CN109686513B - 一种gil及其支柱绝缘子组件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及气体绝缘金属封闭输电线路技术领域，具体涉及一种GIL及其支柱绝缘子组件，支柱绝缘子组件包括设有多个支柱的支柱绝缘子，各支柱中靠近支柱绝缘子轴线的一端相互固定、另一端设有用于连接微粒捕捉器的嵌件，嵌件上设有导向块安装座，所述导向块安装座中沿垂直于支柱绝缘子轴线的方向导向设置有用于顶撑在GIL的壳体内壁上的导向块，所述导向块上设有沿垂直于支柱绝缘子的轴线导向设置的接地电极，所述导向块的朝向嵌件的一侧设有导向块支撑弹簧，接地电极的朝向嵌件的一侧设有电极弹簧，所述导向块支撑弹簧设有两个以上，各导向块支撑弹簧沿支柱绝缘子的轴向排列或沿围绕支柱绝缘子的轴线的周向排列。
Description
技术领域
本发明涉及气体绝缘金属封闭输电线路技术领域，具体涉及一种GIL及其支柱绝缘子组件。
背景技术
气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)是一种采用气体绝缘且壳体与中心导体同轴布置的新型输电线路，中心导体通过支柱绝缘子支撑安装在壳体中，支柱绝缘子通常包括多个绕中心导体的轴线的周向依次布置的支柱，支柱的径向外端设置有嵌件，嵌件上设置有接地块以实现嵌件与壳体的等电位导通(即接地)，嵌件接地的有效性直接关系着输电系统的正常运行。根据目前的统计数据，GIL在运行过程中会出现放电的现象，主要原因就是支柱绝缘子的接地失效，而造成接地失效的原因在于：GIL在运行过程中，中心导体因热胀冷缩会发生轴向移动，中心导体带动嵌件发生移动，长期运行情况下，嵌件上的接地块会发生磨损，导致接地块与壳体内壁之间形成微小电容，从而使支柱绝缘子出现放电故障。
针对上述问题，授权公告号为CN203632160U的中国实用新型专利公开了一种气体绝缘金属封闭母线，其包括壳体、中心导体、支柱绝缘子、微粒捕捉器以及滚动装置，支柱绝缘子安装在壳体和中心导体之间。支柱绝缘子包括三个径向内端固定在一起的支柱，支柱的外端安装有嵌件，微粒捕捉器固定在嵌件上，滚动装置包括固定在其中一个支柱嵌件上的球头接触结构，还包括固定在另外两个支柱嵌件上的滚珠接触结构。中心导体在运行时会出现热胀冷缩而进行轴向移动，滚珠接触结构用来防止支柱绝缘子在随中心导体轴向移动时出现周向上的转动。球头接触结构用来保证嵌件与壳体之间的导电连通，其包括固定在支柱端部嵌件上的导向块安装座，导向块安装座中沿垂直于支柱绝缘子的轴线的方向导向安装有导向块，导向块外表面为与壳体的内壁形状适配的弧形，导向块中沿垂直于支柱绝缘子的轴线的方向导向安装有球头(即接地电极)，球头用来与壳体的内壁接触以实现导电接地。在导向块与嵌件之间设置有导向块支撑弹簧，在球头与嵌件之间设置有可导电的电极弹簧，导向块支撑弹簧可以保证导向块外端贴合于壳体内壁上，电极弹簧可以保证壳体与支柱绝缘子之间可以通过球头、电极弹簧和嵌件实现导电接地。
通过电极弹簧向球头施加弹性作用力，以保证球头与壳体内壁之间有足够大的顶压作用力，以此来保证嵌件和壳体之间的良好的电接触。导向块被导向块支撑弹簧径向外顶以实现对壳体内壁的贴合，使得导向块与导向块安装座之间存在配合间隙。由上述现有技术中文件的附图中可以看出，电极弹簧设置有两个，导向块支撑弹簧设置有一个，三个弹簧沿环绕支柱绝缘子的轴线排列，在实际使用时，当中心导体以及支柱绝缘子沿轴向移动时，由于导向块被单根导向块支撑弹簧支撑，会导致导向块在轴向上发生歪斜、滞后的现象，导致球头会随着发生歪斜，降低球头与壳体之间的顶压作用力甚至会导致球头与壳体之间脱离顶压，导致球头与壳体的接触状态发生变化而形成虚接，降低支柱绝缘子的接地可靠性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种支柱绝缘子组件，以解决现有技术中中心导体在热胀冷缩时导向块易出现歪斜而降低支柱绝缘子接地可靠性的技术问题；还提供一种GIL，以解决现有技术中中心导体在热胀冷缩时导向块易发生歪斜而降低支柱绝缘子的接地可靠性进而导致GIL易出现放电现象的技术问题。
为实现上述目的，本发明支柱绝缘子组件的技术方案是：一种支柱绝缘子组件，包括设有多个支柱的支柱绝缘子，各支柱中靠近支柱绝缘子轴线的一端相互固定、另一端设有用于连接微粒捕捉器的嵌件，嵌件上设有导向块安装座，所述导向块安装座中沿垂直于支柱绝缘子轴线的方向导向设置有用于顶撑在GIL的壳体内壁上的导向块，所述导向块上设有沿垂直于支柱绝缘子的轴线导向设置的接地电极，所述导向块的朝向嵌件的一侧设有导向块支撑弹簧，接地电极的朝向嵌件的一侧设有电极弹簧，所述导向块支撑弹簧设有两个以上，各导向块支撑弹簧沿支柱绝缘子的轴向排列或沿围绕支柱绝缘子的轴线的周向排列。
本发明的有益效果是：通过设置至少两个沿轴向排列的导向块支撑弹簧，在支柱绝缘子随中心导体的热胀冷缩而发生轴向移动时，导向块支撑弹簧能够对应进行压缩或扩张，在轴向上对导向块进行扶正，防止导向块出现较大歪斜，进而防止接地电极与壳体之间的顶压接触状态发生改变；当支柱绝缘子随中心导体的热胀冷缩而发生轴向转动时，通过周向间隔排列的至少两个导向块支撑弹簧，能够防止导向块出现周向较大歪斜。由上可知，本发明的支柱绝缘子组件能够提高支柱绝缘子的接地可靠性。
进一步地，所述电极弹簧设有两个以上，所述电极弹簧的排列方向垂直于导向块支撑弹簧的排列方向，且各电极弹簧和各导向块支撑弹簧交叉布置。各电极弹簧和各导向块支撑弹簧交叉布置，使得各弹簧的布局更加紧凑。
进一步地，所述导向块的朝向嵌件的一侧对应于各导向块支撑弹簧设有两个以上的盲孔，所述导向块支撑弹簧的相应端设于相应的盲孔中，所述导向块支撑弹簧的设于盲孔中的一端与盲孔的孔底之间设有垫片。设置盲孔的目的在于保证导向块支撑弹簧端部的稳定性，另外，设置垫片后，能够防止导向块支撑弹簧在导向块上形成压痕和磨损。
进一步地，所述电极弹簧的背离接地电极的一端由导向块中穿出并顶压于所述嵌件上，所述嵌件上设有供电极弹簧的相应端嵌入的定位槽。通过开设定位槽，能够保证电极弹簧的相应端部在使用时更加稳定。
进一步地，所述导向块安装座通过螺纹紧固件设于嵌件上。采用螺纹紧固件来安装导向块安装座的目的在于，避免焊接的方式导致导向块安装座产生应力变形，进而影响导向块的正常导向移动。
本发明GIL的技术方案是：一种GIL，包括壳体和中心导体，还包括支撑在壳体和中心导体之间的支柱绝缘子组件，支柱绝缘子组件包括设有多个支柱的支柱绝缘子，各支柱中靠近支柱绝缘子轴线的一端相互固定、另一端设有用于连接微粒捕捉器的嵌件，嵌件上设有导向块安装座，所述导向块安装座中沿垂直于支柱绝缘子轴线的方向导向设置有顶撑在壳体内壁上的导向块，所述导向块上设有沿垂直于支柱绝缘子的轴线导向设置的接地电极，所述导向块的朝向嵌件的一侧设有导向块支撑弹簧，接地电极的朝向嵌件的一侧设有电极弹簧，所述导向块支撑弹簧设有两个以上，各导向块支撑弹簧沿支柱绝缘子的轴向排列或沿围绕支柱绝缘子的轴线的周向排列。
本发明的有益效果是：通过设置至少两个沿轴向排列的导向块支撑弹簧，在支柱绝缘子随中心导体的热胀冷缩而发生轴向移动时，导向块支撑弹簧能够对应进行压缩或扩张，在轴向上对导向块进行扶正，防止导向块出现较大歪斜，进而防止接地电极与壳体之间的顶压接触状态发生改变；当支柱绝缘子随中心导体的热胀冷缩而发生轴向转动时，通过周向间隔排列的至少两个导向块支撑弹簧，能够防止导向块出现周向较大歪斜。由上可知，本发明的支柱绝缘子组件能够提高支柱绝缘子的接地可靠性，以此来避免GIL出现放电的现象。
进一步地，所述电极弹簧设有两个以上，所述电极弹簧的排列方向垂直于导向块支撑弹簧的排列方向，且各电极弹簧和各导向块支撑弹簧交叉布置。各电极弹簧和各导向块支撑弹簧交叉布置，使得各弹簧的布局更加紧凑。
进一步地，所述导向块的朝向嵌件的一侧对应于各导向块支撑弹簧设有两个以上的盲孔，所述导向块支撑弹簧的相应端设于相应的盲孔中，所述导向块支撑弹簧的设于盲孔中的一端与盲孔的孔底之间设有垫片。设置盲孔的目的在于保证导向块支撑弹簧端部的稳定性，另外，设置垫片后，能够防止导向块支撑弹簧在导向块上形成压痕和磨损。
进一步地，所述电极弹簧的背离接地电极的一端由导向块中穿出并顶压于所述嵌件上，所述嵌件上设有供电极弹簧的相应端嵌入的定位槽。通过开设定位槽，能够保证电极弹簧的相应端部在使用时更加稳定。
进一步地，所述导向块安装座通过螺纹紧固件设于嵌件上。采用螺纹紧固件来安装导向块安装座的目的在于，避免焊接的方式导致导向块安装座产生应力变形，进而影响导向块的正常导向移动。
附图说明
图1为本发明GIL实施例1中轴向截面示意图；
图2为本发明GIL实施例1中径向截面示意图；
图3为图1中接地装置处的放大图；
图4为图2中接地装置处的放大图；
图5为本发明GIL实施例2中接地装置处的轴向放大图；
图6为本发明GIL实施例2中接地装置处的径向放大图；
图7为图5和图6中导向块安装座的俯视图；
图8为图7中A-A截面的示意图；
附图标记说明：1-壳体；2-微粒捕捉器；3-支柱绝缘子；4-接地装置；5-支柱；6-中心导体；7-滑动装置；8-嵌件；9-导向块安装座；10-螺钉；11-导向块；12-导向块支撑弹簧；13-接地电极；14-电极弹簧；15-定位槽；16-波浪垫圈；17-螺钉；18-导向块安装座；19-电极弹簧；20-接地电极；21-壳体；22-导向块；23-嵌件；24-微粒捕捉器；25-垫片；26-导向块支撑弹簧；27-螺钉穿孔；28-电极弹簧穿孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
本发明的GIL的具体实施例1，如图1至图4所示，GIL包括壳体1和布置在壳体1中心轴线处的中心导体6，还包括支撑布置在壳体1和中心导体6之间的支柱绝缘子3，GIL还包括固定在支柱绝缘子3的外端处的微粒捕捉器2，微粒捕捉器2与壳体1之间间隔布置。
其中，壳体1、中心导体6、支柱绝缘子3和微粒捕捉器2的结构与现有技术中的一致，不再赘述。
如图1和图2所示，支柱绝缘子3包括绕壳体1的轴线周向均布的三个支柱5，其中两个支柱5与壳体1之间设置有滑动装置7，滑动装置7中包括滚轮，在中心导体6热胀冷缩时，滑动装置7与壳体1之间滚动摩擦，滑动装置7具体可以参考背景技术中的滚珠接触结构。在另外一个支柱5与壳体1之间设置有接地装置4，其结构具体如下。
如图3和图4所示，在支柱5的端部嵌装有嵌件8，嵌件8为导电嵌件。微粒捕捉器2固定安装在嵌件8的端部。接地装置4包括导向块安装座9，在嵌件8的径向外端开槽，导向块安装座9穿过微粒捕捉器2放置于嵌件8的开槽中，并通过螺钉10将导向块安装座9固定在嵌件8上，为了提高装配的可靠性，在螺钉10与嵌件8之间增设垫圈。由图3和4可以看出，在将导向块安装座9固定在嵌件8上后，导向块安装座9的外缘压装在微粒捕捉器2上。螺钉10构成了可以将导向块安装座9安装在嵌件8上的螺纹紧固件，其他实施例中，可以在嵌件中预埋螺柱，采用螺母将导向块安装座固定在嵌件上。采用螺纹紧固件固定导向块安装座的目的在于，防止焊接相连时导向块安装座9易变形进而影响导向块11的顺利动作。其他实施例中，螺纹紧固件的数量可以根据实际情况进行改变，具体安装位置也可以更改，比如仅在中心位置处设置一个。当然，在其他实施例中，若不考虑焊接应力的问题，可以采用焊接的方式固定导向块安装座。
如图3和图4所示，导向块安装座9中部开设有径向穿孔，径向穿孔中导向移动穿装有导向块11，本实施例中，导向块11由绝缘材质制成，导向块11的外侧面为与壳体1内壁形状适配的弧面。如图4所示，导向块11的朝向嵌件8的径向内侧面上开设有两个盲孔(图中未标记)，两个盲孔沿壳体1的轴向依次间隔布置，在盲孔的孔底与嵌件8之间弹性压装有导向块支撑弹簧12，导向块支撑弹簧12的一端嵌入盲孔中并顶压在盲孔的孔底，另一端顶压在嵌件8上。组装时，对导向块支撑弹簧12进行预压缩，使得导向块支撑弹簧12能够对导向块11施加径向朝外的作用力。为避免由于导向块支撑弹簧12的顶压而导致导向块11出现磨损和压痕，在盲孔的孔底处布置有垫片，对导向块11进行保护。当然，在其他实施例中，垫片也可以设置在导向块支撑弹簧的相应端端部，或者垫片与导向块支撑弹簧和导向块均无连接关系，仅被夹紧于两者之间即可。
如图3所示，在导向块11上开设有两个径向延伸的电极穿孔，两个电极穿孔沿围绕壳体1的轴线的周向排列，电极穿孔沿径向贯穿导向块11，在各电极穿孔中均导向移动穿装有接地电极13，接地电极13与嵌件8之间径向弹性压装有电极弹簧14，电极弹簧14的径向外端顶压在接地电极13上，径向内端穿出导向块安装座9并顶压在嵌件8上。为了对电极弹簧14的径向内端进行定位，在嵌件8上对应于每一个电极弹簧14的对应端部均开设有定位槽15，供电极弹簧14嵌入。本实施例中的电极弹簧14为由导电材质制成的弹簧。
由以上描述可知，本实施例中，两个电极弹簧14沿环绕壳体1的中心轴线的周向排列，两个导向块支撑弹簧12沿壳体1的中心轴线排列，两个电极弹簧14和两个导向块支撑弹簧12十字交叉布置。在中心导体6热胀冷缩轴向移动时，支柱绝缘子3以及接地装置4会随之发生轴向移动，两个导向块支撑弹簧12能够保证导向块11不会在轴向上发生较大的歪斜，而电极弹簧14的弹性力足以保证接地电极13与壳体1内壁之间的接触顶压力，保证接地电极13和壳体1之间的良好电接触。
本实施例中，两个电极弹簧14和两个导向块支撑弹簧12呈十字交叉布置，一方面能够防止导向块11出现轴向上的较大歪斜，保证接地电极13与壳体1之间的导电接触；另一方面，呈十字交叉布置也使各弹簧的布置更加紧凑。
本实施例是以两个导向块支撑弹簧12为例进行阐述的，其他实施例中，导向块支撑弹簧的数量可以根据实际情况进行增加。
本实施例中，两个导向块支撑弹簧12能够在导向块11轴向移动发生较大程度的歪斜时对导向块11进行扶正，其他实施例中，为了保证中心导体在热胀冷缩时导向块在周向上不会发生较大的歪斜，将至少两个导向块支撑弹簧沿周向进行排列。
本实施例中，为了保证导向块支撑弹簧12顶压的稳定性，在导向块11的内侧设置有盲孔供导向块支撑弹簧12嵌装在内，其他实施例中，可以将盲孔取消，使导向块支撑弹簧直接顶压在导向块的径向内侧面上即可。同样，若不考虑对导向块产生压痕和对导向块产生磨损，可以将垫片取消。
本实施例中，为了保证电极弹簧14顶压的稳定性，在嵌件上设置定位槽15，其他实施例中，可以将定位槽取消。
本发明GIL的具体实施例2，如图5至图8所示，与实施例1的不同之处在于接地装置。如图7和图8所示，本实施例中，接地装置中的导向块安装座18中于中间位置处开设有螺钉穿孔27，使用时，螺钉17穿过螺钉穿孔27并将导向块安装座18紧固装配在嵌件23和微粒捕捉器24上。
如图7和图8所示，在导向块安装座18上还开设有两个电极弹簧穿孔28，两个电极弹簧穿孔28沿周向间隔布置且对称布置在螺钉穿孔27的两侧。如图5和图6所示，两个电极弹簧19分别穿过电极弹簧穿孔28并顶压在嵌件23上，为了保证电极弹簧19能够与嵌件23紧密配合，在电极弹簧19与嵌件23之间设置有波浪垫圈16。在导向块安装座18内沿径向导向装配有导向块22，导向块22的结构与实施例1中的一致，导向块22中穿装有接地电极20，电极弹簧19朝接地电极20施加作用力以将接地电极20顶压在壳体21上。
在导向块安装座18和导向块22之间设置有导向块支撑弹簧26，能够将导向块22顶压在壳体21上，两个导向块支撑弹簧26轴向间隔布置，且导向块支撑弹簧26与导向块22之间设置有垫片25。
上述各实施例中，电极弹簧的径向内端均顶压在嵌件上。其他实施例中，采用导电材质制成导向块安装座，此时，可以将电极弹簧的径向内端顶压在导向块安装座上。
本发明的支柱绝缘子组件的具体实施例，支柱绝缘子组件包括支柱绝缘子和布置在支柱绝缘子上的接地装置，支柱绝缘子和接地装置的结构与上述实施例的一致，其内容不再赘述。
Claims (10)
1.一种支柱绝缘子组件，包括设有多个支柱的支柱绝缘子，各支柱靠近支柱绝缘子轴线的一端相互固定、另一端设有用于连接微粒捕捉器的嵌件，嵌件上设有导向块安装座，所述导向块安装座中沿垂直于支柱绝缘子轴线的方向导向设置有用于顶撑在GIL的壳体内壁上的导向块，所述导向块上设有沿垂直于支柱绝缘子的轴线导向设置的接地电极，所述导向块的朝向嵌件的一侧设有导向块支撑弹簧，接地电极的朝向嵌件的一侧设有电极弹簧，其特征在于：所述导向块支撑弹簧设有两个以上，各导向块支撑弹簧沿支柱绝缘子的轴向排列或沿围绕支柱绝缘子的轴线的周向排列。
2.根据权利要求1所述的支柱绝缘子组件，其特征在于：所述电极弹簧设有两个以上，所述电极弹簧的排列方向垂直于导向块支撑弹簧的排列方向，且各电极弹簧和各导向块支撑弹簧交叉布置。
3.根据权利要求1或2所述的支柱绝缘子组件，其特征在于：所述导向块的朝向嵌件的一侧对应于各导向块支撑弹簧设有两个以上的盲孔，所述导向块支撑弹簧的相应端设于相应的盲孔中，所述导向块支撑弹簧的设于盲孔中的一端与盲孔的孔底之间设有垫片。
4.根据权利要求1或2所述的支柱绝缘子组件，其特征在于：所述电极弹簧的背离接地电极的一端由导向块中穿出并顶压于所述嵌件上，所述嵌件上设有供电极弹簧的相应端嵌入的定位槽。
5.根据权利要求1或2所述的支柱绝缘子组件，其特征在于：所述导向块安装座通过螺纹紧固件设于嵌件上。
6.一种GIL，包括壳体和中心导体，还包括支撑在壳体和中心导体之间的支柱绝缘子组件，支柱绝缘子组件包括设有多个支柱的支柱绝缘子，各支柱靠近支柱绝缘子轴线的一端相互固定、另一端设有用于连接微粒捕捉器的嵌件，嵌件上设有导向块安装座，所述导向块安装座中沿垂直于支柱绝缘子轴线的方向导向设置有顶撑在壳体内壁上的导向块，所述导向块上设有沿垂直于支柱绝缘子的轴线导向设置的接地电极，所述导向块的朝向嵌件的一侧设有导向块支撑弹簧，接地电极的朝向嵌件的一侧设有电极弹簧，其特征在于：所述导向块支撑弹簧设有两个以上，各导向块支撑弹簧沿支柱绝缘子的轴向排列或沿围绕支柱绝缘子的轴线的周向排列。
7.根据权利要求6所述的GIL，其特征在于：所述电极弹簧设有两个以上，所述电极弹簧的排列方向垂直于导向块支撑弹簧的排列方向，且各电极弹簧和各导向块支撑弹簧交叉布置。
8.根据权利要求6或7所述的GIL，其特征在于：所述导向块的朝向嵌件的一侧对应于各导向块支撑弹簧设有两个以上的盲孔，所述导向块支撑弹簧的相应端设于相应的盲孔中，所述导向块支撑弹簧的设于盲孔中的一端与盲孔的孔底之间设有垫片。
9.根据权利要求6或7所述的GIL，其特征在于：所述电极弹簧的背离接地电极的一端由导向块中穿出并顶压于所述嵌件上，所述嵌件上设有供电极弹簧的相应端嵌入的定位槽。
10.根据权利要求6或7所述的GIL，其特征在于：所述导向块安装座通过螺纹紧固件设于嵌件上。
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