[发明专利]一种高压电设备

说明书

技术领域

本发明涉及电力设备，特别涉及一种能保证高压电器在低温下正常运行的高压电设备。

背景技术

目前应用于高压电网中的高压电器一般都采用内部充六氟化硫气体的设备，而六氟化硫气体在低温下存在液化的问题，从而导致电器设备无法运行，特别是在高寒地区或高原地区由于较低的温度更容易令高压电器发生故障，使整个电网的运行处于不稳定的状态。

现有针对这一问题一种比较常见的解决方法是：使用加热器对高压电器加温并外辅保温衣来维持高压电器的内部温度。此种解决方案仅能应用于罐式断路器，但由于每套加热器有近十千瓦的功率，全天投入运行，对一个有几十台断路器的电站来说是很大的电力消耗。如果考虑到整个变电站事故断电，为了电网稳定的需要，需要对这些加热器准备备用电源，几百千瓦的发电机也是一笔很大的投资，并且这种方法的适用性也比较局限。

而目前全球使用的另一种比较常见的方法是：用混合气体来解决六氟化硫的低温液化问题。由于断路器或气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)需要在系统中长期运行，混合气体的混合比例很难控制，(例如：初期为50％SF₆+50％N₂；运行若干年后，气体泄漏，补气时不能很好控制充气比例，就会使设备中实际的气体成分比例发生变化，从而影响电器设备的性能)，用户不愿接受混合气体电器产品。

因此，本发明要解决如何在既节省成本又保持高压电器使用性能的前提下保证高压电器在低温地区的正常运行以及维持整个电网的稳定性。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种高压电设备。

根据本发明的一个方面，提供一种高压电设备，包括一高压电器，所述高压电器具有一最低工作温度，当所述高压电器的温度低于所述最低工作温度时，所述高压电器停止工作，其特征在于，所述高压电器由导热材料构成，所述高压电设备还包括附着于所述高压电器的外壳表面的相变材料，所述相变材料具有一相变温度，所述相变温度高于所述最低工作温度，当所述相变材料被热源加热至高于所述相变温度时，所述相变材料发生相变并吸收贮存热量，当所述相变材料冷却至低于所述相变温度时，所述相变材料发生相变、放热并将热传递给所述高压电器，以保持所述高压电器的温度始终高于所述最低工作温度。

优选地，所述相变材料为固-固相变材料，其包敷于所述高压电器的整个外表面，通过所述相变材料与所述高压电器之间的热传导的方式进行热量传递。

优选地，所述相变材料为固-液相变材料和/或固-固相变材料，所述相变材料外具有由导热材料构成的包裹层，所述相变材料放出的热通过包裹层传递给所述高压电器。

优选地，所述相变材料的相变温度接近所述高压电器的最低工作温度；或者，所述相变材料在储热后和储热前体积变化率在10％以内。

优选地，在同一环境温度下，所述相变温度和所述高压电器的最低工作温度之间的温度差与所述相变材料的厚度呈正比。

优选地，所述高压电器的最低工作温度为-25℃，所述相变材料的相变温度为-12℃，在-30℃的环境温度下，每毫米厚度的外壳需要包裹所述相变材料的平均厚度至少为33.3mm。

优选地，所述高压电器的最低工作温度为-25℃，所述相变材料的相变温度为-20℃，在-30℃的环境温度下，每毫米厚度的外壳需要包裹所述相变材料的平均厚度至少为1.85mm。

优选地，所述高压电设备为内部充有六氟化硫气体的设备、电气控制柜、中低压开关柜以及操作机构箱等设备中的任一种

优选地，所述相变材料由如下材料中的任一种或任多种制成：石蜡、石墨、醋酸、以及氯化钙

优选地，所述热源为所述高压电器运行产热、太阳能、或外界加热设备。

本发明通过在高压电器设备外壳上敷上一层太阳能相变材料，此种相变材料可以在设定的温度下由吸热变为放热。放出的热量加热电器设备本身，使高压电器设备整体温度提高，高于内部所充六氟化硫的液化温度，从而保证高压电器设备的安全运行。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1示出根据本发明的第一实施例的高压电设备的内部结构图；以及

图2示出根据本发明的第二实施例的高压电设备的结构示意图。

具体实施方式