CN115945544A - 一种微粒捕捉器及气体绝缘金属封闭母线 - Google Patents

Abstract

本发明涉及气体绝缘金属封闭设备技术领域，尤其涉及一种微粒捕捉器及气体绝缘金属封闭母线。微粒捕捉器包括梭形管体，梭形管体具有可供中心导体水平穿过的导体通道，梭形管体内设有用于与中心导体固定连接的连接结构，梭形管体两端部的内径大于中心导体的外径而在梭形管体套装在中心导体外部后与中心导体之间形成用于供微粒进入的环形缝隙，梭形管体的内腔的下侧凹部形成用于容纳微粒的微粒容纳槽。本发明微粒捕捉结构能够对沿中心导体横向移动以及围绕中心导体跳跃的金属微粒进行有效捕捉，从而降低设备内部发生绝缘闪络的几率，保证设备安全运行。

Description

一种微粒捕捉器及气体绝缘金属封闭母线

技术领域

本发明涉及气体绝缘金属封闭设备技术领域，尤其涉及一种微粒捕捉器及气体绝缘金属封闭母线。

背景技术

在直流GIS、GIL产品中，导电微粒存在多种运动规律：沿筒壁向绝缘子移动，沿导电杆向绝缘子移动，在筒壁与导电杆之间往复跳动并逐渐向绝缘子移动。这些运动最终会使产品内部发生绝缘闪络，严重降低产品的可靠性。因此直流GIS、GIL产品中，内部均需要设计微粒捕捉结构，以减少内部微粒引发绝缘问题。

授权公告号为CN110883016B的中国发明专利公开了一种GIL装置及微粒捕捉器，该GIL装置包括筒体，筒体内设有中心导体和用于支撑中心导体的绝缘子，筒体内在绝缘子处设有微粒捕捉器，微粒捕捉器与筒体内壁之间具有间隔而形成用于收集微粒的屏蔽区，微粒捕捉器为与筒体同轴布置的筒形结构，筒形结构上设有栅格结构以供金属微粒穿过。

该GIL装置存在的问题在于：微粒捕捉器设置在中心导体两端的绝缘子处，其主要能够对沿筒壁向绝缘子移动的金属微粒进行捕捉，而无法对围绕中心导体跳跃或沿中心导体移动的金属微粒进行捕捉，这些金属微粒容易沿中心导体向绝缘子移动并吸附于绝缘子表面而引起绝缘闪络。

发明内容

本发明的目的在于提供一种微粒捕捉器，以解决现有的微粒捕捉器不能有效捕捉GIS、GIL设备中围绕中心导体跳跃或沿中心导体移动的金属微粒的问题；本发明的目的还在于提供一种气体绝缘金属封闭母线，以解决现有气体绝缘金属封闭母线内部的微粒捕捉器不能有效捕捉围绕中心导体跳跃或沿中心导体移动的金属微粒而导致母线内部容易发生绝缘闪络的问题。

为实现上述目的，本发明微粒捕捉器采用如下技术方案：

一种微粒捕捉器，包括梭形管体，梭形管体具有可供中心导体水平穿过的导体通道，梭形管体内设有用于与中心导体固定连接的连接结构，梭形管体两端部的内径大于中心导体的外径而在梭形管体套装在中心导体外部后与中心导体之间形成用于供微粒进入的环形缝隙，梭形管体的内腔的下侧凹部形成用于容纳微粒的微粒容纳槽。

有益效果：本发明全新的提出了一种微粒捕捉器，使用时套装在中心导体的外部，梭形管体的两端与中心导体之间形成可供微粒进入的环形缝隙，沿中心导体表面横向移动的金属微粒可通过环形缝隙进入梭形管体内部并被约束在梭形管体下部的微粒容纳槽中，围绕中心导体跳跃幅度较大的金属微粒则在跳跃过程中与梭形管体的外表面发生撞击，撞击时梭形管体对微粒起到反向驱离作用，使其远离中心导体和绝缘子，多次撞击使得金属微粒的能量越来越弱，跳跃幅度越来越小，直到金属微粒在中心导体附近跳跃并横向移动而通过环形缝隙进入微粒捕捉器内。本发明微粒捕捉结构能够对沿中心导体横向移动以及围绕中心导体跳跃的金属微粒进行有效捕捉，从而降低设备内部发生绝缘闪络的几率，保证设备安全运行。

进一步地，梭形管体的内壁面上设有径向向内延伸的凸部，凸部构成所述连接结构，凸部上设有用于与中心导体通过连接螺钉固定连接的连接沉孔。

有益效果：在梭形管体的内壁面上设置凸部，凸部通过连接螺钉与中心导体固定连接，能够使微粒容纳槽具有尽可能大的容纳空间，提高对金属微粒的容纳约束能力；连接螺钉沉入凸部上的连接沉孔内，能够避免梭形管体的外表面出现凹凸不平，从而使梭形管体外部的电场比较均匀。

进一步地，所述凸部设有两个以上，各凸部的内端面位于同一圆周上，且各凸部内端面所在圆的圆心位于梭形管体的中心轴线上。

有益效果：设置两个以上凸部并使各凸部内端面所在圆的圆心位于梭形管体的中心轴线上，一方面能够使梭形管体与中心导体的固定连接更加可靠，另一方面更有利于保证梭形管体与中心导体的对中性，使两端形成的环形缝隙在周向上各部位的宽度都相等，进而保证中心导体附近不同位置的金属微粒都能够顺利通过环形缝隙进入梭形管体内，提高微粒捕捉效果。

进一步地，所述凸部设置在梭形管体的轴向中部位置。

有益效果：使梭形管体受力平衡，这样更有利于保证梭形管体的中心轴线沿水平方向延伸，保证梭形管体与中心导体的对中性，进而保证微粒捕捉效果。

或者，所述梭形管体的内壁面上设有环台，环台的内周面上设有与中心导体上的外螺纹适配的内螺纹，环台构成所述连接结构。

有益效果：梭形管体可通过内螺纹直接旋装在中心导体外部，结构简单，且拆装方便。

本发明气体绝缘金属封闭母线采用如下技术方案：

气体绝缘金属封闭母线，包括筒体，筒体内设有中心导体，筒体内在中心导体的中部区域和/或两端设有微粒捕捉器，微粒捕捉器包括梭形管体，梭形管体固定套装在中心导体外部，梭形管体两端部的内径大于中心导体的外径而与中心导体之间形成用于供微粒进入的环形缝隙，梭形管体的内腔的下侧凹部形成用于容纳微粒的微粒容纳槽。

有益效果：本发明气体绝缘金属封闭母线在现有气体绝缘金属封闭母线的基础上进行改进，通过在母线筒体内在中心导体的中部区域和/或两端设置微粒捕捉器来对沿中心导体横向移动以及围绕中心导体跳跃的金属微粒进行捕捉，微粒捕捉器套装在中心导体的外部，梭形管体的两端与中心导体之间形成可供微粒进入的环形缝隙，沿中心导体表面横向移动的金属微粒可通过环形缝隙进入梭形管体内部并被约束在梭形管体下部的微粒容纳槽中；围绕中心导体跳跃幅度较大的金属微粒则在跳跃过程中与梭形管体的外表面发生撞击，撞击时梭形管体对微粒起到反向驱离作用，使其远离中心导体和绝缘子，多次撞击使得金属微粒的能量越来越弱，跳跃幅度越来越小，直到金属微粒在中心导体附近跳跃并横向移动而通过环形缝隙进入微粒捕捉器内。微粒捕捉结构能够对沿中心导体横向移动以及围绕中心导体跳跃的金属微粒进行有效捕捉，从而降低母线内部发生绝缘闪络的几率，保证母线的安全运行。

进一步地，梭形管体的内壁面上设有径向向内延伸的凸部，凸部与中心导体通过连接螺钉固定连接而实现梭形管体的固定安装，凸部上设有用于容纳连接螺钉的连接沉孔。

有益效果：在梭形管体的内壁面上设置凸部，凸部通过连接螺钉与中心导体固定连接，能够使微粒容纳槽具有尽可能大的容纳空间，提高对金属微粒的容纳约束能力；连接螺钉沉入凸部上的连接沉孔内，能够避免梭形管体的外表面出现凹凸不平，从而使梭形管体外部的电场比较均匀。

进一步地，所述凸部设有两个以上，各凸部的内端面位于同一圆周上，且各凸部内端面所在圆的圆心位于梭形管体的中心轴线上。

有益效果：设置两个以上凸部并使各凸部内端面所在圆的圆心位于梭形管体的中心轴线上，一方面能够使梭形管体与中心导体的固定连接更加可靠，另一方面更有利于保证梭形管体与中心导体的对中性，使两端形成的环形缝隙在周向上各部位的宽度都相等，进而保证中心导体附近不同位置的金属微粒都能够顺利通过环形缝隙进入梭形管体内，提高微粒捕捉效果。

进一步地，所述凸部设置在梭形管体的轴向中部位置。

有益效果：使梭形管体受力平衡，这样更有利于保证梭形管体的中心轴线沿水平方向延伸，保证梭形管体与中心导体的对中性，进而保证微粒捕捉效果。

或者，所述梭形管体的内壁面上设有环台，环台的内周面上设有内螺纹，环台螺纹套装在中心导体的外部而实现梭形管体的固定安装。

有益效果：梭形管体可通过内螺纹直接旋装在中心导体外部，结构简单，且拆装方便。

附图说明

图1为本发明气体绝缘金属封闭母线的实施例1的结构示意图；

图2为本发明气体绝缘金属封闭母线的实施例2的结构示意图；

图中：1、筒体；2、中心导体；3、微粒捕捉器；301、梭形管体；302、凸部；303、连接沉孔；304、微粒容纳槽；305、环台；306、环形缝隙；4、薄板式微粒捕捉结构；5、静触座；6、绝缘子；7、连接螺钉。

具体实施方式

本发明气体绝缘金属封闭母线是在现有气体绝缘金属封闭母线的基础上进行改进，通过在母线筒体内在中心导体的中部区域和/或两端设置微粒捕捉器来对沿中心导体横向移动以及围绕中心导体跳跃的金属微粒进行捕捉，从而降低母线内部发生绝缘闪络的几率，保证母线的安全运行。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

本发明气体绝缘金属封闭母线的实施例1：

如图1所示，气体绝缘金属封闭母线包括筒体1，筒体1的两端设有绝缘子6而在筒体1内部围成密封腔室，筒体1内设有中心导体2，中心导体2的两端分别支撑在对应端的静触座5上，静触座5固定安装在对应侧的绝缘子6上。筒体1内对应两个静触座5下方均设有薄板式微粒捕捉结构4，薄板式微粒捕捉结构4上设有捕捉孔，薄板式微粒捕捉结构4与筒体1下部内壁之间形成有屏蔽区，以对沿筒壁向绝缘子6移动的金属微粒进行捕捉。筒体1内在中心导体2的中部区域设有微粒捕捉器3，微粒捕捉器3套装在中心导体2的外部，以对沿中心导体2横向移动以及围绕中心导体2跳跃的金属微粒进行捕捉。

微粒捕捉器3包括梭形管体301，梭形管体301固定套装在中心导体2的外部，梭形管体301两端部的内径大于中心导体2的外径而与中心导体2之间形成用于供微粒进入的环形缝隙306，梭形管体301的内腔的下侧凹部形成用于容纳微粒的微粒容纳槽304。梭形管体301的中心轴线与中心导体2的中心轴线共线，梭形管体301两端形成的环形缝隙306的各部位的宽度均相等。梭形管体301的内壁面上设有径向向内延伸的凸部302，凸部302与中心导体2通过连接螺钉7固定连接而实现梭形管体301的固定安装。凸部302上设有连接沉孔303，连接螺钉7沉入连接沉孔303内，以避免梭形管体301的外表面出现凹凸不平，从而使梭形管体301外部的电场比较均匀。凸部302设置在梭形管体301的轴向中部位置，以保证梭形管体301受力平衡。凸部302一共设有两个，两个凸部302关于梭形管体301的中心轴线对称，两个凸部302的内端面位于同一圆周上，两凸部302内端周面所在圆的圆心位于梭形管体301的中心轴线上，以充分保证梭形管体301与中心导体2的对中性，使两端形成的环形缝隙306在周向上各部位的宽度都相等，进而保证中心导体2附近不同位置的金属微粒都能够顺利通过环形缝隙306进入梭形管体301内，提高微粒捕捉效果。

沿中心导体2表面横向移动的金属微粒可通过两端的环形缝隙306进入微粒捕捉器3内并被约束在微粒捕捉器3的下部的微粒容纳槽304中；围绕中心导体2跳跃幅度较大的金属微粒则在跳跃过程中与梭形管体301的外表面发生撞击，撞击时梭形管体301对微粒起到反向驱离作用，使其远离中心导体2和绝缘子6，多次撞击使得金属微粒的能量越来越弱，跳跃幅度越来越小，直到金属微粒在中心导体2附近跳跃并横向移动而通过环形缝隙306进入微粒捕捉器3内；沿筒壁向绝缘子6移动的金属微粒则被两端的薄板式微粒捕捉结构4所捕获。

本发明气体绝缘金属封闭母线通过在中心导体2的中部区域设置微粒捕捉器3，微粒捕捉器3与两端的薄板式微粒捕捉结构4配合使用，以对筒体1中移动的金属微粒进行有效捕捉，从而大幅降低筒体1内部发生绝缘闪络的几率，保证母线的安全运行。

本发明气体绝缘金属封闭母线的实施例2：与实施例1的主要区别在于，微粒捕捉器的结构以及安装位置不同；在实施例2中，如图2所示，在中心导体2的左右两端分别设有一个微粒捕捉器3，两个微粒捕捉器3分别位于对应端薄板式微粒捕捉结构4的上方，在梭形管体301的内壁面上设有环台305，环台305的内周面上设有内螺纹，中心导体2两端的外周面上对应设有外螺纹，环台305螺纹套装在中心导体2的外部而实现微粒捕捉器3的固定安装；沿中心导体2表面横向移动的金属微粒在移动至端部微粒捕捉器3所在位置处时可被微粒捕捉器3所捕捉；围绕中心导体2跳跃幅度较大的金属微粒则可能在跳跃过程中与端部微粒捕捉器3的梭形管体301的外表面发生撞击，撞击时梭形管体301对微粒起到反向驱离作用，使其远离中心导体2和绝缘子6，多次撞击使得金属微粒的能量越来越弱，跳跃幅度越来越小，直到金属微粒在中心导体2附近跳跃并横向移动至靠近中心导体2两端位置而被微粒捕捉器3所捕获；沿筒壁向绝缘子6移动的金属微粒则被两端的薄板式微粒捕捉结构4所捕获。

在其他实施例中，当母线筒体长度较大时，还可以同时在中心导体的两端及中部区域间隔设置多个微粒捕捉器，以提高微粒捕捉效率，保证微粒捕捉效果，微粒捕捉器可以采用如上述实施例1、实施例2或以下其他几个不同实施例中的微粒捕捉器。

本发明气体绝缘金属封闭母线的实施例3：与实施例1的主要区别在于，微粒捕捉器的结构不同，在实施例3中，微粒捕捉器的结构与上述实施例2中微粒捕捉器的结构相同。

本发明气体绝缘金属封闭母线的实施例4：与实施例1的主要区别在于，梭形管体内所设凸部的数量及布置方式不同，在实施例4中，凸部一共设有三个，三个凸部的内端面位于同一圆周上，且三个凸部内端面所在圆的圆心位于梭形管体的中心轴线上，优选地，使三个凸部环绕梭形管体的中心轴线均布。当然，在其他实施例中，三个凸部也可以呈其他方式布置，比如，三个凸部呈等腰三角形布置，其中一个凸部位于上部，另外两个凸部对称布置在下部，上部的凸部到下部的两凸部之间的距离相等。在其他实施例中，凸部还可以设有四个以上，或者凸部仅设有一个，当凸部仅设有一个时可以优先将凸部设置在梭形管体的上部凹部或下部凹部处。

本发明气体绝缘金属封闭母线的实施例5：与实施例1的主要区别在于，凸部在梭形管体上的设置位置不同，在实施例5中，凸部设置在梭形管体轴向中部位置的左侧。

本发明还提供了一种微粒捕捉器的实施例，其具体结构与上述气体绝缘金属封闭母线各实施例中微粒捕捉器的结构相同，此处不再重复描述。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种微粒捕捉器，其特征在于：包括梭形管体(301)，梭形管体(301)具有可供中心导体(2)水平穿过的导体通道，梭形管体(301)内设有用于与中心导体(2)固定连接的连接结构，梭形管体(301)两端部的内径大于中心导体(2)的外径而在梭形管体(301)套装在中心导体(2)外部后与中心导体(2)之间形成用于供微粒进入的环形缝隙(306)，梭形管体(301)的内腔的下侧凹部形成用于容纳微粒的微粒容纳槽(304)。

2.根据权利要求1所述的微粒捕捉器，其特征在于：梭形管体(301)的内壁面上设有径向向内延伸的凸部(302)，凸部(302)构成所述连接结构，凸部(302)上设有用于与中心导体(2)通过连接螺钉(7)固定连接的连接沉孔(303)。

3.根据权利要求2所述的微粒捕捉器，其特征在于：所述凸部(302)设有两个以上，各凸部(302)的内端面位于同一圆周上，且各凸部(302)内端面所在圆的圆心位于梭形管体(301)的中心轴线上。

4.根据权利要求2或3所述的微粒捕捉器，其特征在于：所述凸部(302)设置在梭形管体(301)的轴向中部位置。

5.根据权利要求1所述的微粒捕捉器，其特征在于：所述梭形管体(301)的内壁面上设有环台(305)，环台(305)的内周面上设有与中心导体(2)上的外螺纹适配的内螺纹，环台(305)构成所述连接结构。

6.气体绝缘金属封闭母线，包括筒体(1)，筒体(1)内设有中心导体(2)，其特征在于：筒体(1)内在中心导体(2)的中部区域和/或两端设有微粒捕捉器(3)，微粒捕捉器(3)包括梭形管体(301)，梭形管体(301)固定套装在中心导体(2)外部，梭形管体(301)两端部的内径大于中心导体(2)的外径而与中心导体(2)之间形成用于供微粒进入的环形缝隙(306)，梭形管体(301)的内腔的下侧凹部形成用于容纳微粒的微粒容纳槽(304)。

7.根据权利要求6所述的气体绝缘金属封闭母线，其特征在于：梭形管体(301)的内壁面上设有径向向内延伸的凸部(302)，凸部(302)与中心导体(2)通过连接螺钉(7)固定连接而实现梭形管体(301)的固定安装，凸部(302)上设有用于容纳连接螺钉(7)的连接沉孔(303)。

8.根据权利要求7所述的气体绝缘金属封闭母线，其特征在于：所述凸部(302)设有两个以上，各凸部(302)的内端面位于同一圆周上，且各凸部(302)内端面所在圆的圆心位于梭形管体(301)的中心轴线上。

9.根据权利要求7或8所述的气体绝缘金属封闭母线，其特征在于：所述凸部(302)设置在梭形管体(301)的轴向中部位置。

10.根据权利要求6所述的气体绝缘金属封闭母线，其特征在于：所述梭形管体(301)的内壁面上设有环台(305)，环台(305)的内周面上设有内螺纹，环台(305)螺纹套装在中心导体(2)的外部而实现梭形管体(301)的固定安装。

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