[发明专利]一种可重复使用的集成式光纤气体密封法兰

说明书

一种可重复使用的集成式光纤气体密封法兰，涉及SF₆气体绝缘金属封闭开关设备领域；包括法兰固定孔、法兰本体、光纤密封组件、光纤密封组件固定孔、镍管、弧形焊锡槽和金属化光纤；法兰本体的边缘处均匀设置有法兰固定孔；光纤密封组件为圆盘状结构；光纤密封组件固定安装在法兰本体的中心处；光纤密封组件的边缘处均匀设置有光纤密封组件固定孔；弧形焊锡槽设置在光纤密封组件的中心处；镍管为细长管状结构；镍管竖直穿过弧形焊锡槽的中心处；金属化光纤沿轴向穿过镍管的中心；法兰本体与外部GIS设备通过法兰固定孔进行固定。本发明安装灵活可拆卸，制备工艺简单高效，减小了光纤气密法兰的生产成本，具有较好的经济效益和推广价值。

技术领域

本发明涉及一种SF₆气体绝缘金属封闭开关设备领域，特别是一种可重复使用的集成式光纤气体密封法兰。

背景技术

近年来，随着国家电力事业的大力发展，光学元件由于其自身优良的绝缘性能被广泛的应用在SF₆气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)中。一般，填充在GIS设备中的SF6气体的额定运行压力为0.11～0.70MPa，光学元件的光纤从GIS设备引入和引出端不仅需要承受大概1MPa的压强差，光纤连接处的气密性更需要保证(国标GB/T 20840.7中规定了GIS组合电器的相对年漏气率应不大于1％/年)。在GIS高压开关设备运行过程中，由于光纤气密法兰密封性出现问题造成SF₆气体的泄漏，从而造成GIS内部放电导致变电站停电事故，会给变电站和企业造成巨大的经济损失。同时由于电弧、火花放电和局部放电等因素影响下泄漏的SF6气体分解遇水变为有毒物质，更会对检修人员带来严重的人生危害。

目前，针对光纤气体密封的应对方案，主要有三种：(1)直接对光纤引出端进行涂胶固化，这种方法在一定程度上可以保证GIS腔体的气密性，但是光纤长时间受到SF₆高压气体的作用，光纤容易断裂和损坏，降低GIS系统的可靠性；(2)采用光纤金属化封装技术，可以保证气密封装处不存在内外压强差，如专利申请号为200420057817.4，名称为《光纤敏感元件金属化封装结构》的专利公开了一种解决光纤引入和引出端压强差的金属化封装结构，但是对于气密性的问题并没有提供具体应对措施，考虑到现实应用中GIS设备复杂的气密和气压环境，单独采用这种金属化封装结构已然不能完全满足要求；(3)同时采用以上两种方案，即先进行金属化封装然后注胶密封，如专利申请号为200910237042.6，名称为《一种用于GIS腔体的光纤气密引出方法》的专利采取将双组份环氧树脂胶对金属化光纤穿通孔进行灌封固化的方式保证GIS设备的气密性，这种工艺方法虽然简单有效，但环氧树脂胶容易受温度影响而发生形变，在GIS设备的长期运行过程中大大增加了SF₆气体泄漏的可能性。同时这种光纤气密法兰的制备不具有重复性，如果注胶、热处理等加工方式等其它机械公差配合的固定方式由于加工精度或固定工艺的原因，存在一定的漏气概率，一旦法兰漏气率超标，气密法兰也将报废。这在很大程度上降低了生产合格率，增加了人力和物力成本。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种可重复使用的集成式光纤气体密封法兰，安装灵活可拆卸，制备工艺简单高效，减小了光纤气密法兰的生产成本，具有较好的经济效益和推广价值。

本发明的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：

一种可重复使用的集成式光纤气体密封法兰，包括法兰固定孔、法兰本体、光纤密封组件、光纤密封组件固定孔、镍管、弧形焊锡槽和金属化光纤；其中，法兰本体为圆盘状结构；法兰本体的边缘处均匀设置有法兰固定孔；光纤密封组件为圆盘状结构；光纤密封组件固定安装在法兰本体的中心处；光纤密封组件的边缘处均匀设置有光纤密封组件固定孔；弧形焊锡槽设置在光纤密封组件的中心处；镍管为细长管状结构；镍管竖直穿过弧形焊锡槽的中心处；金属化光纤沿轴向穿过镍管的中心；法兰本体与外部GIS设备通过法兰固定孔进行固定。