[发明专利]带有涡旋设备的气体绝缘低电压或中电压开关

说明书

一种气体绝缘低电压或中电压开关(1)，用于在1kV到52kV内的系统电压并且用于高达2000A的额定电流，其包括：第一触头(10)和第二触头(20)，其能够沿着开关的轴线(2)相对于彼此移动并且限定淬灭区域(3)，电弧在电流分断操作期间形成在该淬灭区域(3)中；以及灭弧系统(30)，其用于在电流分断操作期间熄灭电弧。灭弧系统(30)可以包括：加压系统(40)，其具有压气室；以及喷嘴系统(60)，其将加压系统(40)与淬灭区域(3)连接，该喷嘴系统(60)在其出口处具有喷嘴(68)，以用于在电流分断操作期间将所加压的淬灭气体吹到在淬灭区域(3)中形成的电弧上；以及涡旋设备(50)，其被配置为用于在电流分断操作期间在淬灭区域(3)上生成淬灭气体的亚音速涡旋流动，其中涡旋设备(50)被布置在喷嘴系统(60)的入口处。灭弧系统(30)还包括涡旋设备(50)，涡旋设备(50)被配置为用于在电流分断操作期间在淬灭区域(3)上生成淬灭气体的亚音速涡旋流动，其中涡旋设备(50)被布置在喷嘴系统(60)的入口处。

技术领域

本发明的各方面总体涉及具有灭弧能力的气体绝缘低电压开关或中电压开关，涉及具有这种负载断路开关的配电网、环网柜(Ring Main Unit)或二次配电气体绝缘开关设备，以及涉及使用负载断路开关来分断电流的方法。

背景技术

气体绝缘低电压开关或中电压开关用于多种设置，诸如用于配电网、环网柜或二次配电气体绝缘开关设备。当切换电流时，通过触头(插头和管道)彼此远离的相对移动来打开开关，由此电弧可能在分开的触头之间形成。为了熄灭这种电弧，一些类型的开关配备有灭弧系统。在一种类型的开关中，灭弧系统通过向电弧释放淬灭气体以冷却并最终熄灭电弧而进行操作。

通常，低成本和操作可靠性是低电压开关或中电压开关的两个主要因素。因此，通常期望针对开关的每个部分使用简单且性价比高的部件。具体地，使得能够以低成本驱动开关的设计通常会受到欢迎。

发明内容

本发明的目的是提供改进的气体绝缘低电压或中电压开关，其实现可靠的灭弧，同时仍然至少在某种程度上维持相对低的成本和紧凑的设计。

根据本发明的第一方面，提供了气体绝缘低电压或中电压开关，其用于在1kV到52kV内的系统电压并且用于高达2000A的额定电流。开关包括：第一触头和第二触头，其能够沿着开关的轴线相对于彼此移动并且限定淬灭区域，电弧在电流分断操作期间形成在该淬灭区域中；以及灭弧系统，其用于在电流分断操作期间熄灭电弧。灭弧系统包括涡旋设备，该涡旋设备被配置为用于在电流分断操作期间在淬灭区域上生成淬灭气体的亚音速涡旋流动。

接下来，我们描述开关的一些进一步优选(即，可选)方面。根据一方面，灭弧系统包括：加压系统，其具有加压室，该加压室用于在电流分断操作期间对淬灭气体进行加压，其中加压室是具有活塞的压气室，该活塞被布置为用于在电流分断操作期间压缩压气室内的淬灭气体，活塞和压气室的其余部分中的一个能够与第一灭弧触头部分或第二灭弧触头部分一起移动；以及喷嘴系统，其将加压系统与淬灭区域连接，该喷嘴系统在其出口处具有喷嘴，以用于在电流分断操作期间将所加压的淬灭气体吹到在淬灭区域中形成的电弧上。根据另一方面，涡旋设备布置在喷嘴系统的入口处。

根据一方面，灭弧系统是：加压系统(例如，压气系统)，其具有加压室，该加压室用于在电流分断操作期间将淬灭气体(其可以仅是加压绝缘气体)加压至淬灭压力p_quench；以及喷嘴系统，其用于将加压淬灭气体导向淬灭区域。淬灭压力p_quench被定义为在电流分断操作期间加压室内的最大(均匀)压力，并且优选地满足p₀<p_quench<1.8*p₀。在本文中，p₀是环境压力(总容积6内的背景压力(background pressure))。