主动式微粒捕捉装置及输电设备的壳体组件的制作方法

1.本发明涉及交、直流高压输变电设备技术领域，具体涉及一种主动式微粒捕捉装置及输电设备的壳体组件。


背景技术：

2.气体绝缘金属封闭开关设备(gas insulated metal-enclosed switchgear，简称gis)、气体绝缘输电线路(gas insulated transmission line，简称gil)、直流输电设备(直流gis、直流穿墙套管等)等设备在生产、装配、运输、运行等阶段，由于内部滑动部件之间不可避免的摩擦碰撞、设备振动以及热伸缩摩擦等因素的存在，都会产生金属微粒污染物。内部的金属微粒在电场力的作用下会进行激烈的弹跳运动，金属微粒的整体移动趋势是从高电场区域往低电场区域运动。金属微粒产生的局部电场畸变会严重降低sf6的绝缘性能，降低产品的绝缘水平，威胁到系统安全。
3.对此，为了降低金属微粒对产品运行可靠性的影响，通常在产品内部设置微粒捕捉陷阱。常规微粒捕捉的原理是在壳体上增设拔口(例如申请公布号为cn111957674a的中国发明专利申请中公开的微粒捕捉器及gis/gil用筒体结构)或同轴金属栅格(例如申请公布号为cn110661220a的中国发明专利申请中公开的一种微粒捕捉结构及高压导体绝缘支撑结构)用以构建低电场区域，让微粒在电场力的作用下从高电场区域进入低电场区域的陷坑，达到微粒捕捉效果。常规的微粒捕捉方式存在以下不足：
4.(1)壳体上增设拔口构建低电场区域时，拔口与主壳体连接的边缘过渡区域电场值要高于主壳体表面和拔口内部，这就阻止了微粒进入陷坑，进入陷坑的微粒主要是因为弹跳运动或碰撞后而掉入陷坑的，微粒捕捉的效果大大降低；试验表明壳体内部增设同轴金属栅格构建的低电场区域也不能完全捕捉设置金属微粒，捕捉效果一般。
5.(2)直流输电设备壳体内部的金属微粒受电场力方向恒定，运动激烈程度低于交流输电设备，通过弹跳进入陷坑的微粒更少，微粒捕捉的效果更低。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种主动式微粒捕捉装置，以解决现有微粒捕捉器的捕捉效果差的问题；本发明的目的还在于提供一种输电设备的壳体组件，以解决现有壳体组件的微粒捕捉器捕捉效果差的问题。
7.为实现上述目的，本发明中的主动式微粒捕捉装置采用如下技术方案：
8.主动式微粒捕捉装置，包括陷阱盖板，陷阱盖板上设置有用于与输电设备的壳体的侧壁开口固定连接的连接结构，陷阱盖板具有用于捕捉壳体内的金属微粒的捕捉腔；主动式微粒捕捉装置还包括安装在陷阱盖板上且位于捕捉腔内的磁吸件，磁吸件用于通过产生的磁场将金属微粒主动吸附到捕捉腔中。
9.上述技术方案的有益效果在于：陷阱盖板上的连接结构方便陷阱盖板与壳体的侧壁开口固定连接，陷阱盖板具有捕捉腔，方便捕捉壳体内的金属微粒；此外，本发明还包括
安装在陷阱盖板上且位于捕捉腔内的磁吸件，磁吸件可以产生磁场，这样就可以通过产生的磁场将金属微粒主动吸附到捕捉腔中，这种方式下微粒捕捉效率高、效果好、更彻底，解决了现有被动式微粒捕捉效果差的问题。
10.进一步地，陷阱盖板包括筒体和固定在筒体一端的盖板，捕捉腔由筒体和盖板围成，磁吸件安装在盖板上，连接结构设置在筒体的另一端。
11.上述技术方案的有益效果在于：陷阱盖板分体设置，方便加工制造，同时也方便磁吸件的安装以及连接结构的设置。
12.进一步地，磁吸件为电磁铁，电磁铁包括固定在盖板上的铁芯以及缠绕在铁芯外部的线圈。
13.上述技术方案的有益效果在于：采用电磁铁作为磁吸件，在线圈通电后即可产生磁场，可以根据需要设计线圈的参数以及通电电流，控制产生的磁场大小，使用更加方便。
14.进一步地，盖板为绝缘盖板，绝缘盖板上一体浇注嵌设有两个接线柱，两个接线柱的一端伸入筒体内部并与线圈的两端连接，两个接线柱的另一端用于连接外部通电设备。
15.上述技术方案的有益效果在于：采用绝缘盖板，并在绝缘盖板上一体浇注嵌设两个接线柱，方便了线圈的接线，便于对线圈通电，相比单独在绝缘盖板上开设过线孔而言，一体浇注嵌设的接线柱能够保证密封性，保证输电设备的绝缘性能。
16.进一步地，铁芯为u形铁芯，u形铁芯包括两个侧臂以及连接在两个侧臂一端的连接臂，线圈缠绕在两个侧臂上，连接臂固定在绝缘盖板上。
17.上述技术方案的有益效果在于：方便铁芯的固定以及线圈的缠绕。
18.进一步地，连接臂粘接固定在绝缘盖板上。
19.上述技术方案的有益效果在于：固定方式简单可靠。
20.进一步地，连接结构包括设置在筒体端部且向外延伸的外翻沿以及设置在外翻沿上的螺钉穿孔。
21.上述技术方案的有益效果在于：连接结构简单，方便筒体的制造和安装。
22.为实现上述目的，本发明中的输电设备的壳体组件采用如下技术方案：
23.输电设备的壳体组件，包括壳体和安装在壳体的侧壁开口处的主动式微粒捕捉装置，主动式微粒捕捉装置包括陷阱盖板，陷阱盖板上设置有与侧壁开口固定连接的连接结构，陷阱盖板具有用于捕捉壳体内的金属微粒的捕捉腔；主动式微粒捕捉装置还包括安装在陷阱盖板上且位于捕捉腔内的磁吸件，磁吸件用于通过产生的磁场将金属微粒主动吸附到捕捉腔中。
24.上述技术方案的有益效果在于：陷阱盖板上的连接结构方便陷阱盖板与壳体的侧壁开口固定连接，陷阱盖板具有捕捉腔，方便捕捉壳体内的金属微粒；此外，本发明还包括安装在陷阱盖板上且位于捕捉腔内的磁吸件，磁吸件可以产生磁场，这样就可以通过产生的磁场将金属微粒主动吸附到捕捉腔中，这种方式下微粒捕捉效率高、效果好、更彻底，解决了现有被动式微粒捕捉效果差的问题。
25.进一步地，陷阱盖板包括筒体和固定在筒体一端的盖板，捕捉腔由筒体和盖板围成，磁吸件安装在盖板上，连接结构设置在筒体的另一端。
26.上述技术方案的有益效果在于：陷阱盖板分体设置，方便加工制造，同时也方便磁吸件的安装以及连接结构的设置。
27.进一步地，磁吸件为电磁铁，电磁铁包括固定在盖板上的铁芯以及缠绕在铁芯外部的线圈。
28.上述技术方案的有益效果在于：采用电磁铁作为磁吸件，在线圈通电后即可产生磁场，可以根据需要设计线圈的参数以及通电电流，控制产生的磁场大小，使用更加方便。
29.进一步地，盖板为绝缘盖板，绝缘盖板上一体浇注嵌设有两个接线柱，两个接线柱的一端伸入筒体内部并与线圈的两端连接，两个接线柱的另一端用于连接外部通电设备。
30.上述技术方案的有益效果在于：采用绝缘盖板，并在绝缘盖板上一体浇注嵌设两个接线柱，方便了线圈的接线，便于对线圈通电，相比单独在绝缘盖板上开设过线孔而言，一体浇注嵌设的接线柱能够保证密封性，保证输电设备的绝缘性能。
31.进一步地，铁芯为u形铁芯，u形铁芯包括两个侧臂以及连接在两个侧臂一端的连接臂，线圈缠绕在两个侧臂上，连接臂固定在绝缘盖板上。
32.上述技术方案的有益效果在于：方便铁芯的固定以及线圈的缠绕。
33.进一步地，连接臂粘接固定在绝缘盖板上。
34.上述技术方案的有益效果在于：固定方式简单可靠。
35.进一步地，连接结构包括设置在筒体端部且向外延伸的外翻沿以及设置在外翻沿上的螺钉穿孔。
36.上述技术方案的有益效果在于：连接结构简单，方便筒体的制造和安装。
37.进一步地，磁吸件不凸出于壳体的内壁面。
38.上述技术方案的有益效果在于：避免对壳体内的其他部件产生影响。
39.进一步地，侧壁开口设置在壳体的底部。
40.上述技术方案的有益效果在于：便于部分金属微粒弹跳或碰撞后直接掉入捕捉腔中。
附图说明
41.图1为本发明中输电设备的壳体组件实施例1的结构图；
42.图2为图1中主动式微粒捕捉装置部分的放大图；
43.图3为图2中线圈的结构图；
44.图4为图2中铁芯的结构图；
45.图5为图1和图2中绝缘盖板的结构图；
46.图6为本发明中输电设备的壳体组件实施例2的结构图。
47.图中：1、壳体；2、动触座；3、静触座；4、筒体；4-1、外翻沿；4-2、内翻沿；5、绝缘盖板；5-1、接线柱；5-2、安装孔；5-3、密封圈槽；6、螺钉；7、电磁铁；7-1、铁芯；7-2、线圈；8、导电杆；9、电联接结构。
具体实施方式
48.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明了，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
49.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
50.需要说明的是，可能出现的术语如“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实际的关系或者顺序。而且，术语如“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“包括一个
…”
等限定的要素，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。
51.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。
52.本发明中输电设备的壳体组件的实施例1如图1所示，包括壳体1和安装在壳体1上的主动式微粒捕捉装置，壳体1内设置有动触座2和静触座3，动触座2和静触座3之间形成断口，该断口可以是交流输电gis设备的断路器断口、隔离开关断口或接地开关断口。壳体1侧壁上设置有侧壁开口，本实施例中的侧壁开口为一体设置在壳体1侧壁底部的拔口1-1，拔口1-1位于断口的正下方。其中，结合图1和图2所示，拔口1-1内部以及壳体1侧壁的直线段均为低电场区域d，拔口1-1的圆弧段为电场值高于壳体1侧壁的直线段和拔口1-1内部的高电场区域g。
53.主动式微粒捕捉装置位于断口的正下方，包括固定在拔口1-1上的陷阱盖板，因此陷阱盖板上设置有与拔口1-1固定连接的连接结构，陷阱盖板还具有用于捕捉壳体1内的金属微粒的捕捉腔。具体地，如图1所示，本实施例中的陷阱盖板包括筒体4和固定在筒体4下端的盖板，该盖板为绝缘盖板5，上述捕捉腔由筒体4和绝缘盖板5围成，上述连接结构设置在筒体4的上端。
54.具体如图2所示，筒体4通过螺钉6固定在拔口1-1上，上述连接结构包括与拔口1-1的端面贴合的外翻沿4-1以及设置在外翻沿4-1上以供螺钉6穿过的螺钉穿孔。为保证密封性，在外翻沿4-1与拔口1-1的端面之间设置有密封圈(图中未标记)，因此外翻沿4-1上还设置有密封圈安装槽。
55.筒体4和绝缘盖板5之间也通过螺钉(图中未示出)固定连接，因此在筒体4的下端设置有内翻沿4-2，内翻沿4-2上设置有螺纹孔，同时结合图5所示，绝缘盖板5的上端设置有一圈环形凸缘，环形凸缘上设置有供螺钉穿过的安装孔5-2。另外，筒体4和绝缘盖板5之间也设置有密封圈(图中未示出)，因此在绝缘盖板5的上端面上设置有密封圈槽5-3。
56.主动式微粒捕捉装置还包括安装在陷阱盖板上的磁吸件，如图1所示，本实施例中的磁吸件为电磁铁7，具体如图2所示，电磁铁7安装在绝缘盖板5上，电磁铁7包括固定在绝缘盖板5上的铁芯7-1以及缠绕在铁芯7-1外部的线圈7-2。结合图4所示，铁芯7-1为u形铁芯，包括两个侧臂以及连接在两个侧臂一端的连接臂，结合图3所示，线圈7-2缠绕在两个侧臂上，连接臂粘接固定在绝缘盖板5上。
57.此外，如图2和图5所示，绝缘盖板5上一体浇注嵌设有两个接线柱5-1，两个接线柱5-1的上端伸入筒体4内部并与线圈7-2的两端连接，两个接线柱5-1的下端伸出绝缘盖板5，用于连接外部通电设备，以对线圈7-2通电。采用这种结构，方便了线圈7-2的接线，便于对
线圈7-2通电，相比单独在绝缘盖板5上开设过线孔而言，一体浇注嵌设的接线柱5-1能够保证密封性，保证输电设备的绝缘性能。
58.如图1和图2所示，电磁铁7位于捕捉腔内且不凸出于壳体1的内壁面，避免影响壳体1内其他部件。使用时，线圈7-2通电后使铁芯7-1磁化，产生的磁场可以将金属微粒主动吸附到捕捉腔中，这种方式下微粒捕捉效率高、效果好、更彻底，解决了现有被动式微粒捕捉效果差的问题。
59.本发明中的主动式微粒捕捉装置结构简单，根据需要可灵活布置，对产品结构尺寸要求低，从设备进行老练试验开始，在老练试验前、试验过程中及结束后的全过程中，电磁铁通电产生强磁场，将静止、运动中的金属微粒主动捕捉到陷阱内部，弥补常规微粒捕捉陷阱存在的缺陷，实现主动微粒捕捉。并且，在设备运行过程中或运行一段时间后，可定期给电磁铁通电，有效解决设备内部微粒捕捉问题。
60.本发明的主动式微粒捕捉装置弥补了常规微粒捕捉陷阱的缺点，能有效的捕捉设备壳体内部的绝大多数金属异物，大大降低异物放电风险，避免造成重大经济损失，能创造巨大的经济和社会效益。
61.本发明中输电设备的壳体组件的实施例2如图6所示，与实施例1不同的是，本实施例中的输电设备为gil设备或长母线，壳体内安装的是导电杆8以及与导电杆8插接配合的电联接结构9，两者之间构成导电杆插接结构，主动式微粒捕捉装置位于导电杆插接结构的正下方，能够主动捕捉导电杆8运动磨损产生的金属微粒，主动式微粒捕捉装置的具体结构与实施例1相同。
62.在输电设备的壳体组件的其他实施例中：输电设备也可以是直流输电的gis设备或者直流穿墙套管设备。
63.在输电设备的壳体组件的其他实施例中：壳体侧壁上侧壁开口也可以是在壳体侧壁上加工切口，然后在切口上焊接固定圈，固定圈的内孔构成侧壁开口。
64.在输电设备的壳体组件的其他实施例中：壳体的侧壁开口可以不是在底部，而是在壳体的前侧或者后侧。
65.在输电设备的壳体组件的其他实施例中：可以用永磁体作为磁吸件来代替电磁铁，这样使用时就不用通电，利用永磁体产生的磁场将金属微粒主动吸附到捕捉腔中；当然，也可以既设置永磁体、同时也设置电磁铁，使用初期利用永磁体产生的磁场吸附金属微粒，当永磁体的磁性减弱时，对电磁铁通电继续产生磁场来吸附金属微粒。
66.在输电设备的壳体组件的其他实施例中：磁吸件也可以与壳体的内壁面对齐。
67.在输电设备的壳体组件的其他实施例中：u形铁芯的连接臂也可以通过螺栓固定在绝缘盖板上。
68.在输电设备的壳体组件的其他实施例中：铁芯也可以是马蹄形或条形。
69.在输电设备的壳体组件的其他实施例中：盖板可以不是绝缘盖板，而是金属盖板，此时需要在金属盖板上设置过线孔，并且需要做绝缘和密封措施，例如安装绝缘密封接头。
70.在输电设备的壳体组件的其他实施例中：陷阱盖板可以是一体式的，包括一体相连的筒体和筒底，磁吸件安装在筒底壁上。
71.在输电设备的壳体组件的其他实施例中：当陷阱盖板是一体式时，陷阱盖板上也可以设置球形凹部，球形凹部的内腔构成捕捉腔。
72.在输电设备的壳体组件的其他实施例中：陷阱盖板也可以卡接固定在侧壁开口上，此时连接结构是卡扣；或者，陷阱盖板还可以焊接固定在侧壁开口上，此时连接结构是焊接面。
73.本发明中主动式微粒捕捉装置的实施例为：主动式微粒捕捉装置的具体结构与上述输电设备的壳体组件实施例中的主动式微粒捕捉装置相同，在此不再重述。
74.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。