具有微粒捕捉功能的立式gis断路器
阅读说明：本技术 具有微粒捕捉功能的立式gis断路器 (Vertical GIS circuit breaker with particle capture function ) 是由 牛勃 马飞越 伍弘 孙尚鹏 倪辉 陈磊 魏莹 于 2021-08-26 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种具有微粒捕捉功能的立式GIS断路器,包括动侧触头、静侧触头、罐体和微粒捕捉装置,动侧触头和静侧触头自上而下安装在罐体内,该微粒捕捉装置安装在罐体底部内捕捉收集动侧触头和静侧触头在分合闸操作过程中产生的金属微粒,微粒捕捉装置包括设置在罐体底部的环形凹槽和格栅盖,格栅盖扣合在凹槽的上端口,环形凹槽和格栅盖共同围设形成金属微粒收容空间,格栅盖上设置多个长条形开口,该长条形开口便于金属微粒进入金属微粒收容空间内,金属微粒收容空间将产生金属微粒等异物捕捉收集,避免因金属微粒等异物在断路器内到处漂浮而导致灭弧室屏蔽对接地外壳内壁放电,减少了GIS断路器在实际使用中放电事故。(The invention discloses a vertical GIS circuit breaker with a particle capturing function, which comprises a movable side contact, a static side contact, a tank body and a particle capturing device, wherein the movable side contact and the static side contact are arranged in the tank body from top to bottom, the particle capturing device is arranged in the bottom of the tank body and captures and collects metal particles generated by the movable side contact and the static side contact in the switching-on and switching-off operation process, the particle capturing device comprises an annular groove and a grid cover which are arranged at the bottom of the tank body, the grid cover is buckled at an upper port of the groove, the annular groove and the grid cover jointly enclose to form a metal particle accommodating space, a plurality of strip-shaped openings are arranged on the grid cover, the metal particles can conveniently enter the metal particle accommodating space, the metal particle accommodating space captures and collects foreign matters such as the generated metal particles and the like, and avoids the arc extinguish chamber from floating in the circuit breaker to shield the inner wall of a grounded shell to discharge, the discharging accidents of the GIS breaker in the actual use are reduced.)
技术领域
本发明涉及电力供电设备技术领域，特别涉及一种具有微粒捕捉功能的立式GIS断路器。
背景技术
由于GIS断路器在生产、现场组装带来的毫米级及以上异物，该类异物成分主要包括块状丁腈橡胶缺陷、金属丝型缺陷、丁腈树脂丝状等，以及断路器触头磨合产生的微米级粉尘，以及断路器在工作过程中，灭弧室断口处动侧触头与静侧触头在多次分合闸操作过程中由于对中不良的原因、润滑不良的原因等，致使动侧触头与静侧触头接触处反复滑动摩擦而划伤触头表面，触头的材质是铜铬合金，然后在铜铬合金的触头表面镀银，由于划伤使镀银层脱落，产生金属微粒，该金属微粒为微米级粉尘，异物的成分主要以银、铜为主，金属微粒掉落到断口处内壁上，导致灭弧室屏蔽对接地外壳内壁放电，使GIS断路器在实际使用中经常出现放电事故。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种具有微粒捕捉功能的立式GIS断路器，该具有微粒捕捉功能的立式GIS断路器能够有效的将动侧触头和静侧触头在分合闸操作过程中产生的金属微粒捕捉收集，解决了因金属微粒导致灭弧室屏蔽对接地外壳内壁放电问题。
一种具有微粒捕捉功能的立式GIS断路器，包括动侧触头、静侧触头、罐体和微粒捕捉装置，动侧触头和静侧触头自上而下安装在罐体内，该微粒捕捉装置安装在罐体底部内捕捉收集动侧触头和静侧触头在分合闸操作过程中产生的金属微粒，微粒捕捉装置包括设置在罐体底部的环形凹槽和格栅盖，格栅盖扣合在凹槽的上端口，环形凹槽和格栅盖共同围设形成金属微粒收容空间，格栅盖上设置多个长条形开口，该长条形开口便于金属微粒进入金属微粒收容空间内。
优选的，格栅盖为外侧高而逐渐向内侧降低的凹面形，长条形开口以环绕设置在格栅盖上。
优选的，格栅盖为圆环形状，格栅盖的外侧边朝格栅盖的下侧壁弯曲延伸形成第一弧形部，格栅盖扣合在环形凹槽的上端口后，第一弧形部的边沿贴合在环形凹槽外侧内壁上，格栅盖的内侧边朝格栅盖的下侧壁弯曲延伸形成第二弧形部，第二弧形部的外侧壁贴合在环形凹槽内侧内壁上。
优选的，金属微粒收容空间为圆环状空间，金属微粒收容空间和格栅盖的形状相适应便于将掉落在格栅盖上的金属微粒收集，格栅盖上设置的长条形开口为弧形状，靠近内圈的长条形开口比靠近外圈的长条形开口较短。
优选的，第二弧形部贴合在环形凹槽的结合处设置多个第一固定孔，环形凹槽上设置多个螺纹孔，第一固定孔和螺纹孔一一对应，在每一个第一固定孔和相对应的螺纹孔中安装一个固定螺栓将格栅盖固定在环形凹槽的上端口上。
优选的，格栅盖的上端面边缘处设置和第一固定孔数量相对应的第一通孔，每一个第一通孔对应的设置在一个第一固定孔的正上方，第一通孔的直径大于第一固定孔的直径，将螺栓从第一通孔中穿过后再固定在第一固定孔和螺纹孔中。
优选的，具有微粒捕捉功能的立式GIS断路器还包括屏蔽罩，屏蔽罩安装在动侧触头的上端部，静侧触头安装在动侧触头的上方，屏蔽罩位于捕捉装置的上方且靠近捕捉装置设置，屏蔽罩包括对接部和屏蔽部，对接部和屏蔽部均为中空旋转体，屏蔽部自对接部延伸形成，屏蔽部包括异形弯曲段、第一弧形段和第二弧形段，异形弯曲段的一端自对接部延伸形成，第一弧形段的一端自异形弯曲段的另一端延伸形成，第二弧形段自第一弧形段的另一端延伸形成，对接部的下侧设置圆环状凸起部，凸起部的外侧壁、异形弯曲段的内侧壁、第一弧形段的内侧壁和第二弧形段的内侧壁共同围设形成半封闭的屏蔽空间，屏蔽部的最大半径大于捕捉装置内圆半径，屏蔽部的最大半径小于捕捉装置外圆半径，屏蔽部的最大半径即为第一弧形段的最大半径处，上述屏蔽罩和罐体之间形成金属微粒沉降的预留空间，大部分金属微粒沿着预留空间沉降至捕捉装置中，一小部分金属微粒沿着第一弧形段的外侧壁滑落后沉降至下方的捕捉装置中。
优选的，第一弧形段的外侧壁自异形弯曲段的外侧壁圆弧相切过度，第一弧形段的内侧壁自异形弯曲段的内侧壁圆弧相切过度；第二弧形段的外侧壁自第一弧形段的外侧壁圆弧相切过度，第二弧形段的内侧壁自第一弧形段的内侧壁圆弧相切过度；第二弧形段逐渐朝凸起部的下端面弯曲；对接部设置第二通孔和多个第二固定孔，第二通孔自对接部的上端面贯穿至下端面设置，多个第二固定孔环绕设置在第二通孔周围，每一个第二固定孔穿透对接部和凸起部。
优选的，动侧触头的上端设有和每一个第二固定孔对应的螺纹孔，用螺栓穿过第二固定孔后与螺纹孔相结合将屏蔽罩安装在动侧触头上，屏蔽罩随着动侧触头与静侧触头接触或脱离实现合闸或分闸动作。
优选的，第二弧形段的最前端接近动侧触头的外圆，第二弧形段的最前端与动侧触头的外圆之间的距离d为7.9mm。
上述具有微粒捕捉功能的立式GIS断路器能够将动侧触头和静侧触头在分合闸操作过程中产生的金属微粒捕捉收集，该捕捉装置包括设置在罐体底部的环形凹槽和格栅盖，格栅盖扣合在凹槽的上端口，环形凹槽和格栅盖共同围设形成金属微粒收容空间，金属微粒由于自重原因通过长条形开口进入金属微粒收容空间内，本发明将产生金属微粒等异物捕捉收集，避免因断路器的打开或闭合而激发使得金属微粒等异物漂浮在断路器内，到处漂浮的金属微粒会导致灭弧室屏蔽对接地外壳内壁放电，减少了立式GIS断路器在实际使用中放电事故。
附图说明
图1是具有微粒捕捉功能的立式GIS断路器主视图。
图2是图1中A-A处剖视图。
图3是图2中C处的放大图。
图4是格栅盖的立体图。
图5是格栅盖的俯视图。
图6是图5中B-B处剖视图。
图7是图1中屏蔽罩的结构图。
图8是图2中D处的放大图。
图中：具有微粒捕捉功能的立式GIS断路器100、微粒捕捉装置10、环形凹槽11、格栅盖12、长条形开口121、第一弧形部122、第二弧形部123、第一固定孔1231、固定螺栓1232、第一通孔124、动侧触头20、静侧触头30、罐体40、底部41、屏蔽罩50、对接部51、凸起部511、第二通孔512、第二固定孔513、屏蔽部52、异形弯曲段521、第一弧形段522、第二弧形段523。
具体实施方式
以下结合本发明的附图，对发明实施例的技术方案及技术效果做进一步的详细阐述。
请参看图1与图2，具有微粒捕捉功能的立式GIS断路器100包括微粒捕捉装置10、动侧触头20、静侧触头30和罐体40，动侧触头20和静侧触头30自上而下安装在罐体40内，微粒捕捉装置10安装在罐体40的底部41内捕捉收集动侧触头20和静侧触头30在分合闸操作过程中产生的金属微粒，微粒捕捉装置10包括设置罐体底部41的环形凹槽11和格栅盖12，格栅盖12扣合在凹槽11的上端口，环形凹槽11和格栅盖12共同围设形成金属微粒收容空间，参阅图4，格栅盖12上设置多个长条形开口121，该长条形开口121便于金属微粒进入金属微粒收容空间内。
参阅图3至图6，格栅盖12为外侧高而逐渐向内侧降低的凹面形，长条形开口121以环绕设置在格栅盖12上，因格栅盖12在实际使用中处在变化的电场中，因变化的电场作用下使带电金属微粒沿着格栅盖12倾斜的上表面移动，在金属微粒移动的过程中接近或移动至长条形开口121处，在带电金属微粒中和后，由于金属微粒自身重力的原因掉落到金属微粒收容空间内。格栅盖12为圆环形状，格栅盖12的外侧边朝格栅盖12的下侧壁弯曲延伸形成第一弧形部122，格栅盖12扣合在环形凹槽11的上端口后，第一弧形部122的边沿贴合在环形凹槽11外侧的内壁上，格栅盖12的内侧边朝格栅盖12的下侧壁弯曲延伸形成第二弧形部123，第二弧形部123的外侧壁贴合在环形凹槽11内侧内壁上，在分合闸的过程中产生的金属微粒由于自重原因全部掉落在圆环形的格栅盖12上。
参阅图3，金属微粒收容空间为圆环状空间，金属微粒收容空间和格栅盖12的形状相适应便于将掉落在格栅盖12上的金属微粒收集，参阅图4，格栅盖12上设置的长条形开口121为弧形状，靠近内圈的长条形开口121比靠近外圈的长条形开口121较短。上述长条形开口121也可设置成圆孔、或椭圆孔等形状。
参阅图4，第二弧形部123贴合在环形凹槽11的结合处设置多个第一固定孔1231，结合图3，环形凹槽11上设置多个螺纹孔111，第一固定孔1231和螺纹孔111一一对应，在每一个第一固定孔1231和相对应的螺纹孔111中安装一个固定螺栓1232将格栅盖12固定在环形凹槽11的上端口上。
参阅图4，格栅盖12的上端面边缘处设置和第一固定孔1231数量相对应的第一通孔124，每一个第一通孔124对应的设置在一个第一固定孔1231的正上方，第一通孔124的直径大于第一固定孔1231的直径，将固定螺栓1232从第一通孔124中穿过后再固定在第一固定孔1231和螺纹孔111中，该第一通孔124的设置便于将格栅盖12安装在环形凹槽11的上端口上。金属微粒等异物进入捕捉装置10内，由于捕捉装置10内电场梯度低，金属微粒等异物受到的电场力较小，所以金属微粒等异物受到重力大于电场力，使金属微粒不会从捕捉装置10内跳出。
参阅图2和图7，具有微粒捕捉功能的立式GIS断路器100还包括屏蔽罩50，屏蔽罩50安装在动侧触头20的上端部，静侧触头30安装在动侧触头20的上方，屏蔽罩50位于捕捉装置10的上方且靠近捕捉装置10设置，屏蔽罩50包括对接部51和屏蔽部52，对接部51和屏蔽部52均为中空旋转体，屏蔽部52自对接部51延伸形成，屏蔽部52包括异形弯曲段521、第一弧形段522和第二弧形段523，异形弯曲段521的一端自对接部51延伸形成，第一弧形段522的一端自异形弯曲段521的另一端延伸形成，第二弧形段523自第一弧形段522的另一端延伸形成，对接部51的下侧设置圆环状凸起部511，凸起部511的外侧壁、异形弯曲段521的内侧壁、第一弧形段522的内侧壁和第二弧形段523的内侧壁共同围设形成半封闭的屏蔽空间53，屏蔽部52的最大半径大于捕捉装置10内圆半径，屏蔽部52的最大半径小于捕捉装置10外圆半径，屏蔽部52的最大半径即为第一弧形段522的最大半径处，上述屏蔽罩50和罐体40之间形成金属微粒沉降的预留空间，大部分金属微粒沿着预留空间沉降至捕捉装置10中，一小部分金属微粒沿着第一弧形段522的外侧壁滑落后沉降至下方的捕捉装置中，由于第一弧形段522的外侧壁倾斜度较大，所以有利于金属微粒受自身重力作用而沉降。通过对上述屏蔽罩50进行电场仿真测试，屏蔽罩50外表面场强最大值为19.72kV/mm，而且场强分布也比较均匀，均匀的电场有利于金属微粒逐渐沉降至捕捉装置10中。
参阅图7，第一弧形段522的外侧壁自异形弯曲段521的外侧壁圆弧相切过度，第一弧形段522的内侧壁自异形弯曲段521的内侧壁圆弧相切过度；第二弧形段523的外侧壁自第一弧形段522的外侧壁圆弧相切过度，第二弧形段523的内侧壁自第一弧形段522的内侧壁圆弧相切过度；第二弧形段523逐渐朝凸起部的下端面弯曲；对接部51设置第二通孔512和多个第二固定孔513，第二通孔512自对接部51的上端面贯穿至下端面设置，多个第二固定孔513环绕设置在第二通孔512周围，每一个第二固定孔513穿透对接部51和凸起部。上述圆弧相切的过度设置更有利于屏蔽罩50外表面的场强分布均匀。
参阅图7，动侧触头20的上端设有和每一个第二固定孔513对应的螺纹孔，用螺栓穿过第二固定孔513后与螺纹孔相结合将屏蔽罩50安装在动侧触头20上，屏蔽罩50随着动侧触头20与静侧触头30接触或脱离实现合闸或分闸动作。
参阅图8，第二弧形段523的最前端接近动侧触头20的外圆，第二弧形段523的最前端与动侧触头20的外圆之间的距离d为7.9mm。
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