[发明专利]气体绝缘装置

说明书

本发明涉及气体绝缘装置的改进，特别是用于直流电力传输的气体绝缘装置。

广泛使用的直流电力传输的气体绝缘装置中绝缘方面的一个大问题就是绝缘能力的退化，这是由于气体绝缘装置容器中有外来导电粒子进入或生成所致。在直流电场作用下，外来粒子一进入气体绝缘装置容器中就在其中飘浮，就会在保持飘浮状态的情况下运动，最后到达高压导电体上。外来导电粒子进一步会沿着导电体运动而粘附在绝缘隔离器的高场强部分，或者继续围绕导电体飘浮，这会危及其绝缘能力。

为了防止绝缘能力由于外来导电粒子的飘浮而恶化，通常采用的方法是利用倾斜的容器来去除这种飘浮粒子，比如在题目为“气体绝缘断路器的直流绝缘”(发表于日本电气工程师学会的“技术报告”第二编No.397,p.11,1991年12月)的文章中所提议的接地箱。据此，当外来导电粒子受电场作用上下运动时会通过倾斜接地箱向其下部运动并最终进入设置于该处的粒子俘获器而被俘获。

另外，在日本专利申请公开No.6-237517中公开的另一种方法中没有采用倾斜的接地箱，而是将导电体制作成为距离支承绝缘隔离器越远其直径越小(即导电体为锥形表面)，由此可以使外来导电粒子保持远离绝缘隔离器并由粒子俘获器俘获。

在如上所述的通常的气体绝缘装置中，如果施加于高压导电体上的直流电压的极性为正，则外来导电粒子的俘获差不多可以令人满意。但是，如果施加于高压导电体上的直流电压的极性为负，则外来导电粒子的俘获恐怕就不够充分了。在这种施加于高压导电体上的直流电压的极性为负的情况下，外来导电粒子在飘起之后立即到达高压导电体附近，并且在其周围长时间飘浮。粒子的此种表现是外来导电粒子产生的局部放电所致，并且在实验上称之为萤火现象。因此，即使在箱的底部设置一个粒子俘获器，在其中也无法俘获外来导电粒子。结果外来导电粒子就成为有害物质长时间地在箱内飘浮。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种能够在即使施加于高压导电体上的直流电压的极性为负的情况下，也能够可靠地俘获外来导电粒子，从而使这些粒子无害，并且使装置的介电能力得以大大提高的气体绝缘装置。

根据本发明，气体绝缘装置中包括接地箱，配置在接地箱中的导电体，其中有电流流过，并且在接地箱内装设有用来支承和固定此导电体的多个绝缘隔离器，其中，上述各个绝缘隔离器在导电体的纵向方向上分别以预定的间隔设置，接地箱密封，其中充以绝缘气体，此结构的改进之处在于在其中的导电体上设置有锥形部件，其直径随着与各相应的绝缘隔离器的距离的加大而逐渐减小，并且在锥形部件的直径最小处至少设置一处凸起，或一处凹陷，借此而使一部分电场比周围电场强度小。

在具有如上所述结构的气体绝缘装置中，一个外来导电粒子进入此装置或在此装置中生成时，会受到极性为负的直流电场的作用而飘起并且在围绕此导电体表面飘浮时与导电体发生多次碰撞。此时，由于在导电体上设置了其直径随着与缘隔离器的距离的加大而逐渐减小的锥形部件，当外来导电粒子与锥形表面碰撞时，外来导电粒子将在直径减小的方向上受到反作用力的作用。

结果，粒子向离开隔离器的方向运动并且到达在导电体上设置的凸起或凹陷处。由于接近凸起或凹陷处的电场强度比其余部分处的电场强度要低，当外来导电粒子与此部分接触时，其电荷迅速减少。因为静电力变小，外来导电粒子将落下而掉到接地箱的底部。

如果在接地箱的底部在凸起或凹陷处的下方设置有粒子俘获器，则装置的可靠性可以得到很大改善，因为外来导电粒子会在粒子俘获器中被俘获而不会再在气体中飘浮。

图1示出根据本发明的实施例的气体绝缘装置的剖视图；

图2是说明在对导电体施加极性为正的直流电压时外来导电粒子表现的示意图；

图3是说明在对导电体施加极性为负的直流电压时外来导电粒子表现的示意图；

图4是说明在导电体上设置有环(凸起)时外来导电粒子的行为的示意图；

图5示出本发明中所使用环的形状与介电能力之间的关系的特性曲线及下落的外来导电粒子比率与环形状之间的关系的特性曲线；

图6示出本发明另一个实施例中的气体绝缘装置的剖视图；

图7示出本发明再一个实施例中的气体绝缘装置的剖视图；

图8示出下落的外来导电粒子比率与环数之间的关系的特性曲线；

图9示出本发明的又一个实施例的气体绝缘装置的一部分的剖视图；

图10示出本发明另一个实施例的气体绝缘装置的一部分的剖视图；

图11示出本发明另外又一个实施例的气体绝缘装置的剖视图；