，来承受海底的高水压。
[0024]在本实施例中，将未加压的绝缘液体38注入壳体34中。壳体34内的绝缘液体38的压力随着壳体34外部周围的环境压力的变化而变化。绝缘液体38的压力基本等于壳体34附近的外部环境压力。例如，当开关装置14位于3千米的海底且外部环境的压力为300巴的时候，绝缘液体38的压力大约为300巴。由于绝缘液体38的作用，薄壁的壳体34也能够承受高压力，如此开关装置14的重量的体积大大减小。
[0025]在一个实施例中，绝缘液体38的介电强度为lkV/mm至100kV/mm。在一个实施例中，绝缘液体38包括矿物油、硅油、MIDEL合成脂绝缘油、有机脂和合成油中的至少一种。绝缘液体38的材料具有高分解强度，该些材料可以经过真空处理和过滤后被使用。在另一个实施例中，绝缘液体38可以包括具有类似介电强度的其他类型的油或液体。绝缘液体38作为高电压下的绝缘隔离媒介。
[0026]在一个实施例中，开关主体30和开关机构32可耐压力。开关机构32和开关主体30包括一个或多个耐压元件(未图示)，耐压元件浸没于绝缘液体38中。该些耐压元件没有空气或真空空隙在其中，也就是说，该些耐压元件的空隙都充满绝缘液体38。该些耐压元件可以包括耐压的电容和电感。在另一个实施例中，可以用控压力的保护壳体(未图示)包裹开关机构32，将开关机构32压力密封于其中，来抵抗高压力。此时，开关机构32可以使用非耐压元件。保护壳体可以具有坚固的厚的金属壁来抵挡压力。
[0027]压力补偿器36和壳体34连通且具有可变的体积来调节壳体34内的压力使得壳体34内的压力与壳体34外部周围的压力平衡。绝缘液体38填满压力补偿器36，且压力补偿器36可以根据外部压力变形。压力补偿器36由弹性材料，例如橡胶，制成。在一个实施例中，压力补偿器36为波纹管，其可变形。在另一个实施例中，压力补偿器36可以为其他任意体积可变的装置。绝缘液体38的体积根据环境温度或压力的变化而变化，压力补偿器36的体积随着绝缘液体38的体积变化而变化，来平衡壳体34的内外压力。
[0028]在图示实施例中，开关装置14包括一个或多个连接器40，连接器40密封安装于壳体34且电连接至开关主体30。在本实施例中，开关装置14包括输入端42和输出端44，分别连接于开关主体30。输入端42和输出端44可分别包括一些电路，例如滤波电路、整流电路等。连接器40分别连接于输入端42和输出端44。连接器40和壳体34之间密封，如此防止绝缘液体38流出或外部液体进入。因为壳体34内外的压力基本相等，所以连接器40可以为用于低压力差的连接器。在一个实施例中，开关装置14可以包括其他元件或装置。
[0029]图5所示为另一个实施例的开关装置14的示意图。在本实施例中，开关主体30包括动触头48、静触头46和可移动的固体绝缘体50。在本实施例中，开关机构32连接于动触头48，来驱动动触头48靠近或远离静触头46运动，如此连接或断开动触头48和静触头46。静触头46静止。在另一个实施例中，开关主体30可包括两个动触头，其由开关机构32驱动相互靠近或远离运动。
[0030]固体绝缘体50可在触头46和48之间移动来绝缘隔离触头46和48。固体绝缘体50的介电强度为80kV/mm至120kV/mm。固体绝缘体50由绝缘材料制成。在一个实施例中，固体绝缘体50的材料包括聚丙稀、聚四氟乙稀、双环戊二稀、soIithane和娃中的至少一种。在另一个实施例中，固体绝缘体50可以包括其他的具有类似介电强度的固体绝缘材料。
[0031]在图5中，开关装置14处于断开状态。固体绝缘体50位于动触头48和静触头46之间来保证动触头48和静触头46之间的高的介电强度的绝缘隔离。开关机构32连接于固体绝缘体50来驱动固体绝缘体50运动。图6所示为开关装置14处于闭合状态。在一个实施例中，开关机构32移动固体绝缘体50远离动触头48和静触头46，且开关机构32移动动触头48接触静触头46，如此闭合开关装置14。
[0032]虽然结合特定的实施方式对本发明进行了说明，但本领域的技术人员可以理解，对本发明可以作出许多修改和变型。因此，要认识到，权利要求书的意图在于涵盖在本发明真正构思和范围内的所有这些修改和变型。
【主权项】
1.一种开关装置，其特征在于，所述开关装置包括: 开关主体，包括若干触头； 开关机构，连接于所述开关主体，且用来驱动所述触头的动作； 壳体，收容所述开关主体和所述开关机构，且所述壳体内用绝缘液体填满；及至少一个压力补偿器，其和所述壳体连通，且具有可变的体积来调节所述壳体内的压力使得壳体内的压力与所述壳体外部周围的压力平衡。2.如权利要求1所述的开关装置，其特征在于:所述开关装置包括可移动的固体绝缘体，其可在所述触头之间移动来绝缘隔离所述触头。3.如权利要求2所述的开关装置，其特征在于:所述固体绝缘体的介电强度为80kV/_至 120kV/mm。4.如权利要求2所述的开关装置，其特征在于:所述固体绝缘体的材料包括聚丙烯、聚四氟乙稀、双环戊二稀、soIithane和娃中的至少一种。5.如权利要求2所述的开关装置，其特征在于:所述开关机构连接于所述固体绝缘体来驱动所述固体绝缘体运动。6.如权利要求1所述的开关装置，其特征在于:所述绝缘液体的介电强度为lkV/mm至100kV/mmo7.如权利要求1所述的开关装置，其特征在于:所述绝缘液体包括矿物油、硅油、MIDEL合成脂绝缘油、有机脂和合成油中的至少一种。8.如权利要求1所述的开关装置，其特征在于:所述开关装置包括一个或多个连接器，所述连接器密封安装于所述壳体且电连接至所述开关主体。9.如权利要求1所述的开关装置，其特征在于:所述壳体包括圆柱形或球形的外轮廓。10.如权利要求1所述的开关装置，其特征在于:所述开关机构包括一个或多个耐压元件，所述耐压元件浸没于所述绝缘液体中。11.如权利要求1所述的开关装置，其特征在于:所述开关装置为直流开关装置，其具有至少5kV的工作电压。12.—种功率传递和分配系统，其特征在于，所述功率传递和分配系统包括: 主工作装置，用于水下环境中； 开关装置，连接于所述主工作装置且暴露于水下环境中，所述开关装置包括: 开关主体，包括若干触头； 开关机构，连接于所述开关主体，且用来驱动所述触头的动作； 壳体，收容所述开关主体和所述开关机构，且所述壳体内用绝缘液体填满；及至少一个压力补偿器，其和所述壳体连通，且具有可变的体积来调节所述壳体内的压力使得壳体内的压力与所述壳体外部周围的压力平衡；及断路器，连接于所述开关装置，用来断开电路。13.如权利要求12所述的功率传递和分配系统，其特征在于:所述开关装置包括可移动的固体绝缘体，其可在所述触头之间移动来绝缘隔离所述触头。14.如权利要求13所述的功率传递和分配系统，其特征在于:所述固体绝缘体的介电强度为 80kV/mm 至 120kV/mm。15.如权利要求13所述的功率传递和分配系统，其特征在于:所述固体绝缘体的材料包括聚丙稀、聚四氟乙稀、双环戊二稀、soIithane和娃中的至少一种。16.如权利要求13所述的功率传递和分配系统，其特征在于:所述开关机构连接于所述固体绝缘体来驱动所述固体绝缘体运动。17.如权利要求12所述的功率传递和分配系统，其特征在于:所述绝缘液体的介电强度为 lkV/mm 至 100kV/mm。18.如权利要求12所述的功率传递和分配系统，其特征在于:所述绝缘液体包括矿物油、硅油、MIDEL合成脂绝缘油、有机脂和合成油中的至少一种。19.如权利要求12所述的功率传递和分配系统，其特征在于:所述开关装置包括一个或多个连接器，所述连接器密封安装于所述壳体且电连接至所述开关主体。20.如权利要求12所述的功率传递和分配系统，其特征在于:所述开关装置为直流开关装置，其具有至少5kV的工作电压。
【专利摘要】本发明涉及开关装置及具有该开关装置的功率传递和分配系统，其中揭示的开关装置包括：开关主体，包括若干触头；开关机构，连接于所述开关主体，且用来驱动所述触头的动作；壳体，收容所述开关主体和所述开关机构，且所述壳体内用绝缘液体填满；及至少一个压力补偿器，其和所述壳体连通，且具有可变的体积来调节所述壳体内的压力使得壳体内的压力与所述壳体外部周围的压力平衡。本发明还揭示一种具有该开关装置的功率传递和分配系统。
【IPC分类】H01H9/04, H01H9/02
【公开号】CN105632804
【申请号】CN201410605171
【发明人】克里斯托夫·马丁·席勒, 毛赛君, 沈捷
【申请人】通用电气公司
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2014年10月31日
【公告号】CA2909462A1, EP3016123A1, US20160126032