CN106918766B - 一种模拟gis内壳体尖刺的装置 - Google Patents

一种模拟gis内壳体尖刺的装置 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供一种模拟GIS内壳体尖刺的装置,涉及高压电试验技术领域,解决现有技术中在研究壳体尖刺放电现象时,需要打开GIS壳体调整针电极伸入到GIS壳体内的长度所出现的试验的操作效率低以及试验结果可靠性差的问题。该装置包括:GIS壳体、位于GIS壳体内部的针电极,GIS壳体上设置有开口,开口处设置有与GIS壳体固定连接的法兰,法兰与法兰盖配合形成用于密封开口的密封结构,装置还包括:针电极夹座,针电极夹座的底端插入到法兰盖的第一通孔内,与针电极连接,针电极穿过针电极夹座底端的第二通孔内设置的密封垫伸入GIS壳体内,针电极夹座的顶端位于GIS壳体外部。

Description

一种模拟GIS内壳体尖刺的装置
技术领域
本发明涉及高压电试验技术领域,尤其涉及一种模拟GIS内壳体尖刺的装置。
背景技术
气体绝缘封闭组合电器(英文:GAS Insulated SWITCHGEAR,简称:GIS)内部充有一定压力的六氟化硫(简称:SF6)气体作为绝缘介质,具有良好的绝缘性能,被越来越广泛地用于电力系统中。由于SF6气体在电场均匀性较好时才具有较强的绝缘性能,因此工程中通常将GIS设计为同轴圆柱结构,保证内部为均匀电场。
然而,不良加工、机械破坏或组装时刮擦常引起金属尖刺,出现壳体尖刺绝缘缺陷,导致局部电场畸变,导致局部电场过高使得电场分布不均匀,使SF6气体得绝缘性能大大下降。当GIS运行过程中遭受过电压冲击时,常常由这类绝缘缺陷引发绝缘事故。因此,有必要设计一种能够真实模拟GIS内壳体尖刺的缺陷模型,以研究GIS内壳体尖刺放电的情况。现阶段研究GIS内壳体尖刺放电的缺陷模型均需要打开GIS壳体调节针电极伸入到GIS壳体内的长度。在研究壳体尖刺现象的过程中通常需要测量针电极伸入到GIS壳体内的不同长度时,GIS壳体的放电特性,若每次都打开壳体进行调整针电极伸入到GIS壳体内的长度,会使得试验的操作效率低,又因为实验需要严格的密封结构,经过多次的打开与关闭,出现部件磨损使得密封效果变差,从而导致试验结果的可靠性差。
发明内容
本发明的实施例提供一种模拟GIS内壳体尖刺的装置,解决现有技术中在研究壳体尖刺放电现象时,需要打开GIS壳体调整针电极伸入到GIS壳体内的长度所出现的试验的操作效率低以及试验结果可靠性差的问题。
为达到上述目的,本发明的实施例采用如下技术方案:
本发明实施例提供一种模拟GIS内壳体尖刺的装置,包括:GIS壳体、位于所述GIS壳体内部的针电极,所述GIS壳体上设置有开口,开口处设置有与所述GIS壳体固定连接的法兰,所述法兰与法兰盖配合形成用于密封所述开口的密封结构,所述装置还包括:针电极夹座,所述针电极夹座的底端插入到所述法兰盖的第一通孔内,与所述针电极连接,所述针电极穿过所述针电极夹座底端的第二通孔内设置的密封垫伸入所述GIS壳体内,所述针电极夹座的顶端位于所述GIS壳体外部。
可选的,所述法兰盖在所述第一通孔位置处和所述针电极夹座上设置有相互配合的第一限位件,以限定所述针电极夹座沿所述第一通孔移动的位置。
示例性的,所述第一通孔为螺纹孔,所述针电极夹座上设置有与所述螺纹孔相配合的螺纹,以形成所述第一限位件。
可选的,在所述法兰盖上的第一通孔的孔壁上设置有至少一个密封槽,所述密封槽内设置有密封圈,所述针电极夹座穿过所述密封圈,且与所述第一通孔密封连接。
示例性的,在所述法兰盖上的第一通孔的孔壁上设置两个密封槽,所述两个密封槽内均设置有密封圈,所述针电极夹座同时穿过两个密封圈,且与所述第一通孔密封连接。
可选的,所述针电极夹座为圆柱体,所述针电极夹座的顶端设置有调节槽,底端设置有与针电极配合连接的第二通孔,侧面开有顶丝孔,所述顶丝孔内设置有用于固定所述针电极的螺丝,所述针电极穿过设置在所述第二通孔内的密封垫伸入到GIS壳体。
可选的,所述法兰盖底面中心位置上设置有凸起,所述法兰盖底面的凸起伸入法兰,且与所述GIS壳体内壁平齐,所述针电极夹座底端伸入到所述第三通孔,与所述针电极连接,且所述针电极设置在第三通孔内的密封垫伸入GIS壳体内,其中:所述第三通孔穿过所述法兰盖底面的凸起,所述第三通孔的出口直径与针电极直径相等。
可选的,所述法兰的内侧边缘为圆弧状且表面光滑。
可选的,所述法兰盖与法兰的接触面间设置有密封垫。
可选的,所述GIS壳体的开口处具有凸起,所述凸起与所述法兰固定连接。
本发明实施例提供的模拟GIS内壳体尖刺的装置,包括:GIS壳体、位于GIS壳体内部的针电极,GIS壳体上设置有开口,开口处设置有与GIS壳体固定连接的法兰,法兰与法兰盖配合形成用于密封开口的密封结构,装置还包括:针电极夹座,针电极夹座的底端插入到法兰盖的第一通孔内,与针电极连接,针电极穿过针电极夹座底端的第二通孔内设置的密封垫伸入GIS壳体内,针电极夹座的顶端位于GIS壳体外部。相比于现有技术,本方案提供的模拟GIS内壳体尖刺的装置中针电极夹座的底端连接针电极,针电极夹座的顶端位于GIS壳体的外部,因此能够通过使用针电极夹座在GIS壳体外部来调整针电极伸入到GIS壳体内的长度,而无需打开GIS壳体。从而避免了现有技术中在研究壳体尖刺放电现象时,需要打开GIS壳体调整针电极伸入到GIS壳体内的长度所出现的试验的操作效率低以及试验结果可靠性差的问题的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种模拟GIS内壳体尖刺的装置的结构示意图;
图2为本发明实施例提供的另一种模拟GIS内壳体尖刺的装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
为了便于清楚描述本发明实施例的技术方案,在本发明的实施例中,采用了“第一”、“第二”等字样对功能或作用基本相同的相同项或相似项进行区分,本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定。
本发明实施例提供一种模拟GIS内壳体尖刺的装置,如图1给出的剖视图所示,该装置包括:GIS壳体1、可伸向GIS壳体内部的针电极5,GIS壳体1上设置有开口,开口处设置有与GIS壳体1固定连接的法兰2,法兰2与法兰盖3配合形成用于密封开口的密封结构,装置还包括:针电极夹座4,针电极夹座4的底端插入到法兰盖3的第一通孔内,与针电极5连接,针电极5穿过针电极底座4底端的第二通孔内设置的密封垫6伸入GIS壳体1内,针电极夹座4的顶端位于GIS壳体1外部。
示例性的,上述的图1中给出的是模拟GIS内壳体尖刺的装置的剖视图,在立体结构中,上述的GIS壳体1可以为平放的圆柱体,在该平放的圆柱体的中间位置有开口,开口处设置有与圆柱体固定连接的法兰3,该法兰3与法兰盖4配合形成用于密封开口的密封结构,该立体结构图中还包括:针电极夹座,该针电极夹座的底端插入到法兰盖上的第一通孔内,与针电极电极连接,该针电极穿过针电极夹座底端的第二通孔内设置的密封垫伸入GIS壳体内,该针电极夹座的顶端位于圆柱体外。将上述的立体结构从中间位置纵向剖开,并在纵向剖开的基础上进行横向抛开就可以得到上述图1中的剖视图。下面的内容均以图1给出的剖视图为例进行说明本发明的实施例。
示例性的,上述的GIS壳体可以采用550kV GIS标准设计,材料优选为铝,壳体的内径优选为450mm,厚度优选为8mm;上述的针电极的材料优选为不锈钢,针头磨制为半球状,针电极直径可在0.5mm至4mm之间选取,本发明实施例优选针电极直径为2mm;上述的针电极夹座材料优选为不锈钢,该针电极夹座可以为不锈钢棒,该不锈钢棒直径优选为20mm。
优选的,为了避免出现尖角放电,所导致GIS壳体内的电场不均匀的问题,需要将法兰2的内侧边缘进行圆角处理以及打磨处理,使得法兰2的内侧边缘为圆弧状且表面光滑。其中,上述的圆角的半径可优选为5mm。
可选的,为了保证GIS壳体内中的气体不泄露,在上述的法兰2和法兰盖3之间设置有密封圈。这样使得模拟GIS内悬浮电极的装置的密封性更好,不会出现漏气现象。
可选的,上述的法兰2和法兰盖3之间固定连接,可以通过胶装方式连接,也可以通过螺栓进行连接。示例性的,当上述的法兰2和法兰盖3间通过螺栓进行连接时,需要在法兰2和法兰盖3的边缘设置螺纹孔,通过螺栓与螺纹孔的配合,来固定法兰2和法兰盖3。
示例性的,上述的法兰、法兰盖直径优选为120mm。在上述的法兰和法兰盖的边缘设置的螺纹孔优选为M10,上述的螺纹孔的个数为6个,相应的螺栓的个数也为6个。上述的法兰、法兰盖的材料优选为铝,该法兰的直径优选为120mm。
示例性的,上述的GIS壳体的开口处具有凸起,该凸起与法兰固定连接,这样在制造工艺中,就无需将法兰与GIS壳体一体连接制造了,在使用了较长时间后,为了保证装置的密封性,也可以定期的更换法兰。
示例性的,上述的GIS壳体的开口处具有凸起,使得GIS壳体的开口为圆柱形开口,为了防止尖刺放电,需要对该圆柱形开口的边缘做圆角处理,该圆角半径为3mm。
示例性的,为了防止GIS壳体内气压过高使得针电极夹座脱离第一通孔,上述的法兰盖3在第一通孔位置处和针电极夹座4上设置有相互配合的第一限位件,以限定针电极夹座4沿第一通孔移动的位置。
可选的,上述的第一通孔为螺纹孔,针电极夹座4上设置有与螺纹孔相配合的螺纹,以形成第一限位件。使得针电极夹座4沿第一通孔上下移动,这样可以通过旋转针电极夹座4来进行调节针电极5伸入到GIS壳体内长度。
示例性的,基于上述的内容,在通过使用针电极夹座进行调节针电极伸入到GIS壳体内的长度时,为了保证针电极夹座移动时GIS壳体内的气密性,在上述的法兰盖3上的第一通孔的孔壁上设置有至少一个密封槽,该密封槽内设置有密封圈,该针电极夹座4穿过密封圈,且与第一通孔密封连接。
优选的,在上述的法兰盖3上的第一通孔的孔壁上设置两个密封槽,该两个密封槽内均设置有密封圈,该针电极夹座4同时穿过两个密封圈,且与第一通孔密封连接。
示例性的,针电极与针电极夹座可以通过上述的第二通孔固定连接,该固定连接的方式包括胶装连接和螺丝固定连接。对于螺丝固定连接的具体过程参照下面内容,而胶装连接的方式这里不再赘述,具体可以参照现有技术中的内容。
示例性的,上述的针电极夹座4为圆柱体,该针电极夹座4的顶端设置有调节孔,底端设置有与针电极5配合连接的第二通孔,侧面开有顶丝孔,该顶丝孔内设置有用于固定针电极5的螺丝,针电极5穿过设置在第二通孔内的密封垫伸入到GIS壳体1。
可选的,为了保证GIS壳体内的封闭性,在第二通孔内设置有密封垫,密封垫上开有圆形小口,该圆形小口直径与针电极直径相等,使得针电极穿过该圆形小口伸入到GIS壳体。
示例性的,基于上述的内容,为了提高可操作性,在上述的针电极夹座4的顶端设置有调节手柄,该调节手柄可以为方形,以固定手轮。该调节手柄的材料优选为铝,调节手柄长度可优选为30mm。
可选的,上述的针电极夹座4的顶端设置的调节槽可以为十字槽或梅花槽,这样方面操作人员通过相应的工具操作针电极夹座4来调节调节针电极伸入到GIS壳体内长度。优选的,该调节槽的深度可3mm。
可选的,上述的针电极夹座4的侧面的顶丝孔可以为螺纹孔,该螺纹孔内设置与用于固定针电极5的螺丝,且该螺丝与该螺纹孔匹配。
示例性的,为了保证GIS壳体内中的气体不泄露,可以在上述的法兰2的密封面设置密封槽,该密封槽用于放置密封圈。其中,该法兰2的密封面为法兰与法兰盖连接的面。
可选的,基于上述的内容,为了提高GIS的密封性,法兰盖3与法兰2的接触面间设置有密封垫。
示例性的,如图2所示,上述的法兰盖3的底面中心位置上设置有凸起7,该法兰盖3底面的凸起7伸入法兰1,且与GIS壳体1内壁平齐,针电极夹座4底端伸入到第三通孔,与针电极5连接,且针电极5穿过设置在第三通孔内的密封垫6伸入GIS壳体1内,其中:第三通孔穿过法兰盖1底面的凸起7,该第三通孔的出口直径与针电极5直径相等。上述的第三通孔的出口为靠近GIS壳体1侧的出口,即针电极5通过该第三通孔的出口侧伸入到GIS壳体1。上述的法兰盖3的底面中心位置上设置的凸起7可以与法兰盖一体成型制造,形成带有上下凸起的法兰盖。
示例性的,基于上述的图2中的结构,在该装置中针电极夹座4的底端设置的第三通孔中设置的密封垫6上开有圆形小口,该圆形小口直径与针电极直径相等,使得针电极穿过该圆形小口伸入到GIS壳体。
本发明实施例提供的模拟GIS内壳体尖刺的装置,包括:GIS壳体、位于GIS壳体内部的针电极,GIS壳体上设置有开口,开口处设置有与GIS壳体固定连接的法兰,法兰与法兰盖配合形成用于密封开口的密封结构,装置还包括:针电极夹座,针电极夹座的底端插入到法兰盖的第一通孔内,与针电极连接,针电极穿过针电极夹座底端的第二通孔内设置的密封垫伸入GIS壳体内,针电极夹座的顶端位于GIS壳体外部。相比于现有技术,本方案提供的模拟GIS内壳体尖刺的装置中针电极夹座的底端连接针电极,针电极夹座的顶端位于GIS壳体的外部,因此能够通过使用针电极夹座在GIS壳体外部来调整针电极伸入到GIS壳体内的长度,而无需打开GIS壳体。从而避免了现有技术中在研究壳体尖刺放电现象时,需要打开GIS壳体调整针电极伸入到GIS壳体内的长度所出现的试验的操作效率低以及试验结果可靠性差的问题的。
此外,通过使用针电极夹座从GIS壳体外部调节针电极伸入到GIS壳体内的长度,测量针电极伸入到GIS壳体内的不同长度时所对应的GIS壳体的局部放电特性和击穿特性,从而可以进一步的研究壳体尖刺的影响。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种模拟GIS内壳体尖刺的装置,包括:GIS壳体、位于所述GIS壳体内部的针电极,其特征在于,所述GIS壳体上设置有开口,开口处设置有与所述GIS壳体固定连接的法兰,所述法兰与法兰盖配合形成用于密封所述开口的密封结构,所述装置还包括:针电极夹座,所述针电极夹座的底端插入到所述法兰盖的第一通孔内,与所述针电极连接,所述针电极穿过所述针电极夹座底端的第二通孔内设置的密封垫伸入所述GIS壳体内,所述针电极夹座的顶端位于所述GIS壳体外部;
所述法兰盖底面中心位置上设置有凸起,所述法兰盖底面的凸起伸入法兰,且与所述GIS壳体内壁平齐,所述针电极夹座底端伸入到第三通孔,与所述针电极连接,且所述针电极穿过设置在第三通孔内的密封垫伸入GIS壳体内,其中:所述第三通孔穿过所述法兰盖底面的凸起,所述第三通孔的出口直径与针电极直径相等;
所述法兰盖在所述第一通孔位置处和所述针电极夹座上设置有相互配合的第一限位件,以限定所述针电极夹座沿所述第一通孔移动的位置;
所述针电极夹座为圆柱体,所述针电极夹座的顶端设置有调节槽,底端设置有与针电极配合连接的第二通孔,侧面开有顶丝孔,所述顶丝孔内设置有用于固定所述针电极的螺丝,所述针电极穿过设置在所述第二通孔内的密封垫伸入到GIS壳体。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述第一通孔为螺纹孔,所述针电极夹座上设置有与所述螺纹孔相配合的螺纹,以形成所述第一限位件。
3.根据权利要求1或2所述的装置,其特征在于,在所述法兰盖上的第一通孔的孔壁上设置有至少一个密封槽,所述密封槽内设置有密封圈,所述针电极夹座穿过所述密封圈,且与所述第一通孔密封连接。
4.根据权利要求3所述的装置,其特征在于,在所述法兰盖上的第一通孔的孔壁上设置两个密封槽,所述两个密封槽内均设置有密封圈,所述针电极夹座同时穿过两个密封圈,且与所述第一通孔密封连接。
5.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述法兰的内侧边缘为圆弧状且表面光滑。
6.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述法兰盖与法兰的接触面间设置有密封垫。
7.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述GIS壳体的开口处具有凸起,所述凸起与所述法兰固定连接。
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