作为高电压绝缘介质的氟化酮的制作方法

专利名称：作为高电压绝缘介质的氟化酮的制作方法
作为高电压绝缘介质的氟化酮本发明涉及一种用于中等电压、高电压或极高电压的切换装置，其中切换装置的至少一个经受电压的构件被封闭在罩壳中，并且该罩壳填充了填充介质或可用填充介质进行填充。在切换装置的至少一个操作状态下承受电压的所有构件都可被认为是经受电压的构件。然而，它们实际上不需要在切换装置的每种操作状态下都承受电压。依赖于其设置，例如，开关并不总是承受电压-虽然通过切换过程，其可转换至其中其承受电压的操作状态下。依赖于所使用的定义，中等电压、高电压或极高电压区域的界限可变化。根据一种主流的定义，中等电压区域从IkV延伸至52kV，并且高电压区域从52kV延伸至llOkV。根据另一定义，高电压区域更早地开始于50kV。比IlOkV更大的电压被指定为极高电压。因此， 用于中等电压、高电压或极高电压的切换装置可被认为是用于IkV以上电压的切换装置。在这些切换装置之中还包括用于中等电压、高电压或极高电压的开关装置和切换设备。许多这一类型的切换装置属于已知的现有技术。一种用于中等电压、高电压或极高电压的切换设备的典型事物是用于电压的开关，例如，诸如，其也用于中等电压、高电压或极高电压的开关装置中。这一类型的开关装置通过合适的切换而容许在不同的导线之间形成连接，并因而将例如能量供给各种用户，或者对特殊的传导路径的故障起反应，因为这些通过备选能量供给路径的选择进行桥接。用于中等电压、高电压或极高电压的切换装置通常必须满足与其可靠性和人身安全性相关的高的要求。例如，在用于中等电压、高电压或极高电压的开关中，例如功率开关、功率断开器、负载开关、电路断路器、负载断开器等等中，这些切换装置包括在切换过程期间发生在触点之间的电弧可快速熄灭或可防止它们发生的要求。为了满足这些要求，过去已经提出了多种解决方案。因而用于中等电压、高电压或极高电压的开关可被分配灭弧线圈，其具有熄灭开关电弧的任务。用于中等电压、高电压或极高电压的切换装置的类似的经受电压的构件可封闭在填充有填充介质的罩壳中。作为一个示例，这里应该指出，用于中等电压、高电压或极高电压的开关的触点通常被封闭在填充了填充介质的罩壳中。填充介质可具有快速熄灭发生的任何电弧的特性，即其可用作灭弧介质。用于中等电压、高电压或极高电压的开关装置的经受电压的构件，例如母线，可被封闭在一种罩壳中，其例如可被设计为开关装置的壳体中的独立的室或隔间。填充该罩壳所用的合适的填充介质可用作电绝缘介质，并且可将经受电压的构件与开关装置的其它构件隔离开。同等地，其可用作可能发生在开关装置中的任何故障电弧的灭弧介质。通过填充介质的电绝缘作用以及还通过填充介质的故障电弧灭弧作用两者，可增加开关装置的操作员的人身安全性。如果故障电弧在它们出现之后被快速熄灭，则可减少停机时间和维护需求。在用于中等电压、高电压或极高电压的切换装置的罩壳中还常常产生真空，而不是用填充介质进行填充。空气、油和“固态气体”，即只有在形成电弧时才转换成气态的材料，都可被指定为填充媒介(除了别的之外)。DE 598450A公开了一种电路断路器。这种电路断路器的断路器触点容纳在填充了油的容器中。从DE 641963A中，一种带金属包层的电气开关装置为已知现有技术，在这种开关装置中，例如功率开关和变压器的构件都容纳在填充了油作为绝缘流体的器皿中。然而，六氟化硫(SF6)也常常用作填充介质，其适合于既用作灭弧介质，而且也用作电绝缘介质。与空气相比，SF6在标准压力下提供了大约2. 5倍因子的更高的击穿抗性优点。这使得小的绝缘间距成为可能，并因而容许更紧凑的用于中等电压、高电压或极高电压的切换装置的设计。从DE 19519301A1中，一种用于金属-封闭的气体-绝缘的高电压开关装置的断路器为已知现有技术。这里，触销和相对的触点设置在壳体中，壳体填充了 SF6作为绝缘气体。DE 3215234C2描述了一种封闭的中等电压开关装置，其中开关闸刀设置在填充了绝缘气体的壳体中；可使闸刀进入三个切换位置。然而，从环境保护和尤其是气候保护的观点来看，SF6受到许多缺点的困扰。其全球变暖的潜力(GWP)，也被称为其CO2-当量，是22，800。因而Ikg SF6在100年的时间段内被认为刚好等同22，800kgC02的危害。此外，其大气寿命极高，达到3200年。因而例如在欧洲，SF6的处理和使用受到严格的规章控制。例如，必须监测SF6的库存和其消耗。
因此本发明的一个目的是提供一种用于中等电压、高电压或极高电压的切换装置，其由于良好的经受电压的构件的绝缘、任何可能发生的电弧的可靠灭弧以及良好的环境适应性而著称。这个目的通过一种用于中等电压、高电压或极高电压的切换装置来实现，其中切换装置的至少一个经受电压的构件被封闭在罩壳中，并且该罩壳填充了填充介质，填充介质包含至少一种来自氟化酮组的化合物，或者由其组成。此外，这个目的以如下方式实现即，通过使用至少一种来自氟化酮组的化合物作为填充介质的成分，或作为填充介质，以用于填充罩壳，在该罩壳中封闭了用于中等电压、高电压或极高电压的切换装置的至少一个经受电压的构件；以及还通过一种用于填充罩壳的方法，在该方法中利用包含至少一种来自氟化酮组的化合物或者由其组成的填充介质封闭了用于中等电压、高电压或极高电压的切换装置的至少一个经受电压的构件。这里，利用填充介质完成罩壳的填充并不是本发明的先决条件。实际上，本发明还包括这样的变体在这种变体中，填充介质的体积小于由罩壳界定的体积。具有通式R-C(O)-R'的部分氟化或全氟化酮可用作例如氟化酮，其中R和R'是部分氟化或全氟化取代基，其可以是相同的，或者可以是不同的，并且例如是氟化烷基。然而，R还可以代表线性或支链烷基。氟化烷基类似地可以是线性的或支链的。R例如可代表全氟化异丙基，并且R'代表三氟化甲基或五氟化乙基。仅仅作为部分氟化酮的一个示例，可列举具有上述通式的化合物，其中R代表线性或支链烷基、例如代表甲基，并且R'具有上面列举的涵义。仅仅举几个示例而言，来自氟化酮组的具体的化合物是CF3C(0)CF(CF3)2、CF3CF2C (0) CF (CF3) 2 > CH3C (0) CF2CF2H 和 CH3C (0) CF2CFHCF3。在EP 1261398中描述了这些氟化酮的制造。氟化酮可利用现有技术的方法来制造。例如，它们可通过如美国专利文献5，466，877 (Moore等人)中所述，在反应条件下利用全氟化酯与氟化物离子源的变换离解全氟化羧酸酯并且通过酯与至少一种引发剂的组合而制成，引发剂选自由气态非羟基化亲核试剂、液态非羟基化亲核试剂、以及至少一种非羟基化亲核试剂(气态、液体或固体)和至少一种溶剂的混合物组成的(试剂)组，溶剂相对于酰化剂是惰性的。氟化羧酸酯前体可通过与氟气的直接氟化而来源于相对应的无氟或部分氟化的烃酯，如在美国专利说明书5，399，718 (Costello 等人)中所述。氟化酮相对于羰基有a支链，其可像例如美国专利说明书3，185，734(Fawcett等人)和1962年美国化学学会期刊(J. Am. Chem. Soc.)第84卷第4285-88页中所述制造而成。这些支链氟化酮通过在不含水的环境中，在存在氟化物离子的情况下，在通常大约50-80°C的高温下将六氟丙烯添加至酰基卤化物中而最有利地制造而成。二甘醇二甲醚/氟化物离子混合物可进行再循环，以用于后续氟化酮的制备，例如以最大限度地减小在湿气下的暴露。如果使用这种反应方案，那么少量六氟丙烯二聚物和/或三聚物可作为副产物而存在于支链全氟化酮产物中。通过在延长的时间周期内，例如几小时内将六氟丙烯逐 步添加至酰基卤化物中，可最大限度地减小二聚物和/或三聚物的量。这些二聚物和/或三聚物污染通常可通过蒸馏而从全氟化酮中除去。在其中用于分馏的沸点彼此过于接近的情况下，通过在环境温度或高温下，优选在密封的器皿中利用碱金属高锰酸盐在合适的有机溶剂(诸如丙酮、醋酸或这些的混合物)中的混合物处理反应产物，可以氧化的方式有利地除去二聚物和/或三聚物污染。醋酸是用于此目的的一种优选溶剂；已经观测到醋酸不会倾向于使酮分解，而在某些情况下，如果使用丙酮的话则会检测到一定水平的分解。氧化反应优选在高温下执行，即室温以上，优选大约40°C或更高，以便加速反应。反应可在一定压力下执行，尤其是如果酮具有低的沸点时。反应优选伴随搅拌来执行，以便有助于二相的完全混合，它们可能不是完全可互溶的。如果在六氟丙烯加成反应中使用相对较挥发性的短链酰基卤化物(例如包含两个至大约五个碳原子的酰基卤化物)，那么在反应器中，在升高的反应温度下(例如在从大约50°C至大约80°C范围内的温度下)可能发生极大的压力累积。已经发现如果最初只是将一部分酰基卤化物进给材料(例如大约5% -30% )添加至反应器中，并且在延长的时间周期(例如I至24小时，部分地依赖于反应器的尺寸)内将酰基卤化物的剩余成分与六氟丙烯一起连续地或分小步(优选以等摩尔比)地进给，则可最大限度地减小这种压力累积。初始的酰基卤化物进给材料和后续将两种成分一起供给至反应器中，还用来最大限度地减小六氟丙烯二聚物和/或三聚物副产物的产生。酰基卤化物优选是酰基氟化物，并且可以是全氟化的(例如CF3C0F、C2F6C0F、C3F7C0F)、部分全氟化的(例如HCF2CF2COF)或非氟化的(例如C2H5COF)，其中，形成的酮产物是全氟化的或部分氟化的。全氟化酮还可包括如下成分该成分包含打断了全氟化分子部分中的主碳链的一种或多种非链形杂原子，诸如，例如氮原子、氧原子或硫原子。可以是线性的全氟化酮可根据美国专利说明书4，136，121 (Martini等人)的教导通过利用全氟化酰基氟化物对全氟化碳酸的碱金属盐的变换制造而成。这一类型的酮还可根据美国专利说明书5，998，671 (Van Der Puy)的教导通过在非质子溶剂中、在高温下利用全氟化酸酐对全氟化碳酸的盐的变换制造而成。填充介质可或者包含至少一种来自氟化酮组的化合物，或者其可由至少一种氟化酮组化合物组成。在第一种情况下，除了至少一种来自氟化酮组的化合物之外，并不属于氟化酮组的其它成分也是填充介质的成分。因此该至少一种来自氟化酮组的化合物本身也只是填充介质的一种成分。在第二种情况下，填充介质唯一包含一种或多种来自氟化酮组的化合物，因此不存在不属于氟化酮组的填充介质成分。本发明的实施例的示例性形式规定来自氟化酮组的化合物是来自C3-C15氟化酮组、尤其是C4-C8氟化酮组、优选C5-C7组的化合物。根据这一类型的实施例的形式，以及实施例的其它形式，可做出如下规定来自氟化酮组的化合物是来自全氟化酮组的化合物。这里，本发明实施例的一个示例规定化合物来自全氟化酮的组，其为CF3CF2C(O)CF(CF3)2，即十二氟-2-甲基戊-3-酮。这可尤其是有利的，因为这种化合物可从商业上在商标名Novec 1230下获得。因此不需要为了根据本发明的使用而特别制造它；相反其已经是可用的。到目前为止，CF3CF2C(O)CF(CF3)2已经用作现有技术的灭火介质。 以下内容中将在关于填充介质的具体条件下说明和描述来自氟化酮组的化合物的特性，以及根据本发明使用来自氟化酮组的化合物作为填充介质的成分，或作为填充介质，以用于填充罩壳而可能附带的可行的优点，用于中等电压、高电压或极高电压的切换装置的至少一个经受电压的构件被封闭在罩壳中，其中化合物来自氟化酮的组，其为CF3CF2C (0) CF (CF3)2O来自氟化酮组的化合物可由于相对良好的环境适应性而变得卓著，尤其是从气候保护的观点来看。例如，对于CF3CF2C(0)CF(CF3)2，CF3CF2C(0)CF(CF3)2的I. Ikg的全球变暖潜力(GWP)因而在100年的时间段内被认为等同刚好IkgCOdA破坏。其大气寿命只有5天(0.014年)，并因此例如比SF6小许多倍。其臭氧消耗潜力(ODP)是O。此外，来自氟化酮组的化合物可提供高的电绝缘能力的优点。由此，可由使用来自氟化酮组的化合物作为用于填充罩壳的填充介质的成分或作为填充介质而产生许多优点，用于中等电压、高电压或极高电压的切换装置的至少一个经受电压的构件被封闭在该罩壳中。 因而存在例如设计用于中等电压、高电压或极高电压的特别紧凑的切换装置的可能性，其不依赖于SF6的使用。用于中等电压、高电压或极高电压的开关和开关装置可作为示例而列举。如已经说明的那样，SFf^A放弃可以随之带来显著改进这一类型的切换装置的环境适应性的优点。另一方面，根据本发明，不必为了填充介质的填充而特别设计罩壳(用于中等电压、高电压或极高电压的切换装置的至少一个经受电压的构件被封闭在该罩壳中)，相反，其还可以是例如为了填充SF6作为填充介质而设计的罩壳，但其填充了根据本发明的填充介质。通过这种方式，可使迁移至根据本发明的填充介质的使用变得容易。此外，来自氟化酮组的化合物可适合于在用于中等电压、高电压或极高电压的切换装置中，在切换电弧或故障电弧出现之后快速地熄灭切换电弧或者还有故障电弧。通过这种方法，可增加这种切换装置的可靠性。此外，例如，其它灭弧装置，例如灭弧线圈的使用可能不是必要的。这则可能导致生产成本减少，并且同时可减少用于中等电压、高电压和极高电压的切换装置的空间要求。此外，通过使用来自氟化酮组的化合物作为填充介质的成分，或作为填充介质以用于填充罩壳(用于中等电压、高电压或极高电压的开关的至少一个经受电压的构件被封闭在该罩壳中)，还可降低对相关开关驱动器的要求。因而填充介质的灭弧特性例如可能造成特别快速的触点分离是多余的，其之前在用于中等电压、高电压或极高电压的开关断开期间是必须的。通过这种方法，可能随之产生利用更具成本效率且更紧凑的开关驱动器的可能性。填充介质因而可用于用作电绝缘介质和/或灭弧介质。为了列举仅一个其它可能的优点，用于中等电压、高电压或极高电压的切换装置可能特别适合于在极端气候条件下操作，其中切换装置的至少一个经受电压的构件被封闭在罩壳中，并且该罩壳填充了填充介质，填充介质包含至少一种来自氟化酮组的化合物，或者由其组成。然后还可将它们用于受气候控制的建筑物的外面。此外，这一类型的填充媒介在正常条件下可作为液体而存在。这可易于储存和运输。例如，CF3CF2C(O)CF(CF3)2的凝固点是_108°C。另一方面，CF3CF2C(O)CF(CF3)2的临界温度是+168. 7°C。因此在正常条件下，CF3CF2C(O)CF(CF3)2作为液体而存在。此外，包含至少一种来自氟化酮组的化合物或者由其组成的填充介质可具有其对健康很大程度上非常无害的优点。这提高了在利用填充介质工作时的安全水平-例如在根 据本发明的切换装置的生产、安装或维护期间，或者在其操作期间。例如，对于CF3CF2C (0)CF (CF3) 2，在很大程度上实现了对健康无害的特性。在向空气中的任何扩散之后情况也是如此。此外，包含至少一种来自氟化酮组的化合物，或者由其组成的填充介质可以是无味的，这使工作变得愉快。此外，包含至少一种来自氟化酮组的化合物或者由其组成的填充介质可具有低的粘性，这使得用填充介质填充罩壳-尤其是通过自动泵填充-容易。例如，CF3CF2C(O)CF(CF3)2 在 25°C时具有 3. 9xl(T8m2/s 的粘度。此外，包含至少一种来自氟化酮组的化合物或者由其组成的填充介质可以是无色的，并且可从与其发生接触的物体上扩散开来，而没有留下任何残余物。本发明的实施例的示例设想切换装置设计为用于中等电压的切换装置。使用来自氟化酮组的化合物作为填充介质的成分，或作为填充介质以用于填充罩壳(中等电压切换装置的至少一个经受电压的构件被封闭在该罩壳中)，可随之产生如下优点在中等电压的区域中，即在lkV-52kV的电压范围内，同较高电压的区域相比，根据本发明的填充介质可以特别高的几率熄灭电弧，并且可通过该填充介质以特别可靠的方式确保电绝缘作用。根据本发明的实施例的一种示例性形式，根据本发明的切换装置被设计为一种开关，其具有至少两个封闭在罩壳中的接触装置。接触装置可具有不同的设计。因而作为可通过开关触点而电连接起来的开关管的接触装置的构造作为可行的实施方案而言只是一对接触件，它们可直接电连接在一起。在这里说明的示例性的实施例形式中，如果通过将这两个接触装置布置在罩壳中而使接触装置直接被填充介质包围，则可能是有利的。填充介质然后可在向外的方向上隔离接触装置，换句话说，其可用作电绝缘介质。此外，其可快速地熄灭在接触装置的电隔离或连接期间可能发生的电弧，并因而可支撑开关的可靠操作，且因而还支撑其中安装了该开关的电气装置的可靠操作。此外，电弧的快速熄灭可有助于减少开关构件的磨损，并因而可增加其使用寿命。开关还可具有不止两个接触装置；其可以设计为例如一种具有封闭在罩壳中的三个接触装置的三位置开关。
本发明的实施例的另外的示例设想将切换装置设计为开关装置。在开关装置中通常存在大量的经受电压的构件；这些相对于其它部件必须是绝缘的。这些构件的示例包括母线、电缆连接器或开关。同样地，在开关装置中可能出现切换电弧或故障电弧；这些必须在其出现之后尽可能快地熄灭。填充介质可承担这些任务。这里，开关装置可能包括多个独立的罩壳，其在各种情况下都填充了填充介质，填充介质包含至少一种来自氟化酮组的化合物，或者由其组成。所有罩壳可填充有相同的填充介质，或者填充媒介可能不同。根据其它变体，开关装置的整个壳体可用填充介质进行填充，使得壳体形成了根据本发明的罩壳。根据本发明的实施例的示例性实例，用于中等电压、高电压或极高电压的切换装置被设计为开关装置，其包括至少一个设置在罩壳中的用于中等电压、高电压或极高电压的开关。因而设置在罩壳中的开关可通过罩壳中的填充介质而相对于开关装置的其它部件是电绝缘的。根据本发明的实施例的这个示例，既可以是开关装置的用于中等电压、高电压或极高电压的多个开关设置在罩壳中，也可以只是单个开关。同样地在开关装置中可包含不同的罩壳，在各个罩壳中设置了至少一个用于中等电压、高电压或极高电压的开关。根据本发明的填充介质可通过良好的电绝缘作用增加开关装置的操作可靠性，并且同时开启了特别紧凑的设计形式的可能性。因为根据本发明的填充介质可设计为具有强的灭弧作用，所以根据实施例的示例，可快速地熄灭发生在填充了填充介质的罩壳中的任何故障电弧。
这可有益于开关装置的操作可靠性，并且还可增加其使用寿命和减少维护要求。本发明的实施例的示例性形式设想用于中等电压、高电压或极高电压的切换装置被设计为开关装置，其包括至少一个设置在罩壳中的用于中等电压、高电压或极高电压的开关，其中这种开关本身则是一种用于中等电压、高电压或极高电压的切换装置。开关的至少两个接触装置被封闭在开关的罩壳中，其中罩壳填充了填充介质，该填充介质包含至少一种来自氟化酮组的化合物，或者由其组成。在本发明的实施例的示例中，用于中等电压、高电压或极高电压的开关装置因此可具有罩壳，其被设置为例如开关室，并填充了填充介质，该填充介质包含至少一种来自氟化酮组的化合物，或者由其组成。在这种罩壳中设置了至少一个用于中等电压、高电压或极高电压的开关，它的至少两个接触装置被封闭在另一罩壳中，该罩壳同样填充了包含至少一种来自氟化酮组的化合物或者由其组成的填充介质。这里，开关装置的罩壳-例如(诸如)开关室-的填充媒介和开关的接触装置的罩壳的填充媒介不需要一定具有相同的成分。可看出实施例的这些示例的一个优点为如下事实填充介质或填充媒介的特别良好的电绝缘作用和特别良好的灭弧作用可使其本身既在开关装置的罩壳中被感知(felt)，并且还在接触装置的罩壳中被感知。这样，包含至少一种来自氟化酮组的化合物或者由其组成的填充介质的优点可在两个方面利用，并因而可在特别显著的程度上表现其自身。本发明的实施例的其它示例性的形式包括将用于中等电压、高电压或极高电压的切换装置设计为开关装置的特征，这种开关装置包括至少一个设置在罩壳中的用于中等电压、高电压或极高电压的开关，其中设置在罩壳中的开关包括至少两个接触装置，它们被开关装置的罩壳的填充介质所包围。因此用于中等电压、高电压或极高电压的开关装置可具有罩壳，其被构造为例如开关室，并填充了填充介质，填充介质包含至少一种来自氟化酮组的化合物，或者由其组成。在这个罩壳中设置了至少一个用于中等电压、高电压或极高电压的开关。然而，同上面刚刚说明的实施例的示例相反，其至少两个接触装置没有被第二次封闭在由开关装置的罩壳所界定的区域中，因而没有被封闭在例如开关室中。因而开关装置的罩壳的填充介质还可包围设置在该罩壳中的开关的触点。因为包含至少一种来自氟化酮组的化合物或者由其组成的填充介质可同等地适合于在电弧出现之后非常快速地熄灭用于中等电压、高电压或极高电压的开关的切换电弧，并且还可有效地抵消故障电弧，并且同时可提供优良的电绝缘作用，所以可省去接触装置的任何单独的罩壳。通过这种方法可进一步减少用于开关装置的生产资源和空间要求。根据本发明的实施例的某些形式，开关装置可被设计为模组开关装置，其包含不止一个开关。尤其是如果开关的接触装置被封闭在具有填充介质的公共罩壳中(填充介质包含至少一种来自氟化酮组的化合物，或者由其组成)；例如如果接触装置还被开关装置的罩壳的填充介质所包围，则用于模组开关装置的特别紧凑的设计可以是可行的。本发明的实施例的示例设想切换装置的罩壳设有闭合元件，其可打开并可再次关闭。例如，闭合元件可以构造为一种瓣阀，其连接在罩壳上，并且具有锁定装置以及还有密 封装置的特征。如果切换装置例如作为用于中等电压、高电压或极高电压的开关装置而存在，则存在出于维护目的而通过闭合元件获得对封闭在开关装置的罩壳中的部件的接近的可能性。包含至少一种来自氟化酮组的化合物或者由其组成的填充介质在正常条件下可作为液体而存在。通过这种方法，在维护期间可从罩壳中释放出填充介质，并以简单的方式收集在容器中，并且在完成维护之后可将其重新填充到开关装置的罩壳中。因而，减少填充介质的消耗并因而还节省成本可变成是可行的。在以下内容中借助于三个附图
更详细地说明本发明。这里图I显示了根据本发明的实施例的第一示例的用于中等电压、高电压或极高电压的开关的不意图；图2显示了根据本发明的实施例的第二示例的中等电压开关装置的示意图，其包括根据本发明的实施例的第一示例的开关；图3显示了流程图，其显示了根据本发明的方法的顺序。图I显示了根据本发明的实施例的第一示例的用于中等电压、高电压或极高电压的开关100-也就是说用于中等电压、高电压或极高电压的切换装置的示意图。开关100包括两个接触装置，它们被设计为接触件101和102。这些被封闭在罩壳105中。通过连接件103和104可实现与它们的接触。连接件103和104通过陶瓷绝缘体106和107而向外伸出。仅仅列举一种另外的可能性，还可使用铸造树脂绝缘体。接触件101和连接件103构造为使它们可移动，从而可将接触件101和102连接在一起或电隔离开。为此，连接件103被引导穿过陶瓷绝缘体106的波纹管108包围。连接件103可与开关驱动器相连接。在开关100的罩壳105中，利用接触件101和102封闭了开关100的经受电压的构件，它们是连接件103和104的对应的部分。罩壳105填充了填充介质109，其由来自氟化酮组的化合物组成。本示例特征在于CF3CF2C(O)CF(CF3)2作为填充介质109 ;这是全氟化酮C-6。填充介质109由于其将开关100的经受电压的构件101-104与罩壳105和周围环境电隔离开的特性而著称。这里电绝缘作用有比较强的显著性，从而利用更小体积的填充介质即可承担工作。这容许开关100有紧凑的结构。此外，填充介质109具有快速熄灭在切换过程期间可能出现在接触件101和102之间的电弧的特性，就所关注的开关100的操作可靠性和使用寿命方面而言，这是有利的。同广泛使用的介质SF6相反，其是环境友好的。另外，其是无毒的，并因此可在无害的条件下进行处理。具有三个封闭在罩壳105中的接触装置的三位置开关可以相似的方式来构造。图2显示了根据本发明的实施例的第二示例的中等电压开关装置200的示意图，其包括根据本发明的实施例的第一示例的开关100。中等电压开关装置200通过隔壁201和壳体206而被划分成多个区域。为了清晰起见，这些隔壁中只有一些设有参考标号。开关装置200包括低电压区域NVR、母线区域SSR、电路断路器区域TSR、功率开关区域LSR和电缆连接区域KAR。隔壁201形成低电压区域NVR、母线区域SSR、电路断路器区域TSR、功率开关区域LSR和电缆连接区域KAR的罩壳。中等电压开关装置200的区域SSR、TSR和LSR的罩壳各设有闭合元件205，其可打开和再次关闭。功率开关区域LSR包含呈功率开关100形式的经受电压的构件。同样地，在电缆连接区域KAR中设置了呈连接部件202形式的经受电压的构件。母线区域SSR的母线203同样是经受电压的构件。区域TSR同样地包含呈断开器形式的经受电压的构件和接地开关400，接地开关400设计为一种三位置开关。因而经受电压的构件被封闭在由隔壁201和壳 体206所形成的区域LSR、KAR、SSR和TSR的罩壳中。具体地说，中等电压开关装置200包括呈功率开关100和电路断路器400形式的开关，其设置为用于中等电压，各自都在罩壳中。界定区域LSR、TSR和SSR边界的罩壳在各种情况下都填充了填充介质204，其由来自氟化酮组的化合物组成。在这个示例中，填充介质204在所有区域LSR、TSR和SSR中被选择为相同的CF3CF2C(O)CF(CF3)2。因而在生产中仅一种填充介质需要保持在库存中。罩壳通过合适的隔壁201和壳体206的设计而构造为使得填充介质不能逃离它们。然而，根据本发明，还可行的是以不同于用填充介质填充它的方式将母线区域SSR隔离开。因而，例如可使用固体，亦可使用空气。使用CF3CF2C (0) CF (CF3) 2作为填充介质204确保了经受电压的构件100，400和203的良好的绝缘性。同时填充介质适合于快速熄灭可能发生在区域LSR、TSR和SSR中的故障电弧；这可增加中等电压开关装置200的操作可靠性以及还有使用寿命。区域LSR、TSR和SSR的罩壳还确保了发生在这些区域的其中一个区域中的电弧不能侵入到其它区域中。同SF6相比，填充介质204对气候损害较小。功率开关100是根据与图I中所示的实施例的示例相对应的实施例的示例构造而成的。功率开关100因此代表根据本发明的切换装置，其特征在于其自身的罩壳。同时功率开关100被封闭在由隔壁201所形成的中等电压开关装置200的功率开关区域LSR的罩壳中，因此其本身同样地代表根据本发明的切换装置。这里，例如，中等电压开关装置200的罩壳的填充介质204，以及带功率开关100的接触装置101和102 (只显示于图I中)的罩壳105的填充介质109不需要一定具有相同成分。使用功率开关100作为中等电压开关装置200的组成部分提供了如下优点填充介质CF3CF2C (0) CF (CF3) 2的特别良好的电绝缘作用和特别良好的灭弧作用可使其本身既在中等电压开关装置200的功率开关区域LSR的罩壳中被感知，并且还在接触装置101，102的罩壳105中被感知，功率开关100本身是根据本发明的切换装置，中等电压开关装置200同样是根据本发明的切换装置。填充介质CF3CF2C(O)CF(CF3)2的优点然后可在两个方面利用，并因而可在特别显著的程度上表现自身。代替实施例的示例中所使用的功率开关100，还可使用其它功率开关，例如，诸如真空开关。备选地，还可行的是不单独封装所构造的功率开关的接触装置，使得功率开关的接触装置也被界定了中等电压开关装置200的功率开关区域LSR边界的隔壁201所形成的罩壳的填充介质204包围。因为填充介质204可适合于在切换电弧出现之后非常快地熄灭功率开关的切换电弧，同样地用于有效地抵消故障电弧，并且还用于提供优良的电绝缘，所以可省去接触装置的单独的罩壳。通过这种方法，可能能够进一步减少用于中等电压开关装置200的生产资源和空间要求。例如，中等电压开关装置200的功率开关区域LSR的罩壳的闭合元件205可打开和再次关闭，其构造为瓣阀，并且具有锁定装置(未显示)以及还有密封装置(未显示)的特征。闭合元件205容许出于维护目的而获得对功率开关100的接近。填充介质在正常条件下作为液体而存在。通过这种方法可在维护期间根据实施例的示例从罩壳释放填充介质204，以简单的方式收集在容器中，并且在完成维护之后可将其重新填充到罩壳中，罩壳界定了功率开关区域LSR的边界。因而减少填充介质204的消耗并因而也节省成本是可行的。图3显示了流程图，其以示例性的方式显示了根据本发明的方法的顺序。 步骤301是起点。步骤302包括用填充介质填充罩壳，用于中等电压、高电压或极高电压的切换装置的至少一个经受电压的构件被封闭在各个罩壳中。填充介质包含至少一种来自氟化酮组的化合物，或者由其组成。该方法终止于步骤303。
权利要求
1.一种用于中等电压、高电压或极高电压的切换装置(100，200)，其中 所述切换装置的至少一个经受电压的构件(101，102，103，104，100，202，203，400)被封闭在罩壳(105，201，206)中，并且所述罩壳(105，201，206)填充有填充介质(109，204)，其特征在于，所述填充介质(109，204)包括至少一种来自氟化酮组的化合物或者由其组成。
2.根据权利要求I所述的切换装置(100，200)， 其特征在于，所述来自氟化酮组的化合物是来自氟化酮C3-C15的组，尤其是来自氟化酮C4-C8，优选C5-C7的组的化合物。
3.根据权利要求I或2中的一项所述的切换装置(100，200)， 其特征在于，所述来自氟化酮组的化合物是来自全氟化酮组的化合物。
4.根据权利要求3所述的切换装置(100，200)，其特征在于，所述来自氟化酮组的化合物是 CF3CF2C (O) CF(CF3)20
5.根据权利要求1-4中的一项所述的切换装置(100，200)， 其特征在于，所述切换装置被设计为用于中等电压的切换装置(100，200)。
6.根据权利要求1-5中的一项所述的切换装置， 其特征在于，所述切换装置被设计为具有至少两个封闭在所述罩壳(105)中的接触装置(101,102)的开关(100)。
7.根据权利要求6所述的切换装置， 其特征在于，所述开关(100)被设计为具有三个封闭在所述罩壳(105)中的接触装置的三位置开关。
8.根据权利要求1-5中的一项所述的切换装置， 其特征在于，所述切换装置被设计为开关装置(200)。
9.根据权利要求8所述的开关装置(200)， 其特征在于，所述开关装置(200)包括至少一个设置在所述罩壳(201，206)中的用于中等电压、高电压或极高电压的开关(100，400)。
10.根据权利要求9所述的开关装置(200)， 其特征在于，设置在所述罩壳(201，206)中的所述开关(100)是根据权利要求6或7中的一项所述的开关。
11.根据权利要求9所述的开关装置(200)， 其特征在于，设置在所述罩壳(201，206)中的所述开关包括至少两个接触装置，它们被所述开关装置(200)的罩壳(201，206)的所述填充介质(204)所包围。
12.根据权利要求9-11中的一项所述的开关装置(200)， 其特征在于，所述开关装置(200)被设计为包含不止一个开关(100，400)的模组开关>J-U装直。
13.根据权利要求1-11中的一项所述的切换装置(100，200)， 其特征在于，所述罩壳(105，201，206)设有能够打开和再次关闭的闭合元件(205)。
14.至少一种来自氟化酮组的化合物用作填充介质(109，204)的成分或用作填充介质(109,204)来填充罩壳(105，201，206)的用途，用于中等电压、高电压或极高电压的切换装置(100，200)的至少一个经受电压的构件(101，102，103，104，100，202，203，400)被封闭在所述罩壳中。
15.根据权利要求14所述的来自氟化酮组的化合物用作填充介质(109，204)的成分或用作填充介质(109，204)的用途， 其特征在于，所述填充介质(109，204)用作电绝缘介质和/或灭弧介质。
16.一种方法，其特征在于利用包括至少一种来自氟化酮组的化合物或者由其组成的填充介质(109，204)填充罩壳(105，201，206)，用于中等电压、高电压或极高电压的切换装置(100，200)的至少一个经受电压的构件(101，102，103，104，100，202，203，400)被封闭在所述罩壳中。
全文摘要
本发明涉及一种用于中等电压、高电压或极高电压的切换装置(200)，其中切换装置的至少一个经受电压的构件(100，202，203，400)被封闭在罩壳(201，206)中，并且该罩壳(201，206)利用填充介质(204)进行填充。填充介质(204)包括至少一种来自氟化酮组的化合物，或者由其组成。
文档编号H02B13/055GK102742103SQ201080037265
公开日2012年10月17日 申请日期2010年6月14日 优先权日2009年6月17日
发明者P·格拉斯马歇 申请人:Abb技术有限公司