CN115940004B - 一种基于相变储能的气体绝缘设备保温装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于相变储能的气体绝缘设备保温装置，涉及相变储能设备技术领域。其中，基于相变储能的气体绝缘设备保温装置包括保温袋、第一腔室、微胶囊、固定部件和挂件。将相变储能材料封装在微胶囊内，再将微胶囊填充到保温袋内进行封装。通过气阀对各第一腔室内进行抽真空后，将保温袋与位于固定部件上的挂件进行挂接。当外部环境温度高于其物象变化温度时，相变储能材料会吸收外界的热量且相变储能材料由固态变成液态；当外部温度低于其物象变化温度时，相变储能材料会从固态变成液态并在该过程释放出热量，实现对试验腔体的加热，保证气体绝缘组合电器设备正常运行。实现用环保气体作为气体绝缘组合电器设备填充气体进行保温。

Description

一种基于相变储能的气体绝缘设备保温装置

技术领域

本发明涉及相变储能设备技术领域，尤其涉及一种基于相变储能的气体绝缘设备保温装置。

背景技术

随着城市现代化的建设和工业的迅速发展，力行业的发展也是突飞猛进，因此对于电气设备和系统的可靠性、安全性的要求也越来越高。气体绝缘设备属于电气设备，其包括气体绝缘组合电器设备(简称为GIS)、气体绝缘输电线路(简称为GIL)、具有气室的断路器等。气体绝缘组合电器设备因其具有占地面积小、可靠性高、安全性好、受外界因素影响小、维护方便检修周期长等特点被广泛应用。目前GIS设备普遍使用SF₆作为绝缘气体，但是由于SF₆具有极强的温室效应，其温室效应潜值(GWP)达到CO₂的23500倍，根据全球大气实验计划对温室气体含量的监测显示，从1973年到2008年的35年间，大气中的SF₆的含量增加了一个数量级。基于上述的原因，使用环保气体替代SF₆作为绝缘气体成为GIS研究的一个重要方向。气体绝缘输电线路能够进行大功率、远距离输电，在城市变电站、离岸风电、地下输电、特高压输电、以及海上换流站等场合被广泛应用。

但是，现阶段很多环保气体的应用都有着弊端，其中关键的一点就是液化温度过高，使得其对铺设的环境要求过高，在低温环境下铺设时，往往需要使用伴热带等加热装置对其进行加热，但是伴热带的铺设成本过高，且并不便捷和不环保。所以，现有技术中缺乏使用清洁环保的方式实现对使用环保气体作为气体绝缘组合电器设备填充气体进行保温的设备。

为此，针对上述的技术问题还需进一步解决。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种基于相变储能的气体绝缘设备保温装置，以实现使用清洁环保的方式对使用环保气体作为气体绝缘组合电器设备填充气体进行保温。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供如下技术方案：

本发明第一方面提供一种基于相变储能的气体绝缘设备保温装置，包括：

保温袋，设置在试验腔体的外部；

第一腔室，均匀设置在所述保温袋内；

微胶囊，分别填充在所述第一腔室的内部并且所述微胶囊的内部封装有相变储能材料；

固定部件，设置在所述试验腔体的外部并且同时与法兰相连接；

挂件，设置在所述固定部件上并且与所述保温袋相挂接；

其中，各所述第一腔室的内部通过预留管相连通，所述预留管上设置有用于抽出所述第一腔室内部空气的气阀。

进一步地，位于每个所述第一腔室内的所述预留管上设置有凸起部。

进一步地，所述凸起部的内部设置有用于过滤空气的过滤网，各所述第一腔室内的气体穿过所述过滤网进入所述预留管后，通过所述气阀排出。

进一步地，位于每个所述第一腔室处的所述保温袋的端部设置有用于与所述挂件相挂接的挂接孔。

进一步地，所述固定部件包括：

第一固定件，与所述试验腔体的外部相连接；

第二固定件，与所述法兰相连接；

其中，所述第一固定件和所述第二固定件之间垂直连接。

进一步地，所述第二固定件上设置有用于供所述法兰的法兰螺丝穿过的通孔。

进一步地，所述气阀设置在所述预留管的顶部。

进一步地，所述第一腔室沿所述试验腔的轴向设置。

进一步地，所述相变储能材料包括：

第一复合材料，以石蜡作为基底，向石蜡中添加膨胀石墨；

第二复合材料，向所述第一复合材料中添加碳纳米管。

进一步地，所述保温袋的外表面设置有疏水层。

相较于现有技术，本发明第一方面提供的基于相变储能的气体绝缘设备保温装置，将相变储能材料封装在微胶囊内，再将微胶囊填充到保温袋内进行封装。通过气阀对各第一腔室内进行抽真空后，将保温袋与位于固定部件上的挂件进行挂接，从而使保温袋连接在试验腔体的外部并且对试验腔体内进行保温。当外部环境温度高于其物象变化温度时，相变储能材料会吸收外界的热量并且相变储能材料由固态变成液态；当外部温度低于其物象变化温度时，相变储能材料会从固态变成液态并且在该过程中会释放出热量，实现对试验腔体的加热，保证气体绝缘组合电器设备的正常运行。从而实现了使用清洁环保的方式对使用环保气体作为气体绝缘组合电器设备填充气体进行保温。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本发明示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本发明的若干实施方式，相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：

图1示意性地示出了基于相变储能的气体绝缘设备保温装置的正视剖视图；

图2示意性地示出了保温袋的剖视图；

图3示意性地示出了第一腔室的示意图；

图4示意性地示出了凸起部的局部放大图；

附图标号说明：

1、保温袋；11、气阀；12、挂接孔；

2、第一腔室；

3、微胶囊；

4、预留管；41、凸起部；42、过滤网；

5、第一固定件；51、挂件；

6、第二固定件；

7、法兰；71、法兰螺丝；

8、试验腔体。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。

需要注意的是，除非另有说明，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。术语“连接”、“相连”等术语应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本发明实施例提供了一种基于相变储能的气体绝缘设备保温装置，结合图1、图2和图3，包括保温袋1、第一腔室2、微胶囊3、固定部件和挂件51。保温袋1，设置在试验腔体8的外部。第一腔室2，均匀设置在保温袋1内。微胶囊3，分别填充在第一腔室2的内部并且微胶囊3的内部封装有相变储能材料。固定部件，设置在试验腔体8的外部并且同时与法兰7相连接。挂件51，设置在固定部件上并且与保温袋1相挂接。其中，各第一腔室2的内部通过预留管4相连通，预留管4上设置有用于抽出第一腔室2内部空气的气阀11。

具体地，将相变储能材料封装在微胶囊3内，再将微胶囊3填充到保温袋1内进行封装。通过气阀11对各第一腔室2内进行抽真空后，将保温袋1与位于固定部件上的挂件51进行挂接，从而使保温袋1连接在试验腔体8的外部并且对试验腔体8内进行保温。当外部环境温度高于其物象变化温度时，相变储能材料会吸收外界的热量并且相变储能材料由固态变成液态；当外部温度低于其物象变化温度时，相变储能材料会从固态变成液态并且在该过程中会释放出热量，实现对试验腔体8的加热，保证气体绝缘组合电器设备的正常运行。从而实现了使用清洁环保的方式对使用环保气体作为气体绝缘组合电器设备填充气体进行保温。

在具体实施例中，结合图3和图4，位于每个第一腔室2内的预留管4上设置有凸起部41。

具体地，凸起部41的内部为空心管，从而增加了凸起部41内部的面积并且便于在凸起部41内安装其它部件。

在具体实施例中，如图4所示，凸起部41的内部设置有用于防止将微胶囊3抽出的过滤网42，各第一腔室2内的气体穿过过滤网42进入预留管4后，通过气阀11排出。

具体地，过滤网42一方面将空气排出，同时将微胶囊3阻挡在各第一腔室2内。

气阀11可与抽真空设备相连接，从而在保温袋1进行封装后通过抽真空设备对各第一腔室2内进行抽真空。

在本发明中，将相变储能材料封装在微胶囊3内，采用微胶囊封装技术能够增大相变储能材料的比表面积，增大相变储能材料的导热系数。

将将微胶囊3填充到保温袋1内，对保温袋1进行封装，能够在确保密封性的同时提高的传热效率，增加了接触面积。

其中，保温袋1的材料为乙烯与氯乙烯的共聚物，其英文名称为ethylene vinylchloride copolymer，EVC。EVC具有良好的延展性，可以良好的贴合腔体外壁，增加热传递效率。

为了更简易和有效的实现将保温袋1与固定部件相连接，在具体实施例中，结合图3和图4，位于每个第一腔室2处的保温袋1的端部设置有用于与挂件51相挂接的挂接孔12。

更具体地，为了使挂接孔12更稳定地挂接在挂件51上，可在挂接孔12的边缘设置有金属件。

为了进一步地实现将保温袋1稳定的放置在试验腔体8的外部，在具体实施例中，如图1所示，固定部件包括第一固定件5和第二固定件6。第一固定件5，与试验腔体8的外部相连接。第二固定件6，与法兰7相连接。其中，第一固定件5和第二固定件6之间垂直连接。

为了更进一步地实现将固定部件与法兰7相连接，在具体实施例中，如图1所示，第二固定件6上设置有用于供法兰7的法兰螺丝71穿过的通孔。

为了在抽真空过程中更进一步地将位于各第一腔室2内的气体排出，在具体实施例中，结合图1和图3，气阀11设置在预留管4的顶部。

为了更进一步地在确定的空间内增加每个第一腔室2内的体积，从而有利于保温袋1更紧密的放置在试验腔体8的外表面，在具体实施例中，结合图1和图3，第一腔室2沿试验腔体8的轴向设置。

同时，保温袋1的内部设置多个第一腔室2，对相变储能材料的流动性进行限制，使试验腔体8可以均匀受热。

在具体实施例中，相变储能材料包括第一复合材料和第二复合材料。第一复合材料，以石蜡作为基底，向石蜡中添加膨胀石墨。第二复合材料，向第一复合材料中添加碳纳米管。

具体地，以石蜡作为基底，增强相变储能材料的热导率，缓解相变储能材料的泄露现象以及改善相变储能材料的光热转换效率。向石蜡中添加膨胀石墨，以提高其热导率。向第一复合材料中添加碳纳米管后形成相变储能材料，提高相变储能材料的光学吸收能力，提升光学性能。利用相变储能材料的物理特性为使用环保气体的气体绝缘组合电器设备加热保温，与现有技术中利用伴热带加热方式相比，更加清洁环保。

为了便于对保温袋1的外部进行清洁，在具体实施例中，保温袋1的外表面设置有疏水层。

根据本发明第一方面提供一种基于相变储能的气体绝缘设备保温装置，提供一种相变储能气体绝缘组合电器设备保温方法，包括以下步骤：

S1、按照实际保温条件制备相变储能材料；

S 2、将相变储能材料使用微胶囊技术封装在微胶囊内。

S 3、将微胶囊填充到保温袋后对保温袋通过热封技术进行封装；

S 4、对各第一腔室内进行抽真空处理；

S 5、将固定部件安装到试验腔体的法兰上；

S6、将保温袋平埔在试验腔体的外表面，并且将保温袋上的通孔穿过设置在固定部件上的挂件进行固定。

进一步地，间隔目标时间后进行巡检，以确定保温袋表面的清洁。

进一步地，在将EVC袋平埔在腔体上之前，清洁试验腔体的外表面。

本发明还可应用在断路器上。当应用在具有气室的断路器上时，与断路器的连接方式和应用在气体绝缘组合电器设备的连接方式相同。

本发明还可应用在长距离的气体绝缘输电线路(GIL)上。当应用在气体绝缘输电线路上时，与气体绝缘输电线路的连接方式和应用在气体绝缘组合电器设备的连接方式相同。

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 (8)

1.一种基于相变储能的气体绝缘设备保温装置，其特征在于，包括：

保温袋，设置在试验腔体的外部；

第一腔室，均匀设置在所述保温袋内；

微胶囊，分别填充在所述第一腔室的内部并且所述微胶囊的内部封装有相变储能材料；

固定部件，设置在所述试验腔体的外部并且同时与法兰相连接；

挂件，设置在所述固定部件上并且与所述保温袋相挂接；

其中，各所述第一腔室的内部通过预留管相连通，所述预留管上设置有用于抽出所述第一腔室内部空气的气阀，所述气阀与抽真空设备相连接；

位于每个所述第一腔室内的所述预留管上设置有凸起部；

所述凸起部的内部设置有用于过滤空气的过滤网，各所述第一腔室内的气体穿过所述过滤网进入所述预留管后，通过所述气阀排出。

2.根据权利要求1所述的基于相变储能的气体绝缘设备保温装置，其特征在于，位于每个所述第一腔室处的所述保温袋的端部设置有用于与所述挂件相挂接的挂接孔。

3.根据权利要求1所述的基于相变储能的气体绝缘设备保温装置，其特征在于，所述固定部件包括：

第一固定件，与所述试验腔体的外部相连接；

第二固定件，与所述法兰相连接；

其中，所述第一固定件和所述第二固定件之间垂直连接。

4.根据权利要求3所述的基于相变储能的气体绝缘设备保温装置，其特征在于，所述第二固定件上设置有用于供所述法兰的法兰螺丝穿过的通孔。

5.根据权利要求1所述的基于相变储能的气体绝缘设备保温装置，其特征在于，所述气阀设置在所述预留管的顶部。

6.根据权利要求1所述的基于相变储能的气体绝缘设备保温装置，其特征在于，所述第一腔室沿所述试验腔的轴向设置。

7.根据权利要求1所述的基于相变储能的气体绝缘设备保温装置，其特征在于，所述相变储能材料包括：

第一复合材料，以石蜡作为基底，向石蜡中添加膨胀石墨；

第二复合材料，向所述第一复合材料中添加碳纳米管。

8.根据权利要求1所述的基于相变储能的气体绝缘设备保温装置，其特征在于，所述保温袋的外表面设置有疏水层。

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