CN118137397A - 一种微粒捕捉器及气体绝缘金属密封设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及绝缘设备技术领域，具体涉及一种微粒捕捉器及气体绝缘金属密封设备，微粒捕捉器包括筒形或弧形的捕捉器主体，捕捉器主体上设置有捕捉孔，捕捉孔径向内侧开口小于径向外侧开口，捕捉孔内腔构成捕捉通道；微粒由捕捉孔内侧开口进入微粒捕捉器的捕捉通道后不易逃出，易于直接被捕获，保证微粒的捕获以确保绝缘强度，从而提高气体绝缘金属密封设备运行可靠性。具有结构简单，易于推广以进行批量生产的特点，并且可以在不改变原有气体绝缘金属密封设备结构的基础上对微粒进行限制，可以直接加装于现有的气体绝缘金属密封设备上，安装方便快捷，适应于不断增长的气体绝缘金属密封设备需求。

Description

一种微粒捕捉器及气体绝缘金属密封设备

技术领域

本发明涉及绝缘设备技术领域，具体涉及一种微粒捕捉器及气体绝缘金属密封设备。

背景技术

气体绝缘金属封闭输电线路(简称GIL)是一种采用气体绝缘，密封筒体与导体同轴布置的高电压、大电流、长距离电力传输设备，随着GIL的大规模应用，其在生产、安装、运行过程中，不可避免地会产生一定量的金属微粒，导体通电后在密封筒体内形成电场，受到电场作用微粒在密封筒体与导体之间移动，从而降低了GIL的绝缘性能，极易引发放电事故，极大地影响力设备的运行可靠性。同样在GIS内部，金属微粒的产生也是不可避免的，金属微粒的存在也会极大降低GIS的绝缘性能。

为了减少带电微粒对气体绝缘金属密封设备运行可靠性的不利影响，需在其内部增加一些抑制微粒的结构，从而限制带电微粒的运动，控制微粒在限定区域内，消除不利影响。由于气体绝缘金属密封设备的结构限制，常见的措施是在其底部设置微粒捕捉器，此时在气体绝缘金属密封设备外壳底部形成低电场区域，当微粒运动至该区域之后，微粒所受电场力降低而小于其受到的重力，便被微粒陷阱所捕获。

目前常见的微粒捕捉器的栅格结构主要为直条状槽口，当微粒保持高速运动进入微粒捕捉器时，会因为发生碰撞而从条形槽中直接反弹而逃逸，捕捉效果比较差，无法真正解决带电微粒的危害。针对该问题，申请公布号为CN115888983A的发明专利申请公开了一种微粒捕捉器及气体绝缘金属封闭开关设备密封筒体组件，具体公开了微粒捕捉器包括套式的基体，基体包括有内层密封筒体和外层密封筒体，外层密封筒体位于内层密封筒体的底部下方并与内层密封筒体形成捕捉腔，内层密封筒体在对应于捕捉腔的位置处开设有开口槽以形成栅格结构，开口槽的槽壁内设置有挡片以形成弯折的下落通道。挡片起到阻挡的作用，可以阻挡金属微粒从开口槽逃逸而避免进入捕捉腔通过开口槽逃逸出捕捉腔。挡片虽然具有阻挡微粒逃逸的作用，但是在槽壁内另外设置挡片结构较为复杂，制作难度直线增大，实际生产制作麻烦。

发明内容

本发明的目的在于提供一种微粒捕捉器，以解决现有技术为了保证微粒捕捉器防逃逸效果而导致结构复杂，制造麻烦的问题。本发明的目的还在于提供一种气体绝缘金属密封设备，以解决现有技术中气体绝缘金属密封设备中的微粒捕捉器为了保证微粒捕捉器防逃逸效果而导致结构复杂，制造麻烦的问题。

为实现上述目的，本发明所提供的微粒捕捉器的技术方案是：包括筒形或弧形的捕捉器主体，捕捉器主体上设置有捕捉孔，捕捉孔径向内侧开口小于径向外侧开口，捕捉孔内腔构成捕捉通道。

作为进一步地改进，捕捉孔的内孔形状为锥形。

作为进一步地改进，捕捉孔径向内侧开口的边缘处为圆角结构。

作为进一步地改进，捕捉器主体为磁吸材料。

作为进一步地改进，捕捉器主体的内表面涂覆有绝缘膜。

作为进一步地改进，绝缘膜为环氧树脂绝缘膜。

作为进一步地改进，捕捉孔在捕捉器上呈阵列式密布。

作为进一步地改进，捕捉器主体两端设置有外翻缘。

本发明的微粒捕捉器对现有的微粒陷阱进行改进；有益效果是：本发明提供的微粒捕捉器使得微粒由捕捉孔内侧开口进入微粒捕捉器的捕捉通道后，由于捕捉通道的径向外侧开口大于径向内侧开口，微粒进入捕捉通道后不易逃出，易于直接被捕获以确保绝缘强度，从而提高气体绝缘金属密封设备运行可靠性。并且本发明具有结构简单，工艺路线短，生产制造成本低，易于推广以进行批量生产的特点，并且可以在不改变原有气体绝缘金属密封设备系统结构的基础上对微粒进行限制，可以直接加装于现有的气体绝缘金属密封设备上，安装方便快捷，适应于不断增长的气体绝缘金属密封设备需求。

本发明所提供的气体绝缘金属密封设备的技术方案是：包括密封筒体，密封筒体的端部同轴布置有微粒捕捉器，微粒捕捉器与密封筒体之间具有间隙，间隙形成微粒收集区，微粒通过微粒捕捉器被捕获至微粒收集区，微粒捕捉器包括筒形或弧形的捕捉器主体，捕捉器主体上设置有捕捉孔，捕捉孔径向内侧开口小于径向外侧开口，捕捉孔内腔构成捕捉通道。

作为进一步地改进，捕捉孔的内孔形状为锥形。

作为进一步地改进，捕捉孔径向内侧开口的边缘处为圆角结构。

作为进一步地改进，捕捉器主体为磁吸材料。

作为进一步地改进，捕捉器主体的内表面涂覆有绝缘膜。

作为进一步地改进，绝缘膜为环氧树脂绝缘膜。

作为进一步地改进，捕捉孔在捕捉器上呈阵列式密布。

作为进一步地改进，捕捉器主体两端设置有外翻缘。

本发明的气体绝缘金属密封设备针对现有的气体绝缘金属密封设备中的微粒陷阱进行改进；有益效果是：本发明提供的气体绝缘金属密封设备通过微粒捕捉器的设置，使得微粒由捕捉孔内侧开口进入微粒捕捉器的捕捉通道后，由于捕捉通道的径向外侧开口大于径向内侧开口，微粒进入捕捉通道后不易逃出，易于直接被捕获以确保绝缘强度，从而提高气体绝缘金属密封设备运行可靠性。具有结构简单，工艺路线短，生产制造成本低，易于推广以进行批量生产的特点，并且可以在不改变原有气体绝缘金属密封设备系统结构的基础上对微粒进行限制，可以直接加装于现有的气体绝缘金属密封设备上，安装方便快捷，适应于不断增长的气体绝缘金属密封设备需求。

附图说明

图1为本发明所提供的微粒捕捉器的一种实施例的剖面图；

图2为本发明所提供的微粒捕捉器的一种实施例的结构示意图；

图3为本发明所提供的微粒捕捉器的一种实施例的立体图；

图中：1、捕捉器主体，2、捕捉孔，3、圆角结构，4、外翻缘，5、密封筒体。

具体实施方式

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。

随着气体绝缘技术迅速发展，并且兼之占地面积的考虑，气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）的需求不断增长，但是在GIS内部，金属微粒的产生是不可避免的，金属微粒的存在，会极大降低GIS的绝缘性能。同时气体绝缘金属封闭输电线路（GIL）更适合于大容量、长距离的电能传输，能够替代传统的架空线路或者电力电缆。相对于电缆线路，损耗更低，可靠性更高，能够更广泛的适应环境，受敷设环境影响较小，因而GIL的应用前景更加广泛，但是GIL在生产、运输、组装运行等不同阶段的机械碰撞、设备振动以及热伸缩摩擦都会不可避免的产生金属微粒污染物，GIL中自由金属微粒在电场作用下发生运动，自由金属微粒的危害比固定金属微粒要大，并且实际设备中的微粒也多为自由微粒，严重威胁了GIL的绝缘性能，因此亟需采取措施对自由金属微粒的运动进行限制，以提高系统绝缘强度，从而提高气体绝缘金属密封设备（GIS/GIL）运行可靠性。

目前常见的是设置微粒陷阱，微粒陷阱是一种通过构筑局部低场强区来抑制微粒运动的手段，现有技术中微粒陷阱采用直条状槽口，或是为避免微粒从直条状槽口中逃逸，在微粒捕捉陷阱开口槽处设置挡片，但是挡片不仅使得微粒进入捕捉腔的开口减小，并且结构复杂，制作难度较大，难以适应于日渐增大的气体绝缘金属密封设备（GIS/GIL）使用需求。

本发明改进了现有技术中的微粒捕捉器，能够有效解决现有技术中存在的问题，同时本发明适用于气体绝缘金属密封设备。

本发明所提供的气体绝缘金属密封设备的整体设计构思为：

气体绝缘金属密封设备包括密封筒体5，密封筒体5内同轴布置有筒状的微粒捕捉器，微粒捕捉器与筒体之间具有间隙，间隙形成微粒收集区，微粒由被微粒捕捉器捕获后进入微粒收集区中，微粒捕捉器的捕捉器主体1上设置有捕捉孔2，捕捉孔2径向内侧开口小于径向外侧开口，捕捉孔2内腔构成捕捉通道，如图1所示，当具有一定运动速度的微粒由捕捉孔2内侧开口进入微粒捕捉器的捕捉通道后，图1中箭头表示微粒轨迹，由于捕捉通道的径向外侧开口大于径向内侧开口，能够阻挡捕捉通道中的微粒逃逸，也就是说微粒进入捕捉通道后不易逃出，易于直接经过捕捉通道被捕获收集于微粒收集区，并且存在微粒与捕捉通道发生多次碰撞而损失动能的情况，从而使微粒经多次碰撞进入低电场区域的微粒收集区，也就是微粒最终进入微粒捕捉器和设备密封筒体5之间的低电场区域，从而使得进入低电场区的微粒所受电场力减小，当电场力不足以再克服重力时，微粒就不能再逃逸，进而实现微粒的捕获以保证绝缘强度，从而提高气体绝缘金属密封设备运行可靠性。并且本发明不但结构简单，工艺路线短，生产制造成本低，易于推广以进行批量生产，从而适应于不断增长的气体绝缘金属密封设备需求；并且可以在不改变原有气体绝缘金属密封设备系统结构的基础上对微粒进行限制，可以直接加装于现有的气体绝缘金属密封设备上，安装方便快捷，经济成本低。

更具体地，如图2、图3所示，捕捉器主体1两端设置有外翻缘4，也就是对微粒捕捉器棱角边缘做倒圆角处理，降低棱角对电场畸变的影响；其次，外翻缘4还能够防止进入至微粒收集区的微粒逃逸，进一步保证了微粒捕获效果，进而保证气体绝缘金属密封设备的绝缘性能。

如图2、图3所示，本发明的微粒捕捉器为筒形，其直接同轴安装于气体绝缘金属密封设备密封筒体5内，微粒捕捉器与密封筒体5之间的间隙形成微粒收集区。在另外一种实施例中，设置微粒捕捉器主体1为弧形，具体为弧形的微粒捕捉器直接安装于气体绝缘金属密封设备底部，此时，微粒捕捉器体积更小，制作更加简便，且方便运输存放，生产及运输的效率更高。

基于上文对本发明的气体绝缘金属密封设备的整体性介绍，以下在整体性介绍的基础上提供了一种更为具体的实施例：

捕捉器主体1为磁吸材料，既能有效地将金属微粒吸引至微粒捕捉器上，又能凭借磁力的吸引防止微粒逃逸出微粒捕捉器。

同时还有一种更为优化的实施例是在微粒捕捉器内表面涂覆一层绝缘膜，涂覆绝缘膜后微粒与微粒捕捉器表面碰撞的过程中，微粒带电量减小，微粒运动活性减小，且受到微粒捕捉器的吸附力更大；而且能显著提高在气体绝缘金属密封设备密封筒体5中微粒启举所需的电场强度，微粒更易被捕获进入至微粒收集区内。并且绝缘膜可以直接在微粒捕捉器上涂覆，操作方便、快捷，具有良好的经济性能，及高效性与全面性，能够极好契合于日渐增长的气体绝缘金属密封设备需求。

更具体地，涂覆的绝缘膜为环氧树脂绝缘膜，环氧树脂绝缘性能好，且工艺成熟，易于安装操作，当然也可以是PET膜、绝缘漆膜、石蜡膜等。本实施例中为了更近一步的保证微粒捕捉效果，绝缘膜的涂覆厚度在一定范围内优选绝缘膜的涂覆厚度较厚，可以有效提高对微粒的抑制效果。

基于绝缘子在气体绝缘金属密封设备绝缘性能中的重要性，本发明的微粒捕捉器尽可能设置在绝缘子附近。

在上文对本发明的气体绝缘金属密封设备的整体性介绍，或者在上文所介绍的本发明的实施例的基础上，以下还提供了一种更具体的实施例：

本实施例着重针对捕捉孔2展开了详细描述。

捕捉孔2径向内侧开口的边缘处为圆角结构3，能够便于微粒由内侧开口进入至捕捉通道中，同时也能够降低尖锐棱角对电场畸变的影响。

如图2、图3所示，为保证本发明的微粒捕捉器的微粒捕获效果，捕捉孔2在捕捉器上呈阵列式密布，当然，由于气体绝缘金属密封设备中电场具有轴向分量，使得微粒运动过程中具有轴向速度，因此在安装过程中将捕捉孔2置于气体绝缘金属密封设备底部，这样设置能够进一步提高微粒捕捉器的制作效率。

同时，为进一步加快生产效率，本实施例中优选将捕捉孔2截面形状为锥形，锥形加工工艺成熟，加工质量能够得到有效保证，且加工速度更快。

本发明的微粒捕捉器的实施例，其具体结构与上文介绍的气体绝缘金属密封设备的实施例中的微粒捕捉器结构相同，本文不再赘述。

需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

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。

Claims (9)

1.一种微粒捕捉器，包括筒形或弧形的捕捉器主体，捕捉器主体上设置有捕捉孔，其特征在于：捕捉孔径向内侧开口小于径向外侧开口，捕捉孔内腔构成捕捉通道。

2.根据权利要求1所述的微粒捕捉器，其特征在于：捕捉孔的内孔形状为锥形。

3.根据权利要求1或2所述的微粒捕捉器，其特征在于：捕捉孔径向内侧开口的边缘处为圆角结构。

4.根据权利要求1或2所述的微粒捕捉器，其特征在于：捕捉器主体为磁吸材料。

5.根据权利要求1或2所述的微粒捕捉器，其特征在于：捕捉器主体的内表面涂覆有绝缘膜。

6.根据权利要求5所述的微粒捕捉器，其特征在于：绝缘膜为环氧树脂绝缘膜。

7.根据权利要求1或2所述的微粒捕捉器，其特征在于：捕捉孔在捕捉器上呈阵列式密布。

8.根据权利要求1或2所述的微粒捕捉器，其特征在于：捕捉器主体两端设置有外翻缘。

9.一种气体绝缘金属密封设备，包括密封筒体，其特征在于：密封筒体的端部同轴布置有微粒捕捉器，微粒捕捉器与密封筒体之间具有间隙，间隙形成微粒收集区，微粒通过微粒捕捉器被捕获至微粒收集区，微粒捕捉器为权利要求1-8任一项中的微粒捕捉器。