[发明专利]容纳包括有机氟化合物的介电绝缘气体的设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据独立权利要求的前序部分的用于生成、分配和/或使用电能的设备，以及用于操作此类设备的方法。具体而言，用语电能的分配可广泛地包含任何电压水平的电能的传输或分配。

背景技术

处于液态或气态的介电绝缘介质常规地应用于各种设备中的电气构件的绝缘，如，例如，开关装置、气体绝缘分站(GIS)、气体绝缘线(GIL)，或变压器。

在中压或高压金属封装的开关装置中，例如，电气构件布置在气密性壳体中，该气密性壳体限定绝缘空间，所述绝缘空间包括绝缘气体，并且使壳体与电气构件分开，而不使电流穿过。为了中断高压开关装置中的电流，绝缘气体进一步作用为灭弧气体。

最近，提出了在绝缘气体中使用有机氟化合物。具体而言，WO-A-2010/142346公开了一种包括具有4到12个碳原子的单氟酮的介电绝缘介质。WO-A-2012/080222中公开了包括氢氟醚的介电绝缘介质。

两组化合物已经示为具有高绝缘能力，特别是高介电强度以及高灭弧能力。同时，它们具有非常低的全球变暖潜力(GWP)和非常低的毒性。这些特征的组合致使这些有机氟化合物高度适合替代SF₆(六氟化硫)，其通常用作介电绝缘介质，但其已知具有高GWP。

FR2965120公开了一种电路断路器，其包括介电绝缘气体并且包含单氟酮，该单氟酮部分为液体并且部分为气体，并且包括用于吸收在弧中的单氟酮的电离作用之后形成的分子种类的器件。

然而，特别是在例如开关操作期间，其伴有绝缘空间中的高温度上升，有机氟化合物可经受分解。分解产物的形成还可归因于局部放电，并且可特别是在绝缘空间中的湿气含量为高的时发生。所得的分解产物不容易再组合，因为对于SF₆的一些分解产物是可能的。这特别相关，因为有机氟化合物的一种分解产物为氟化氢(HF)，其为高度腐蚀的并且毒性极大。

为了提供设备的安全操作，有机氟化合物的分解产物因此将容易从绝缘空间除去。

分解产物的除去可理论上通过吸附剂来实现，分解产物吸附至该吸附剂并且永久地结合。

然而，特别是在使用高度极性的有机氟化合物如单氟酮时，吸附剂的存在可导致有机氟化合物的量减少，并且因此导致绝缘气体的绝缘和灭弧性能的降低。

发明内容

考虑到这些缺陷，因此本发明的问题在于提供一种使用介电绝缘气体的设备，该介电绝缘气体包括有机氟化合物，所述设备允许其绝缘空间保持基本上没有有害的分解产物，而不会不利地干扰绝缘气体的绝缘和灭弧性能。该问题通过根据独立权利要求的主题解决。优选实施例在从属权利要求中给出。

根据权利要求1，本发明涉及一种用于生成、分配或使用电能的设备。设备包括包围绝缘空间的壳体，以及布置在绝缘空间中的电气构件。绝缘空间容纳包括有机氟化合物A的介电绝缘气体。设备还包括布置成以便与绝缘气体接触的分子筛。

根据本发明，分子筛具有大于设备操作期间生成的有机氟化合物A的至少一种分解产物的分子大小的平均孔隙大小y，并且分子筛对有机氟化合物A的吸附能力和/或吸收能力低于对至少一种分解产物的。

本发明因此允许从绝缘空间选择性地除去(多个)分解产物，同时使有机氟化合物A未吸附和/或未吸收，并且因此使绝缘气体的绝缘和灭弧能力至少大致不受影响，或至少大致无不利影响。

用语吸附能力将包含任何吸附过程，如，物理吸附和/或化学吸附。物理吸附具体可由电介质的分子的大小与分子筛的孔隙大小之间的关系确定或影响。化学吸附具体可由电介质的分子与分子筛之间的化学的典型地相反的相互作用确定或影响。

如本发明的上下文中使用的用语壳体将宽泛地理解为任何至少大致闭合的系统。具体而言，该用语包含与彼此互连的多个室。更具体而言，壳体包含室，电气构件容纳在该室中，并且该室可与再循环系统互连，介电绝缘气体通过该再循环系统除去、处理(例如，清洁)和再引入到室中。壳体还包括室，电气构件容纳在该室中，并且该室可与预处理室互连用于在引入到室中之前预处理介电绝缘气体。

另外，用语布置成以便与绝缘气体接触将宽泛地理解，并且包含其中存在分子筛与绝缘气体的永久接触的实施例以及其中仅存在暂时接触的实施例两者。

用语分解产物涉及包括少于有机氟化合物A的原子的化合物，它们由该原子生成，并且因此在大多数情况下还具有大致小于有机氟化合物A的分子大小的分子大小。