适用于直流GIL的竖直挡板型提上式微粒陷阱 |
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| 申请号 | CN202311845490.0 | 申请日 | 2023-12-28 | 公开(公告)号 | CN118040530A | 公开(公告)日 | 2024-05-14 |
| 申请人 | 国网上海市电力公司; 清华大学; | 发明人 | 李腾飞; 王晓村; 张文辉; 高凯; 王黎明; 康丽; 李传扬; 范贤浩; 罗汉华; 庄伟建; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种适用于直流GIL的竖直 挡板 型提上式微粒陷阱，包括金属筒壳。所述金属筒壳用于与直流GIL不 接触 地安装在所述直流GIL内且靠近绝缘子；所述金属筒壳的下半侧部上设有沿周向和轴向间隔的多个陷阱孔，每个所述陷阱孔靠近所述绝缘子的一侧设有竖直挡板，所述竖直挡板位于所述金属筒壳内。本发明可以保证直流GIL长期稳定运行，避免金属微粒运动到绝缘子附近。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种适用于直流GIL的竖直挡板型提上式微粒陷阱，其特征在于，包括： |
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| 说明书全文 | 适用于直流GIL的竖直挡板型提上式微粒陷阱技术领域背景技术[0002] 为推动发展新能源，需要构建海上风电等新能源在内的新型电网，而直流气体绝缘输电管道(GIL)则是实现新型电网能源布局、风电跨海运输、解决特殊地理环境下远距离输电、构建高比例新能源为主体的新型电网的关键支撑装备。 [0003] 直流GIL在生产、运输、安装及运行过程中由于机械振动，碰撞或热伸缩摩擦等因素会不可避免地产生金属微粒。自由金属微粒带电后在电场力、重力等的影响下在腔体内自由运动，金属微粒运动自由运动时，增加直流GIL长期运行的不稳定性。 [0004] 现有的提上式微粒陷阱虽然有助于抑制微粒运动，但其抑制微粒的能力较低，部分金属微粒因二次反弹高度较高，容易越过陷阱本体，再次发生起跳，使得直流GIL长期运行不稳定，并且可能会逃逸到绝缘子附近与绝缘子发生碰撞，进一步导致直流GIL长期运行不稳定。 发明内容[0005] 本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种适用于直流GIL的竖直挡板型提上式微粒陷阱，可以保证直流GIL长期稳定运行，避免金属微粒运动到绝缘子附近。 [0006] 根据本发明实施例的适用于直流GIL的竖直挡板型提上式微粒陷阱，包括： [0007] 金属筒壳，所述金属筒壳用于与直流GIL不接触地安装在所述直流GIL内且靠近绝缘子的一侧；所述金属筒壳的下半侧部上设有沿周向和轴向间隔的多个陷阱孔，每个所述陷阱孔靠近所述绝缘子的一侧设有竖直挡板，所述竖直挡板位于所述金属筒壳内。 [0008] 根据本发明实施例的适用于直流GIL的竖直挡板型提上式微粒陷阱，可以增加金属微粒初次运动至竖直挡板型提上式微粒陷阱而被捕获的概率，减小了已被捕获的金属微粒因二次弹跳从竖直挡板型提上式微粒陷阱逃逸的可能性，避免金属微粒运动到绝缘子附近，保证直流GIL的长期稳定运行。 [0009] 在一些实施例中，所述陷阱孔的尺寸通过仿真计算所述直流GIL内部的位于所述金属筒壳的下半侧部下方电场仿真而决定。 [0010] 在一些实施例中，所述陷阱孔的尺寸的决定依据是不危害所述直流GIL正常运行的情况。 [0011] 在一些实施例中，每个所述陷阱孔靠近所述绝缘子的一侧设有一个所述竖直挡板，所有所述竖直挡板均位于所述金属筒壳的径向面上。 [0012] 在一些实施例中，所述竖直挡板的高度为4～6mm。 [0013] 在一些实施例中，所述竖直挡板上无尖角。 [0014] 在一些实施例中，通过电场仿真计算所述竖直挡板存在时的所述竖直挡板周围处的电场强度，来调整所述竖直挡板的圆角，以确保所述直流GIL的正常运行。 [0015] 在一些实施例中，多个所述陷阱孔相同或不同，多个所述竖直挡板相同或不同。 [0016] 在一些实施例中，多个所述陷阱孔为有规则的孔。 [0017] 在一些实施例中，所述金属筒壳与所述直流GIL之间的距离为5～10mm。 [0019] 本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中： [0020] 图1是本发明实施例的适用于直流GIL的竖直挡板型提上式微粒陷阱的一个方位示意图。 [0021] 图2是本发明实施例的适用于直流GIL的竖直挡板型提上式微粒陷阱的另一个方位示意图。 [0022] 附图标记：竖直挡板型提上式微粒陷阱1000；金属筒壳100；陷阱孔101；竖直挡板102。 具体实施方式[0023] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。 [0024] 下面结合图1至图2来描述本发明实施例的适用于直流GIL的竖直挡板型提上式微粒陷阱1000。 [0025] 如图1和图2所示，本发明实施例的适用于直流GIL的竖直挡板型提上式微粒陷阱1000，包括金属筒壳100。金属筒壳100用于与直流GIL不接触地安装在直流GIL内且靠近绝缘子的一侧；金属筒壳100的下半侧部上设有沿周向和轴向均匀间隔的多个陷阱孔101，每个陷阱孔101靠近绝缘子的一侧设有竖直挡板102，竖直挡板102位于金属筒壳100内。 [0026] 具体的，如图1和图2所示，金属筒壳100由铝合金或其他金属材料制成。一般情况下，运行的直流GIL呈横向布置，例如呈水平布置，因此，金属筒壳100在直流GIL内需要横向布置，这样，金属筒壳100的下半侧部应理解为金属筒壳100横向放置时的下半个周壁。金属筒壳100安装在直流GIL内，不与直流GIL接触，即与直流GIL保持一定间距，例如保持5～10mm的间距。金属筒壳100在直流GIL内靠近绝缘子的一侧，绝缘子布置在直流GIL中，支撑直流GIL内的高压输电主体。金属筒壳100的下半侧部上设有沿周向和轴向间隔的多个陷阱孔101。多个陷阱孔101可以间隔均匀地分布，为低电场结构，能够对运动的金属微粒进行高效捕获，同时可以避免已静止的金属微粒在竖直挡板型提上式微粒陷阱1000下方因承受外施电压而起跳。 [0027] 每个陷阱孔101靠近绝缘子的一侧设有竖直挡板102，竖直挡板102位于金属筒壳100内。竖直挡板102可以提高金属微粒初次运动至陷阱孔101上方而被竖直挡板102弹落的概率，减小金属微粒因二次弹跳而从陷阱孔101逃逸的可能性，从而避免金属微粒运动到绝缘子附近。 [0028] 下面给出一个本发明实施例的适用于直流GIL的竖直挡板型提上式微粒陷阱1000捕获金属微粒的能力测试： [0029] 由于直流GIL中铝块是常见的金属微粒，铝块因为形状不规则性，使得其本身在直流电场下的运动具有相当大的不确定性，而避免金属微粒在运动过程中碰撞绝缘子，是保证直流GIL正常稳定运行的一大关键要素。因此，本次测试采用铝块为测试材料。本次测试方法为：在直流GIL的内部，在适用于直流GIL的竖直挡板型提上式微粒陷阱1000的远离绝缘子一端的前方45cm地方以椭圆形的形式布置2g的1mm铝块，通过测量实验结束时适用于直流GIL的竖直挡板型提上式微粒陷阱1000捕获金属微粒的情况来衡量其捕获能力。 [0030] 直流耐压之后，测试结果显示大量金属颗粒被捕获在远离绝缘子一侧的竖直挡板型提上式微粒陷阱1000处。这一测试结果证明竖直挡板型提上式微粒陷阱1000的捕获能力强。竖直挡板型提上式微粒陷阱1000捕获能力强的原因分为以下三种原因：一是金属微粒运动至竖直挡板型提上式微粒陷阱1000后，因受到陷阱孔101的低电场结构作用而被捕获；二是竖直挡板102提高了金属微粒初次运动至陷阱孔101上方而被竖直挡板102弹落的概率；三是竖直挡板102减小了金属微粒因二次弹跳而从竖直挡板型提上式微粒陷阱1000逃逸的可能性。 [0031] 根据本发明实施例的适用于直流GIL的竖直挡板型提上式微粒陷阱1000，可以增加金属微粒初次运动至竖直挡板型提上式微粒陷阱1000而被捕获的概率，减小了已被捕获的金属微粒因二次弹跳从竖直挡板型提上式微粒陷阱1000逃逸的可能性，避免金属微粒运动到绝缘子附近，保证直流GIL的长期稳定运行。 [0032] 在一些实施例中，陷阱孔101的尺寸通过仿真计算直流GIL内部的位于金属筒壳100的下半侧部下方电场仿真而决定。例如，当陷阱孔101为矩形孔时，陷阱孔101的宽度和长度通过仿真计算直流GIL内部的位于金属筒壳100的下半侧部下方电场仿真而决定，以使陷阱孔101能高效地捕获金属微粒，以确保直流GIL长期运行的稳定性。 [0033] 在一些实施例中，陷阱孔101的尺寸的决定依据是不危害直流GIL正常运行的情况。 [0034] 具体的，陷阱孔101不因陷阱孔101孔尺寸变化而造成局部放电等危害GIL正常运行的情况；且陷阱孔101电场强度低于金属微粒最低起跳电场强度，其中，陷阱孔101电场强度是指陷阱孔101以下至直流GIL之间的电场强度，避免已静止的微粒在竖直挡板型提上式微粒陷阱1000下方因承受外施电压而起跳。 [0035] 在一些实施例中，每个陷阱孔101靠近绝缘子的一侧设有一个竖直挡板102，所有竖直挡板102均位于金属筒壳100的径向面上。竖直挡板102提高了金属微粒初次运动至竖直挡板型提上式微粒陷阱1000时被竖直挡板102弹落的概率，减小了金属微粒因二次弹跳从竖直挡板型提上式微粒陷阱1000逃逸的可能性，避免金属微粒运动至绝缘子附近，从而保证直流GIL长期运行的稳定性。 [0036] 在一些实施例中，竖直挡板102的高度为4～6mm。竖直挡板102的高度可以理解为陷阱孔101向径向方向延伸的高度，竖直挡板102的高度可以为4mm、5mm、6mm等。 [0037] 优先的，竖直挡板102的高度为5mm。5mm的竖直挡板102可以更好地提高金属微粒初次运动至竖直挡板型提上式微粒陷阱1000时被竖直挡板102弹落的概率，减小金属微粒因二次弹跳从竖直挡板型提上式微粒陷阱1000逃逸的可能性。 [0038] 在一些实施例中，竖直挡板102上无尖角。这样，可以有效地避免竖直挡板102因尖角而产生局部放电，有利于直流GIL长期稳定运行。 [0039] 在一些实施例中，通过电场仿真计算竖直挡板102存在时的竖直挡板102周围处的电场强度，来调整竖直挡板102的圆角，避免在结构上有尖角存在，以确保直流GIL的正常运行。 [0040] 在一些实施例中，多个陷阱孔101相同或不同，多个竖直挡板102相同或不同，可以根据实际需要对陷阱孔101和竖直挡板102进行设计。 [0041] 在一些实施例中，多个陷阱孔101为有规则的孔。例如，陷阱孔101可以为规则的方形孔，便于加工。 [0042] 在一些实施例中，金属筒壳100与直流GIL之间的距离为5～10mm，满足工业安装要求。 [0043] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。 |
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