[发明专利]高压开关站

说明书

本发明涉及权利要求1前序部分所限定类型的电力开关站，还涉及用于这种开关站的开关设备组件以及建造这种开关站的方法。

现有的高压开关站通常放在户外，占据大量空间。开关站现场安装并将设备连接起来。鉴于其尺寸的原因，在很多人眼里其外观丑陋，因此开关站一般不得不远离居住区和人们经常光顾的那些区域放置。所以常常远离市区。在很多情况下，导致了开关站定位的限制，这是所不期望的。除此之外，现场建造开关站费用相对昂贵。

在本发明申请中，高压的概念涉及72.5kV的电压电平，还可以更高，优选为145-420kV。

为了得到结构更为紧凑的开关站，现有技术是将开关设备密封地包围在密封气体容器中，设备被SF₆-气体所包围。气体使抗跳火性增加，因此减小了处于不同电压电平的设备之间所需的安全距离，从而结构更为紧凑。但是，将设备包围在这种气体容器中是非常昂贵的。被包围的气体也必须受到监视以防危险泄漏。这进一步增加了运营成本，并且没有完全消除气体容器对环境造成的威胁。

因此，这种类型的气体绝缘开关站很复杂，出现故障之后需要很长的维修时间，另外增加间格很麻烦，特别在长时间之后难以获得备用元件时。开关站的使用寿命大约为30年。

为了实现一种克服空气绝缘的户外或密封气体绝缘类缺点的开关站，现有技术将开关站包围在空气绝缘的建筑物中。

于是，DE-A-4139177公开了一种具有外部建筑物的开关站，电力设备收容在外部建筑物中。设备放置在允许相互安装在建筑物内的底盘上。

此外，FR-A-2566199公开了一种用于具有环绕设备的外壳的开关设备的元件，它是空气绝缘的。元件具有将其在两个方向上划分为一排排大量的室的隔板，在室中设有电力设备。FR-A-2530881公开了类似的开关站。

这些已公开的开关站一定程度上克服了最初所讨论的传统开关站的缺点。

但是，对于要想以紧凑、灵活及可靠的方式得到开关站，仍存在一些缺点。

鉴于此，本发明的目的是提供一种封闭的空气绝缘的开关站，这种开关站紧凑、灵活、可靠，此外允许合理安装和维修，为维修人员提供更高的安全性。

根据本发明的第一方面，这些目的可以通过具有权利要求1特征部分所述特定特征的权利要求1前序部分所述类型的高压开关站来实现，根据本发明的第二方面，通过具有权利要求15特征部分所述特定特征的权利要求15前序部分所述类型的开关设备组件来实现，根据本发明的第三方面，通过具有权利要求37特征部分所述特定特征的权利要求37前序部分所述类型的开关设备组件来实现。

由于用金属包装的元件构建开关站，每个元件为分立结构组件，每个这样的元件构成了一种保护外壳，因此灵活性很高。同时消除了对外围建筑物的需求。可以将元件连接起来设计组合成开关站以适应不同需要。避免了由于所有设备放置在具有隔断墙的一个单独外壳中而带来的必须保持特定布局的限制。

根据本发明的最佳实施例，金属外壳所形成的室有直接通往开关站内部的入口。因此便于保养和维修。不需要在开关站本身内部设置专用维修路径，从而使布局更加紧凑。

由于开关设备在金属外壳中所占范围更大或更小，大大减小了不同电势设备之间通常所需要的安全距离。在开关设备中，安全距离指的是高压和设备中进行保养或维修的那部分之间所需的最小空气距离。该距离包括在不出现跳火的情况下设备必须能够承受的电压所确定的距离，称为最低大气距离，还包括获得保养和维修安全系数的必要距离。当设备放在具有受控环境的接地外壳中时，可以减小最先提到的距离。如果在高压和处于维修或保养的设备之间有接地金属壁(外壳)，第二距离可以忽略。和处于户外的传统开关站中的设备的情况一样，外壳内部环境是空气本身，但与户外相比，在这种外壳内部可以通过完全不同的方式对环境进行控制，并且不受雨水影响。空气的压力、温度、颗粒数、湿度和起伏运动以及电极表面特性，所有这些都影响着电场相对均匀的电极气隙中的空气有多大的抗跳火性。正是在空气被包围起来时能增加这些参数的控制灵活性才允许接受更短的大气距离，从而使结构变得更加紧凑。瓷器的尺寸也可以具有更短的泄漏路径。这从财政方面和环境方面都有利于高压开关站在建筑区中的定位。

适当设计开关站以便每个单独的金属外壳包含与同一相有关的电气设备。