环保型户外交流高压全封闭组合电器的制作方法

专利名称：环保型户外交流高压全封闭组合电器的制作方法
技术领域：
本发明涉及高压电器技术领域，确切地说它是一种环保型户外交流高压 全封闭组合电器。
背景技术：
高压组合电器及高压断路器是高压电器中常用的电器。目前，国内外电 网所使用的高压组合电器及高压断路器均充有O. 5Mpa左右的SF6气体，其 主要目的是灭弧及内绝缘，SF6气体具有优异的灭弧和绝缘性能，但是 SF6气体是一种强温室效应气体在1997年通过的《京都议定书》中所指 出的6种温室效应气体中，SF6气体是温室效应最强的一种，它的地球温 暖化系数是C02的23900倍，它在大气中的寿命是3200年，因此限制使用 SF6气体是一种必然趋势。世界上SF6气体主要应用于开关设备及输变电 设备中，因此《京都议定书》对SF6气体的限制使用给广大高压开关领域 的技术人员提出了新的课题。综上所述我们先在126kV电压等级研制不使 用SF6气体绝缘的HGIS，再逐步向更高电压领域迈进。为电网开发一种没 有任何污染环境的环保设备。由于SF6气体具有强的温室效应，真空断路 器由中压等级向更高电压等级方向发展成为一种趋势。真空断路器目前在 12kV—40. 5kV的中压设备领域占有优势地位。向高电压领域开发环保型高 压变电设备势在必行。目前日本在高压真空灭弧室方面领先其它国家，日本AE POWER公司 己研制成功168kV的双断口罐式断路器及145kV单断口敞开式真空断路器 (充0. 15MpaSF6气体绝缘)。法国施耐得也取得了突破进展，研发成功 72. 5kV多悬浮屏蔽罩真空灭弧室。日本日立公司开发了采用真空断路器的 72. 5kV干燥空气绝缘成套开关装置并与2005年投入运行。电力系统使用的气体绝缘金属封闭开关设备是充SF6的(GIS )。 20 世纪90年代后期，世界上出现了一种紧凑型组合式高压开关设备。这种 设备综合了敞开式和封闭式开关设备的优势。它将高压元件高度集成，使 之高压开关设备更加紧凑。目前多数人称其为HGIS ，这与敞开式开关设 备相比，大大节省了占地面积，又比GIS设备，节省了费用。欧洲当时正 处于20世纪50年代和60年代老变电站改造期间，用此设备可节省费 用和减少占地面积。因此，欧洲几大公司竟相开发此种产品。包括ABB的 PASS型、三菱的MITS型、西门子的HIS型、Alstom的GIM型等。随 着HGIS设备使用的升温，我国高压开关制造厂家也应更多关注这种设备， 以满足电力部门要求缩小占地面积又节省投资的要求。近年推广使用HGIS更适合中国国情，能给使用维护带来更多的方便 和实惠。HGIS推动组合电器的技术进步迈上新台阶。但它致命的缺点是 继续使用SF6气体。解决SF6气体灭弧和绝缘问题是目前的一项重要课题。用真空灭弧室灭孤，用环保绝缘气体绝缘是我们的想法，也是世界上其它国家研发的基本措施。

发明内容
本发明的目的是用环保绝缘气体替代SF6气体，选用真空灭弧室解决 了灭弧用SF6气体产生的有毒低氟化合物的问题，用环保绝缘气体解决内 绝缘问题。另外开发不使用SF6气体及瓷质绝缘材料的高压组合电器是我 们的研制方向之一。我们的起点为126kV电压领域，灭弧室采用《东芝》 生产的84KV真空灭弧室并采用双断口，每个断口配CT-1型高压电容器均 压，内绝缘采用环保绝缘气体，绝缘套管采用硅橡胶复合绝缘套管，操动 机构采用弹簧操动机构，选择三功位隔离开关及光电电流互感器。本发明的技术方案如下，它由支架、真空灭弧室、电流互感器、复合 绝缘套管、隔离开关机构、断路器机构、罐体和汇控箱组成，其特征在于 它釆用双断口型式的真空灭弧室灭弧，复合绝缘套管安装在灭弧室两侧， 下面安装三功位隔离开关，套管下部套装电磁式互感器或光电互感器，套 管及罐体内充有高纯氮气做内绝缘，真空灭弧室与罐体间采用高纯氮气体 做内绝缘。每个双断口型式的真空灭弧室的断口配均压电容器。三功位隔 离开关采用髙纯氮气体做内绝缘。所述的高纯氮气为0. 4-0. 8Mpa。本发明的有益效果是这样的配置满足了数字化变电所的需求，减少 了占地面积，缩短了安装时间，提高了设备的可靠性和安全性。用环保绝 缘气体解决内绝缘问题。避免了使用SF6气体，满足了《京都议定书》的 要求，减少了环境污染。采用环氧玻璃钢及硅橡胶制成套管，取代传统的 瓷质套管，减少了环境污染，达到了环保目的。


图1是本发明中环保型户外交流高压全封闭组合电器的结构示意图。 图2是图1的左视图。图3是本发明内部的电路连接图。
具体实施方式
本发明中的高电压真空断路器涉及高电压真空灭弧室与罐体间内绝缘、 人电流真空开断、额定电流与温升、机械特性、真空灭弧室外壳绝缘以及 容性电流开断、小感性电流开断等诸多现有技术领域。本发明的主要结构如下本发明的结构和目前的组合电器的区别是采用真空灭弧室，双断口型 式使其额定电压达到145kV或126kV，每相采用《日本东芝》生产的84KV真空灭弧室串联，每个灭弧室配均压电容，灭弧室与罐体间采用干燥空气 绝缘，断路器配弹簧操动机构。两侧套管采用复合绝缘套管，套管下外侧 可安装电磁式互感器或光电互感器，复合套管与罐体间可安装三功位的隔离开关，每台隔离开关均配电动机构。安装和使用均与现有技术相同。1、 这种结构型式相似目前电力市场的HGIS电器。目前72. 5kV以上设 备均采用SF6气体灭弧和内绝缘。我们若采用干燥空气绝缘，虽然在理论 上有依椐，目前在国内还没有先例。2、 真空灭弧室采用双断口，断口可釆用均压电容器，在真空灭弧领 域，国内实践中还无先例。3、 目前各国生产的HGIS电器，隔离开关的拐臂及相间传动均裸露在 大气中。长期运行在户外会产生锈蚀、润滑油干枯等现象，造成操作困 难。遇到冰冻外传动的连杆及拐臂会产生很大阻力，严重影响倒闸操作。 将隔离开关的传动拉杆拐臂封闭起来，需要一些特殊形状才能达到目的。 从目前的市场看还没有这种结构。可采用本发明人王若桕申请的发明专利 03110801. 6及200410050272. 9所公开的结构。1、 额定电压126/145kV2、 额定电流2000/2000A3、 额定频率50Hz4、 额定短路开断电流31.5/40kA5、 额定短时耐受电流31.5/40kA (3s)6、 关合电流80/100kA7、 l分钟工频耐受电压230/315kV8、 雷电中击耐受电压550/750kV9、 绝缘气体额定压力0.6MPa10、 额定重合闸操作循环分-0. 3s-合分-180s合分11、 配用操作机构断路器配弹簧机构，三工位隔离开关配电动机构 灭弧室采用真空灭弧，取消了目前大量使的SF6气体灭弧，彻底杜绝SF6的使用，达到了环保目的。真空灭弧室、三功位隔离开关及套管内与罐体间的内绝缘釆用0.4— 一O. 8Mpa纯氮气绝缘。
权利要求
1.环保型户外交流高压全封闭组合电器，它由支架(1)、真空灭弧室(2)、电流互感器(4)、复合绝缘套管(5)、隔离开关机构(6)、断路器机构(7)、罐体(8)和汇控箱(9)组成，其特征在于它采用双断口型式的真空灭弧室(2)灭弧，复合绝缘套管(5)安装在灭弧室(2)两侧，下面安装三功位隔离开关(3)，套管下部套装电磁式互感器或光电互感器(4)，套管及罐体内充有高纯氮气做内绝缘，真空灭弧室与罐体间采用高纯氮气体做内绝缘。
2. 根据权利要求1所述的环保型户外交流高压全封闭组合电器，其特 征在于每个双断口型式的真空灭弧室的断口配均压电容器。
3. 根据权利要求1所述的环保型户外交流高压全封闭组合电器，其 特征在于三功位隔离开关采用高纯氮气体做内绝缘。
4. 根据权利要求1所述的环保型户外交流高压全封闭组合电器，其 特征在于所述的高纯氮气为0. 4-0. 8Mpa。
全文摘要
本发明是一种环保型户外交流高压全封闭组合电器，它用环保绝缘气体替代SF₆气体，解决了灭弧用SF₆气体产生的有毒低氟化合物的问题，用环保绝缘气体解决内绝缘问题，它采用双断口型式的真空灭弧室灭弧，复合绝缘套管安装在灭弧室两侧，下面安装三功位隔离开关，套管下部套装电磁式互感器或光电互感器，套管及罐体内充有高纯氮气做内绝缘，真空灭弧室与罐体间采用高纯氮气体做内绝缘，每个双断口型式的真空灭弧室的断口配均压电容器，三功位隔离开关采用高纯氮气体做内绝缘，所述的高纯氮气为0.4-0.8MPa，这样的配置满足了数字化变电所的需求，减少了占地面积，缩短了安装时间，提高了设备的可靠性和安全性，特别是不使用SF₆气体，避免了环境污染。
文档编号H02B13/055GK101404392SQ20081001328
公开日2009年4月8日 申请日期2008年9月19日 优先权日2008年9月19日
发明者包红旗, 王若柏 申请人:铁岭市世纪电力设备有限公司;中电(北京)高压电力设备有限公司