[发明专利]气体绝缘电气设备

说明书

本发明是关于气体绝缘电气设备，更具体地说，是这样一种气体绝缘电气设备，即使在导电粒子混入该设备的状况下，也能防止该设备内绝缘强度的降低。

在许多场合下，气体绝缘电气设备作为一种装置，其中有一个作为供电导体的高压物件装配在一个密封有负电性气体，如SF₆气体的金属管内，在导电粒子混入这些设备并落下和附着于管子底部的情况下，该导电粒子在管子内部电场作用下，从管子内壁上升，并在气体空间漂浮。由于这些漂浮的导电粒子，气体空间的绝缘强度大大降低，为保证设备的绝缘可靠性，需要一种可避免这种导电粒子影响的设备配置。

为了解决这个问题，如日本专利申请第136811/80号中所表明的，有一种装置，带有这样的配置，即在管子内壁带有高介电常数的绝缘层，由于供给该设备的电压，产生一种能够克服作用于导电粒子的静电漂浮力的强静电引力，该静电引力作用于导电粒子和管子底部之间，从而抑制导电粒子的漂浮运动。在这种情况下，有必要使用高绝缘物质来形成一个绝缘层，这种绝缘物质的介电常数比预定值大。通常，一种有机高分子化合物的介电常数不大于6。虽然，无机化合物如烧结的钛酸钡的介电常数可达几千，但烧结钛酸钡等物质易碎，而不能加工。再者，把烧结的钛酸钡固定到具有环形内壁的管子上也是困难的。

另一方面，需要增大吸引绝缘层上导电粒子的静电引力，以便进一步改善设备的绝缘性能。

本发明的目的是增加对在绝缘层上导电粒子的引力，并且，提供一个气体绝缘电气设备，其中，有一个绝缘层，它能半永久性牢固地粘附在管子内壁上。

根据本发明，提供了一种气体绝缘电气设备，包括一个气密封绝缘气体的金属管，一个在上述金属管内由绝缘支撑部件支撑的导体，一个在上述金属管内表面的绝缘层。这种绝缘层由混合液体形成的涂层，通过无机材料的强绝缘材料粉末和有机材料混合获得，其中，有高介电常数的细粉末作为填充物质被溶解在粘合剂中。这种涂层的介电常数可根据填充物质混合比及其介电常数来调整。实验证实，当涂层形成时，它的介电常数变为等于或大于10，附着在涂层上的导电粒子的漂浮运动可被抑制。用这样的方法，用混合液体作为将高介电常数系统的薄膜绝缘层半永久性地且稳固地置于设备内壁的方式进行涂层，就形成了本发明。

另外，根据本发明，为增加绝缘层的静电引力，可在绝缘层的一侧进行导电处理。

本发明结合附图详细说明如下：

图1是根据本发明的第一个实施例的，带有绝缘层的气体绝缘电气设备垂直剖面图。

图2是图1实施例中沿Ⅱ-Ⅱ线的截面图。

图3表示粘合液和填充物质的混合比与介电常数的关系曲线。

图4表示吸引一导电粒子的绝缘层的电场与在绝缘层被极化处理时直流电场的关系曲线。

图5A和5B是本发明第二个实施例的原理图。

图6是本发明第二个实施例的局部截面图。

图7表示本发明的第二个实施例，把导电粒子吸引到绝缘层的力有所增加的曲线;以及

图8、9、10都是表示对本发明第一、二实施例改进后的结构图。

参考图1、2，气体绝缘电气设备是以如此方式构成，即：一个由绝缘支撑部件2绝缘地支撑着的高压导体3，高压导体3被置于内部封有绝缘气体的接地金属管或接地容器1内，在管子1的内壁上形成的高压绝缘系统的绝缘层4是由一涂层形成的，这个涂层用涂一种混合液的办法形成，而其粘合液中溶解有强绝缘材料的细粉末。

能够克服静电漂浮力的静电吸引力，通过所产生的电场，作用于导电粒子5和6上，（该粒子是落下并附着在管子底部和导电粒子之间的绝缘层4上）。以致阻碍混入设备的导电粒子5和6的漂浮运动。

为获得足够的静电引力来有效地阻碍导电粒子的漂浮运动，有必要使绝缘层的介电常数大于10，然而，这个介电常数是由粘合液和填充物质的介电常数，甚至是它们的混合率所决定的。

图3表示，在用普通未掺水的涂层溶液（溶剂40%原料60%）作为粘合液，钛酸钡陶瓷细粉末作为填充物质时，上述物质的混合比与上述混合液体形成的涂层的介电常数的关系曲线。涂层的介电常数ε_r，可通过增加填充物质的混合量ω来增加。在ω≥20（体积百分数）的情况下，可获得ε_r≥10。一方面，如图3所示的混合率与介电常数的关系，主要随着填充物质的介电常数而变化，同时，使用高介电常数的填充物质，也可有效地增加ε_r。