[发明专利]用于高压电气设备的电阻器以及安装电阻器的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于高压电气设备的电阻器，尤其是用于连接到用于高压变压器的有载分接开关中的转换开关，其中转换开关和电阻器设置在装有变压器油的外壳中。在本文中，高压设备意指几十千伏直到例如800KV以及更高电压的设备。

本发明还涉及安装这种电阻器的方法。

背景技术

包括在分接开关中的转换开关通常用于与变压器连接，以支持在不同的电压等级分接。这伴随连接到转换开关的选择器而发生。当变压器的功率输出从一个电压等级变换到另一个电压等级时，这通过以下操作来实现：首先在将选择器连接到变压器绕组中对应于新电压等级的那个分接点，同时转换开关仍然从目前的电压等级馈电。因此在没有电流负载的情况下对选择器进行连接。当选择器连接到新电压等级的分接头时，在转换开关的辅助下进行转换操作，从而在变压器的新分接头获得输出电流。当变压器具有多个分接头时，转换通常只发生在电压彼此接近的两个分接头之间。如果应当需要调节至更远位置，则转换将逐级发生。这里所指的这类转换开关通常用于功率或配电变压器的控制。当然，本发明不限于这种应用，而是可以很好地用于对其它类型的输电或配电产品的控制，例如，电抗器，移相器，电容器等等。

转换开关的操作包括从一个电路到另一个电路的转换，伴有电弧的出现。为了避免污染绝缘介质，诸如转换开关通常浸入其中的油，以及为了降低开关触点的磨损，以前所知的就是在出现弧的地方对于这些转换操作采用真空开关。这样电触点磨损就只出现在真空开关中。从电学的观点来看，对于适当的过程，这种类型的转换开关配备有至少一个主支路和一个电阻支路。由于下述原因，对于在这种电阻支路中的电阻器具有严格要求。

在正常操作的情况下，有载分接开关中的电阻器连接很短的一段时间，例如20ms到50ms之间的一段时间。然而，在这段时间内，经过电阻器中的电阻元件的电流是相当大的。例如，可能达到安培数高达2000A，并且伴有4.5kV的阶跃电压。因此需要电阻线可以在短时间段内吸收以热的形式存在的大量能量，这是由于在短时间段的转换操作期间，热不能够发散到电阻器之外的任何更大范围，原因在于冷却基本上是在实际转换操作之后是通过油路来进行的。

因此，电阻器元件能够瞬时聚集的热量尤其取决于电阻器中电阻材料的量。标度容量的尺度(dimensioning capacity)的一个例子就是电阻材料的热吸收能力在80J/g和100J/g之间。电阻材料的例子是CuNi44。

在PCT公开文献WO 2006/004527和PCT专利申请WOSE2006/050552和WO SE2007/050187中具体描述了分接开关的操作模式。

分接开关的电阻器也是公知的，例如，GB 1483003和DE2220111。

本发明目的在于提供一种在容量、紧凑性、灵活性(模块设计)、被安装能力(capacity of being mounted)、和服务的可靠性方面得到改善的电阻器。

本发明的目的还在于提供成本有效的安装电阻器的方法。

发明内容

根据本发明的一方面，提供一种权利要求1前序部分中所述的那种电阻器，其设置框架以便封闭电阻器元件，其包括由螺旋缠绕的电阻线形成的弹簧元件。这样，电阻线的整个圆周由通道中的油包围，并且该导线的瞬时发热均匀出现，这是因为电阻线的整个表面直接与油接触。这与随后有效的冷却一起，有助于根据发明的电阻器的高容量，该电阻器在每个切换操作之后快速冷却下来。通过以弹簧元件的形式设计电阻器元件，可以得到进一步的优点：弹簧元件中电阻线的长度可以很大。在本发明所涉及的高电压上，电阻器顶部和外壳顶部之间的距离，即，通过油进行绝缘的距离，需足以确保必要的电绝缘。

过渡电阻构成了转换开关在垂直方向上的最高励磁点(energizedpoint)。根据本发明弹簧元件形式的电阻器元件的形状还提供了均匀的电场，其中防止了电场高度集中，因此本发明取消了对所谓的分离式屏蔽环的需要。

本发明的其他方面通过根据所附从属权利要求的实施方式进行描述。

根据一个实施方式，该电阻器针对每相包括一个电阻器模块，该框架提供有多个互相绝缘的、平行开口通道，所述通道设置成围绕由螺旋缠绕电阻线形成的弹簧元件，而且，在电阻器模块内，多个电阻器元件彼此上下堆叠，因而形成了完整的单元，其中电阻器元件中的每个通道与相邻电阻器中对应的通道一起形成基本开口的通道。这样得到了设计紧凑的电阻器模块和电阻器，这从若干观点来看均非常有利。此外，保持开口通道通过整个电阻器模块可以尤其通过“烟囱效应”(chimney effect)使得油通过通道进行有效的循环。