一种具有边缘斜坡结构的交流GIS微粒陷阱装置

一种具有边缘斜坡结构的交流gis微粒陷阱装置
技术领域
1.本实用新型属于气体绝缘输电装备防护技术领域，涉及一种交流gis微粒陷阱装置，尤其是一种具有边缘斜坡结构的交流gis微粒陷阱装置。

背景技术：

2.gis是一种采用sf6气体或sf6和n2混合气体支撑绝缘、外壳与导体同轴布置的高压大电流关键电力装备，具有容量大、损耗低、环境友好和免维护的优势。在gis装备的生产制造、安装运行等环节不可避免地会产生金属微粒，在gis带电运行过程中，金属微粒会在电场作用下发生运动、附着在绝缘子或电极表面，导致装备的局部放电或整体绝缘失效。微粒陷阱通过在gis外壳制造局部的低场强区，一方面电场力具有驱动微粒趋向低场强区运动的特性，另一方面金属微粒将因所受电场力减小而无法再次启举运动。微粒陷阱作为一种能够有效抑制金属微粒运动的装置，是实现金属微粒无害化治理的重要技术手段。
3.研究表明，在交流电场下金属微粒具有较大概率停留于传统微粒陷阱竖直边缘的外侧而无法被捕捉，一旦金属微粒受gis机械振动影响极易再次发生运动，因而传统微粒陷阱的捕捉效率较低。针对上述问题，亟需面向交流gis装备下金属微粒运动特征，开展微粒陷阱结构的改进设计，以有效保障gis装备的安全可靠运行。
4.经检索，未发现与本实用新型相同或相似的现有技术的专利文献。

技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提出一种具有边缘斜坡结构的交流gis微粒陷阱装置，能够提升微粒陷阱的捕捉效率。
6.本实用新型解决其现实问题是采取以下技术方案实现的：
7.一种具有边缘斜坡结构的交流gis微粒陷阱装置，为固装在气体绝缘开关外壳内表面的栅格形微粒陷阱，包括：多个陷阱栅格，在相邻的两个陷阱栅格之间设置有陷阱槽孔；其两侧末端的陷阱栅格设置有用于供金属微粒爬升的边缘斜坡结构。
8.而且，所述用于供金属微粒爬升的边缘斜坡结构的斜坡角度小于45
°
。
9.而且，所述陷阱槽孔为方形槽孔，多个等间隔排列的方形槽孔边缘对应的圆心角为60
°‑
80
°
；该陷阱槽孔宽度为10-30mm，高度为3-10mm。
10.而且，所述栅格形微粒陷阱采用与gis外壳相同的铝合金材质。
11.而且，所述栅格形微粒陷阱为圆弧形，与气体绝缘装备外壳同轴且与外壳内表面紧密贴合；该圆弧形的圆心角为70
°‑
90
°
。
12.本实用新型的优点和有益效果：
13.1、本实用新型提供了一种具有边缘斜坡结构的交流gis微粒陷阱装置，该装置所具备的斜坡边缘特征结构，有效解决了陷阱边缘结构对微粒运动的阻挡作用，金属微粒可以沿斜坡边缘爬升，也可由方形槽孔上方落入陷阱，进而显著提升了微粒陷阱的捕捉效率。本实用新型具有较强的实用性，对提升gis装备运行可靠性和电力系统运行稳定性具有重
要意义。
14.2、本实用新型结构简单，交流电场下微粒捕捉效用稳定且高效、安装方式便捷，可充分发挥陷阱的微粒无害化治理优势，解决了传统陷阱结构微粒捕捉效率低、效果差的问题，对于提升gis装备运行稳定性具有重要意义。
附图说明
15.图1是本实用新型安装在局部gis上的结构示意图；
16.图2是图1的轴向结构示意图；
17.图3是本实用新型的整体结构局部示意图；
18.图4是图3的剖视图；
19.附图标记说明：
20.1-导体；2-气体绝缘开关外壳；3-绝缘子；4-栅格形微粒陷阱；41-陷阱栅格；42-陷阱槽孔；43-边缘斜坡结构。
具体实施方式
21.以下结合附图对本实用新型实施例作进一步详述：
22.一种具有边缘斜坡结构的交流gis微粒陷阱装置，如图1至图4所示，为固装在气体绝缘开关外壳内表面的栅格形微粒陷阱4，包括：多个陷阱栅格41，在相邻的两个陷阱栅格41之间设置有陷阱槽孔42；其两侧末端的陷阱栅格设置有用于供金属微粒爬升的边缘斜坡结构43。
23.所述用于供金属微粒爬升的边缘斜坡结构43的斜坡倾斜角度小于45
°
，优先为30
°
；
24.在本实施例中，根据仿真计算，当斜坡角大于45
°
时，微粒与陷阱斜坡碰撞时的反弹角将指向陷阱外侧，导致微粒无法通过斜坡结构迁移进入陷阱。
25.所述陷阱槽孔42为方形槽孔，多个等间隔排列的方形槽孔边缘对应的圆心角θ1为60
°‑
80
°
，优选为80
°
；该陷阱槽孔宽度为10-30mm，优选为20mm；高度为3-10mm，优选为5mm；槽孔个数优选为4个。
26.在本实施例中，交流gis中金属微粒在径向平面的运动范围约为60
°
，80
°
槽孔弧度可以完全覆盖微粒的运动范围，具有较好的微粒抑制效果。
27.在本实施例中，槽宽度增加和高度减小将导致陷阱底部场强增大，微粒抑制效果减弱；槽宽度减小降低微粒从槽上方进入陷阱的概率，削弱微粒陷阱捕捉效果；槽高度增加将导致陷阱上部场强增大，降低设备绝缘性能。为此将槽宽度限制在10-30mm。
28.所述栅格形微粒陷阱4材质采用与gis外壳相同的铝合金材质；
29.所述栅格形微粒陷阱4为圆弧形，与气体绝缘装备外壳同轴且与外壳内表面紧密贴合；该圆弧形的圆心角θ2为70
°‑
90
°
，优选为90
°
；
30.槽孔间需要通过陷阱栅格连接在一起，因此其圆弧形面的圆心角需大于槽孔弧度，设置为70
°‑
90
°
。
31.所述栅格形微粒陷阱布置于绝缘子3凸面侧，优选布置在距离绝缘子3与外壳2的结合处l＝30cm。
32.在本实施例中，图1和图2为安装了本实用新型的局部gis示意图。其gis包括半径为72mm的导体1，内径为182mm的气体绝缘开关外壳2，以及绝缘子3。
33.本实用新型的工作原理是：
34.本实用新型的一种具有边缘斜坡结构的交流gis微粒陷阱装置，为固定在气体绝缘开关外壳内表面的栅格形微粒陷阱，在陷阱上开设方形陷阱槽孔，陷阱边缘为斜坡结构；陷阱栅格用于提供局部低电场区域；间隔性陷阱槽孔用于捕捉收集金属微粒并抑制微粒逃逸。该微粒陷阱针对交流gis中金属微粒运动活性特征，设计了微粒陷阱的斜坡边缘结构，可避免陷阱边缘结构对微粒的阻挡，金属微粒可以沿斜坡边缘爬升，也可从方形槽孔上方落入陷阱，有效提升了陷阱的金属微粒捕捉效率，对提升气体绝缘输电装备运行可靠性具有重要意义。
35.需要强调的是，本实用新型所述实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本实用新型包括并不限于具体实施方式中所述实施例，凡是由本领域技术人员根据本实用新型的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本实用新型保护的范围。

技术特征：

1.一种具有边缘斜坡结构的交流gis微粒陷阱装置，其特征在于：为固装在气体绝缘开关外壳内表面的栅格形微粒陷阱，包括：多个陷阱栅格，在相邻的两个陷阱栅格之间设置有陷阱槽孔；其两侧末端的陷阱栅格设置有用于供金属微粒爬升的边缘斜坡结构。2.根据权利要求1所述的一种具有边缘斜坡结构的交流gis微粒陷阱装置，其特征在于：所述用于供金属微粒爬升的边缘斜坡结构的斜坡角度小于45
°
。3.根据权利要求1所述的一种具有边缘斜坡结构的交流gis微粒陷阱装置，其特征在于：所述陷阱槽孔为方形槽孔，多个等间隔排列的方形槽孔边缘对应的圆心角为60
°‑
80
°
；该陷阱槽孔宽度为10-30mm，高度为3-10mm。4.根据权利要求1所述的一种具有边缘斜坡结构的交流gis微粒陷阱装置，其特征在于：所述栅格形微粒陷阱采用与gis外壳相同的铝合金材质。5.根据权利要求1所述的一种具有边缘斜坡结构的交流gis微粒陷阱装置，其特征在于：所述栅格形微粒陷阱为圆弧形，与气体绝缘装备外壳同轴且与外壳内表面紧密贴合；该圆弧形的圆心角为70
°‑
90
°
。

技术总结

本实用新型涉及一种具有边缘斜坡结构的交流GIS微粒陷阱装置，为固装在气体绝缘开关外壳内表面的栅格形微粒陷阱，包括：多个陷阱栅格，在相邻的两个陷阱栅格之间设置有陷阱槽孔；其两侧末端的陷阱栅格设置有用于供金属微粒爬升的边缘斜坡结构。本实用新型能够提升微粒陷阱的捕捉效率。粒陷阱的捕捉效率。粒陷阱的捕捉效率。