[发明专利]真空开关管和高压开关装置

说明书

本发明涉及一种真空开关管(2)，其包括‑具有至少一个环形的陶瓷的绝缘元件(4)的壳体(3)，该壳体构成真空室(6)，‑触点系统(8)，该触点系统具有两个相对于彼此可动布置的触点(9、10)。本发明的特征在于，设置具有两个电极(14)以及布置在电极(14)之间的介电材料(16)的电容元件(12)，其中电容元件(12)以形状配合的方式安设在绝缘元件(4)上，并且具有介于400pF至4000pF之间的电容。

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的真空开关管以及一种根据权利要求14的高压开关装置。

在高压或超高压输电网中，使用气体断路器或真空断路器来中断工作电流和故障电流。为了满足电压要求，尤其是在额定电压超过380kV的输电网中，断路器灭弧室串联连接，以符合标准规定的功率数据。为了避免这种串联电路中的单个断路器灭弧室的过载，需要控制分压。通常，电压分别以50％的比例分布在断路器灭弧室的各个部分上。为此，根据现有技术，控制元件与各个断路器灭弧室并联连接。这种控制元件通常是电容器或者串联连接的电容器和电阻器。这种控制元件需要附加的结构空间，并且在此必须绝缘地进行安设，这总体上导致高的技术投入并且因此导致高成本支出。

因此，本发明要解决的技术问题是，提供一种用于高压应用的真空开关管以及一种高压开关装置，该高压开关装置与现有技术相比用来提供控制元件的技术投入更低。

上述技术问题通过具有权利要求1的特征的真空开关管和具有权利要求14的特征的高压开关装置来解决。

根据权利要求1所述的根据本发明的真空开关管包括具有至少一个环形的陶瓷的绝缘元件的壳体，该壳体构成真空室。真空开关管还包括触点系统，该触点系统具有两个相对于彼此能移动(或者说可动)地布置的触点。真空开关管的特征在于，设置具有两个电极以及布置在电极之间的介电材料的电容元件，其中，该电容元件以形状配合的方式安设在绝缘元件上，并且具有介于400pF至4000pF之间的电容。

在此，根据本发明的真空开关管相对于现有技术具有以下优点：用于在各个断路器灭弧室之间分压的必要的控制元件集成在真空开关管中，更确切地说是集成在绝缘元件的表面上。这导致生产成本的节省，并且导致在提供真空开关管时较小的技术投入，并且避免了装配成本。

在本发明的实施方式中，除了电容元件，即电容器之外，还设置同样集成在至少一个绝缘元件中的电阻元件，即电阻器。这尤其可以应用于电阻元件的串联电路和电容元件的串联电路，以及这两个元件的串联电路。

在此，电容元件的介电材料以层的形式施加到绝缘元件的表面上。原则上，绝缘元件的内表面和外表面都适合于此，但是因为对内表面的材料释气性能有非常特殊的要求，所以电阻元件安设在外表面上的优点是，可以存在更多的材料选择，例如嵌入环氧树脂基体中的铁电材料。

电阻元件的电阻优选地具有介于100欧姆与1500欧姆之间或介于10⁸与10¹⁵欧姆之间的值。

在此，介电材料优选地作为层施加到绝缘元件的表面，并且该层具有5μm至150μm或1mm至5mm的厚度。在此，相关的电极相对于绝缘元件沿开关轴线的延伸布置在上端面和下端面上。在此适宜的是，电极集成在绝缘元件之间的焊接位置中。电极可以容易地安设在这些端面上，并且在电极之间，介电材料可以安设在绝缘元件的外表面上并且由此被接触。电极集成到焊接位置中是适宜的但不是必需的。焊接连接本身也可以用作电极。

替换地或附加地也适宜的是，电极以层或绕组形式布置在绝缘元件的外表面上，使得在绝缘元件的外表面上又以第二层或第二绕组布置介电材料，并且使得电极和介电材料以交替的层序列在绝缘材料的外表面上形成电容元件。

原则上，具有高介电常数的材料、特别是铁电材料适合作为介电材料，钛酸盐是特别合适的，在此钛酸钡是特别优选的。