CN106128850A - 一种户外高压固封极柱或重合器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种户外高压固封极柱或重合器，包括固体绝缘壳体、上进线导体、电容器、真空灭弧室、下出线导体、过渡导电连接部和接地层，所述固体绝缘壳体内设有上进线导体、电容器、真空灭弧室、下出线导体、过渡导电连接部，所述接地层设在固体绝缘壳体的外表面上，所述真空灭弧室的上、下端分别设有上、下屏蔽环，在过渡导电连接部的下端设有一屏蔽环，在过渡导电连接部的一侧还设有温度传感器。本发明通过引入接地层、屏蔽环、温度传感器等设计，使所制得的户外高压固封极柱或重合器可以测量线路中的电流电压，保护设备，且受外部环境的影响较小，进而可提高整体的可靠性、稳定性和安全性等。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统中的电力设备领域，特别涉及用于配电线路的出线保护设备，或用在配电线路中部和重要分支线入口作为线路分段保护设备，尤其涉及一种可靠的户外高压固封极柱或重合器。
背景技术
现有户外高压真空断路器或重合器通常采用固封极柱结构，由于该产品通常使用于户外，受周围环境如空气压力、湿度、密度、灰尘等影响较大，因此通常需要较高的爬电距离要求，因此整体伞裙较多，整体较大。在某些环境恶劣的地区，紫外线或是酸碱特别强烈容易破坏环氧树脂的分子链，从而使材料受到破坏，导致产品失效。
固体绝缘技术是指把主要高压元器件通过APG（真空压力自动凝胶）等工艺将其浇铸在固体绝缘材料如环氧树脂中，利用固体绝缘材料相比空气具有较高的绝缘性能来保证产品的可靠性，随着技术的发展，目前通过在绝缘体表层喷涂金属等手段，使得表层能可靠接地，进一步使固体绝缘材料发挥出较高的绝缘性能。另外由于其外表面接地，运行中人体可触及，安全可靠。
专利（申请号201310751957，公开号103681095A，公开日期2014年3月26日）公开了一种户外高压固封极柱真空断路器或重合器，该真空断路器或重合器中的固封极柱内上部封装真空灭弧室，真空灭弧室的下开关触点经软连接与下出线端子板导电联接，该下开关触点与绝缘拉杆之间的导电杆穿过导电环座中心孔，与导电环座中心孔经导电表链导电连接。该产品整体较大，外部伞裙较多，所占用材料及使用空间较多，同时无法用来测量线路的电压、功率和电能，或者用来在线路发生故障时保护线路中的贵重设备，另外该产品中软连接等导电部位尖端较多，无法保证其整体的可靠性，同时由于其固体绝缘材料外部是由空气来绝缘的，因此受外部环境的影响较大。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种户外高压固封极柱或重合器，该固封极柱或重合器可以测量线路中的电流电压，保护设备，且受外部环境的影响较小，进而可提高整体的可靠性、稳定性和安全性等。
为达到上述目的，本发明所提出的技术方案为：一种户外高压固封极柱或重合器，包括固体绝缘壳体、上进线导体、电容器、真空灭弧室、下出线导体、过渡导电连接部和接地层，所述固体绝缘壳体内设有上进线导体、电容器、真空灭弧室、下出线导体、过渡导电连接部，所述上进线导体和下出线导体的两侧均设有电容器；所述真空灭弧室的上端与上进线导体相连接，其下端与过渡导电连接部相连接，所述下出线导体与过渡导电连接部相连接；所述接地层设置在所述固体绝缘壳体的外表面上。
进一步的，还包括上屏蔽环和下屏蔽环，所述上屏蔽环设在真空灭弧室的上端，所述下屏蔽环设在真空灭弧室的下端。
进一步的，还包括过渡导电连接部屏蔽环，所述过渡导电连接部屏蔽环设在过渡导电连接部的下端。
进一步的，所述过渡导电连接部的一侧设有出线电流互感器，下出线导体的一端从出线电流互感器中穿过后与过渡导电连接部连接。
进一步的，所述上屏蔽环、下屏蔽环、过渡导电连接部屏蔽环采用导电材料制成，或采用热塑性材料如PA、PBT、PC等添加一定比例的碳纤维制成或是在其表面进行导电漆、金属喷涂，所述导电材料为铝或铜。
进一步的，所述接地层为产品表面导电层或半导电层，可以实现与地电位的可靠连接。该接地层可以在产品生产完后，通过表面喷砂处理后再采用金属喷涂或刷镀工艺来制成，也可以在产品制作时直接在模具表层刷凃。
进一步的，所述电容器为金属环电容器或陶瓷电容器。
进一步的，所述下出线导体中嵌入一温度传感器，所述温度传感器为感温光纤。
进一步的，所述出线电流互感器被包覆在导电或半导电框架中。
采用上述技术方案，本发明具有以下有益效果：
（1）通过在固体绝缘壳体外表面上设置接地层，可实现与地电位的可靠连接，同时使整体电场只分布在固体绝缘壳体中，产品的绝缘不受外部影响，因此不需要外部伞裙，可提高整体的可靠性；
（2）通过在固体绝缘壳体内设置上屏蔽环和下屏蔽环，两者之间构成内嵌屏蔽结构，形成距离较小屏蔽断口，发挥了固体绝缘材料高的击穿场强的优势，减少了户外开关易受环境影响需要特殊材料且需要较高的爬电距离要求；特别是在真空灭弧室中引入的优化屏蔽断口，使得真空灭弧室内的均压环的感应电压始终保持到产品整体耐压要求的40%到60%，真空灭弧室内部断口的场强分布更加均匀，解决了传统固体绝缘壳体中真空灭弧室击穿等耐压水平较低的问题，合理的内嵌屏蔽结构设计使得整个设备尺寸得以减小，设备更为紧凑，同时使设备具有更高的可靠性、稳定性和安全性；
（3）在进出线导体中设有电容器和电流互感器，可用于测量固封极柱中的电流、电压、功率等，另还可以在其中加入了温度传感器，例如感温光纤，可实现对产品温度的实时监控，避免温度过高对产品造成破坏，有利于设备的保护，可提高整体的可靠性、稳定性和安全性，是电器智能化的发展方向。
附图说明
图1为本发明的结构剖视示意图；
其中：1.固体绝缘壳体；2.上进线导体；3.电容器；4.真空灭弧室；401.上屏蔽环；402.下屏蔽环；5.下出线导体；6.过渡导电连接部；601. 过渡导电连接部屏蔽环；7.接地层；8.出线电流互感器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本发明做进一步说明。
如图1所示，一种户外高压固封极柱或重合器，包括固体绝缘壳体1、上进线导体2、电容器3、真空灭弧室4、下出线导体5、过渡导电连接部6和接地层7，所述固体绝缘壳体内设有上进线导体2、电容器3、真空灭弧室4、下出线导体5、过渡导电连接部6，所述上进线导体2和下出线导体5的两侧均设有电容器3；所述真空灭弧室4的上端与上进线导体2相连接，其下端与过渡导电连接部6相连接，所述下出线导体5与过渡导电连接部6相连接；所述接地层7设置在所述固体绝缘壳体1的外表面上。
固体绝缘壳体1通常由固体绝缘材料如环氧树脂加填料浇铸而成，也可以是其它新型的绝缘材料制成，固体绝缘壳体1外表皮接地。
进一步的，还包括上屏蔽环401和下屏蔽环402，所述上屏蔽环401设在真空灭弧室4的上端，所述下屏蔽环402设在真空灭弧室4的下端。由于接地层7的设置，整体电场分布只在固体绝缘壳体1中，产品的绝缘不受外部环境影响，因此不需要外部伞裙，但是绝缘壳体1内的电场发生急剧的变化，在目前产品的使用中经常会出现真空灭弧室4耐压及雷电冲击发生击穿，绝缘水平下降等问题。为提高整体的可靠性、稳定性和安全性，本发明通过细致的分析与设计，在真空灭弧室4上下端引入上屏蔽环401和下屏蔽环402，不仅屏蔽真空灭弧室4的尖端及三交点等，同时将断口引入到固体绝缘壳体1中，通过合理的布置保证真空灭弧室4中的屏蔽环电压始终保持在整体电压的40%到60%之间，使得真空灭弧室4的性能不受接地层7引入的影响，保证产品的电气性能。
进一步的，还包括过渡导电连接部屏蔽环601，所述过渡导电连接部屏蔽环601设在过渡导电连接部6的下端。在过渡导电连接部6中，同样由于接地层7的引入使得内部电场发生激变，导体尖端和内部气体间隙较小导致产品使用放电现象较为严重。在过渡导电连接部6的下端设一屏蔽环601，其可将过渡导电连接部6下端的高压引入到固体绝缘壳体1中，将其下端对地的断口引入到固体绝缘壳体1内部，使得产品内部不需要设置多余的伞裙，减少了外部环境对其的影响，可使得设备的可靠性、稳定性和安全性得到提高，同时生产脱模简单。
接地层7为产品表面导电或半导电层，其可以实现与地电位的可靠连接。该接地层7可在产品生产完后，通过在固体绝缘壳体1的表面喷砂处理后再采用金属喷涂或刷镀工艺来制成，也可以在产品制作时直接在模具表层刷凃来制成。
为了使高电位导体与上述屏蔽环能形成可靠的导电连接，进而提高整体的可靠性、稳定性和安全性，上述屏蔽环可由导电材料制成，导电材料通常采用铝或铜，也可采用其它金属，本发明不以此为限。为了避免变形和特殊形状的设计要求，也可以通过采用热塑性材料添加一定比例的碳纤维来制成，或在其表面进行导电漆、金属喷涂，以保证其性能和特殊形状要求，所述热塑性材料可为PA、PBT、PC等，也可为其它热塑性材料，本发明不以此为限。
为了测量固封极柱中的电流、电压、功率等性能，过渡导电连接部6的一侧设有出线电流互感器8，下出线导体5的一端从出线电流互感器8中穿过后与过渡导电连接部6连接。该出线电流互感器8在产品生产中为保证其位置和生产工艺的稳定性，可以采用导电或半导电的框架将电流互感器包覆其中，从而对其屏蔽，消除其与绝缘壳体结合后粘接不良的问题。
上述电容器3可采用金属环电容器，也可以采用陶瓷电容器，但不以此为限，通过该电容器3可用来测量固封极柱中的电压。
为了监控产品的温度，可以在下出线导体中嵌入一温度传感器，例如感温光纤，从而实现对产品温度的实时监控，避免温升过高对产品造成破坏，可提高设备的可靠性、稳定性和安全性。
本发明通过引入接地层、屏蔽环、温度传感器等设计，使所制得的户外高压固封极柱或重合器可以测量线路中的电流电压，保护设备，且受外部环境的影响较小，进而可提高整体的可靠性、稳定性和安全性等。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种户外高压固封极柱或重合器，其特征在于，包括固体绝缘壳体、上进线导体、电容器、真空灭弧室、下出线导体、过渡导电连接部和接地层，所述固体绝缘壳体内设有上进线导体、电容器、真空灭弧室、下出线导体、过渡导电连接部，所述上进线导体和下出线导体的两侧均设有电容器；所述真空灭弧室的上端与上进线导体相连接，其下端与过渡导电连接部相连接，所述下出线导体与过渡导电连接部相连接；所述接地层设置在所述固体绝缘壳体的外表面上。
2.如权利要求1所述的一种户外高压固封极柱或重合器，其特征在于，还包括上屏蔽环和下屏蔽环，所述上屏蔽环设在真空灭弧室的上端，所述下屏蔽环设在真空灭弧室的下端。
3.如权利要求1或2所述的一种户外高压固封极柱或重合器，其特征在于，还包括过渡导电连接部屏蔽环，所述过渡导电连接部屏蔽环设在过渡导电连接部的下端。
4.如权利要求1或2所述的一种户外高压固封极柱或重合器，其特征在于，所述过渡导电连接部的一侧设有出线电流互感器，下出线导体的一端从出线电流互感器中穿过后与过渡导电连接部连接。
5.如权利要求3所述的一种户外高压固封极柱或重合器，其特征在于，所述上屏蔽环、下屏蔽环、过渡导电连接部屏蔽环采用导电材料制成，或采用热塑性材料添加一定比例的碳纤维制成，或在其表面进行导电漆、金属喷涂，所述导电材料为铝或铜，所述热塑性材料为PA、PBT或PC。
6.如权利要求1或2所述的一种户外高压固封极柱或重合器，其特征在于，所述接地层为产品表面导电层或半导电层。
7.如权利要求1或2所述的一种户外高压固封极柱或重合器，其特征在于，所述电容器为金属环电容器或陶瓷电容器。
8.如权利要求1或2所述的一种户外高压固封极柱或重合器，其特征在于，所述下出线导体中嵌入一温度传感器，所述温度传感器为感温光纤。
9.如权利要求4所述的一种户外高压固封极柱或重合器，其特征在于，所述出线电流互感器被包覆在导电或半导电框架中。
10.如权利要求6所述的一种户外高压固封极柱或重合器，其特征在于，所述接地层在产品生产完后，通过表面喷砂处理后再采用金属喷涂或刷镀工艺来制成，或在产品制作时直接在模具表层刷凃。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20161116 |