气体绝缘系统以及绝缘子组件的制作方法

1.本实用新型总体涉及气体绝缘系统，更具体地涉及气体绝缘系统以及用于气体绝缘系统的绝缘子组件。


背景技术：

2.通常，气体绝缘系统包括壳体和电气设备/部件。壳体可以限定密闭空间，并且充满例如sf6的绝缘气体。诸如电路断路器、隔离开关、导体管之类的电气设备/部件可以容置在该密闭空间中，以便安全地进行电气操作。常见的气体绝缘系统包括例如气体绝缘开关设备(gis)和气体绝缘输电线路(gil)。
3.气体绝缘输电线路通常包括中空的圆筒形壳体，设置在壳体中央的导体管，以及使导体管与壳体电绝缘的绝缘子。绝缘子布置在壳体内并支撑导体管。
4.关于绝缘子在壳体内的安装，在一些现有的技术方案中，绝缘子的自由端可以直接焊接至壳体，或者可以通过连接板螺纹连接至壳体内表面上的凸台。对于前者，焊接飞溅物可能会污染例如绝缘子、导体管和壳体的内表面，需要采取复杂的措施来避免或消除这种污染。对于后者，由于制造公差(例如壳体上凸台的焊接公差)较大，连接板与壳体凸台之间的间隙波动较大。如果该间隙过小，在组装过程中连接板和壳体会发生刮擦，并且连接板和壳体凸台上的螺栓孔将难以对准。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的就在于解决上述现有技术中存在的问题，提出一种改进的气体绝缘系统。
6.为此，本实用新型的第一方面提供了一种气体绝缘系统。所述气体绝缘系统包括：壳体；绝缘子组件，所述绝缘子组件设置在所述壳体内并且包括：绝缘子，所述绝缘子包括中央部分和从所述中央部分向外延伸的腿部；以及连接构件，所述连接构件呈筒形形状并且设置成围绕所述绝缘子，所述腿部连接至所述连接构件；其中，所述连接构件包括径向向外突出的突出部，所述突出部固定至所述壳体并且在固定至所述壳体时抵接所述壳体的内表面。
7.根据本实用新型的气体绝缘系统通过连接构件将绝缘子直接固定至壳体，尺寸链短，组装公差较小。并且，连接构件可以通过机械加工以较小的制造公差形成而具有准确的尺寸，进而有助于保证组装时连接构件能够与壳体的内表面间隔开，使得连接构件和壳体上的紧固点(例如紧固孔)能够容易对准并且能够避免连接构件与壳体刮擦产生不期望的颗粒。
8.根据上述技术构思，本实用新型的第一方面可进一步包括任何一个或多个如下的可选形式。
9.在一些可选形式中，所述腿部在其端部处内嵌有金属嵌件，所述金属嵌件连接至所述连接构件。
10.在一些可选形式中，所述突出部固定至所述壳体的端部处。
11.在一些可选形式中，所述壳体包括筒形部段以及与所述筒形部段的端部相连的法兰部段，所述突出部固定至所述法兰部段。
12.在一些可选形式中，所述连接构件包括呈筒形形状的连接本体，所述突出部从所述连接本体径向向外突出并且包括第一平板部分，所述壳体的内表面包括平面部分；其中，所述第一平板部分在所述突出部固定至所述壳体时抵接所述平面部分。
13.在一些可选形式中，所述连接本体的周壁包括第二平板部分，所述金属嵌件连接至所述第二平板部分。
14.在一些可选形式中，所述第一平板部分、所述平面部分和所述第二平板部分中的至少一者通过机械加工成形。如此，第一平板部分、平面部分和第二平板部分紧固平面均可以以较小的制造公差成形，也有助于减少组装公差。
15.在一些可选形式中，所述连接本体的周壁集成有颗粒捕集器。
16.在一些可选形式中，所述突出部包括第一紧固孔以用于通过第一紧固件将所述突出部紧固至所述壳体，所述连接构件包括第二紧固孔以用于通过第二紧固件将所述金属嵌件紧固至所述连接构件，所述突出部与所述第二紧固孔在所述连接构件的轴向方向上间隔开。
17.根据本实用新型的第二方面提供了一种用于气体绝缘系统的绝缘子组件。所述绝缘子组件包括：绝缘子，所述绝缘子包括中央部分和从所述中央部分向外延伸的腿部；以及连接构件，所述连接构件呈筒形形状并且设置成围绕所述绝缘子，所述腿部连接至所述连接构件；其中，所述连接构件包括径向向外突出的突出部，所述突出部适于固定至所述气体绝缘系统的壳体并且在固定至所述壳体时抵接所述壳体的内表面。
18.在一些可选形式中，所述腿部在其端部处内嵌有金属嵌件，所述金属嵌件连接至所述连接构件。
19.根据本实用新型的气体绝缘系统及绝缘子组件中的用于绝缘子的连接/紧固结构简单且制造公差易于控制，能够方便地进行组装并且具有较低的组装公差。
附图说明
20.本实用新型的其他特征以及优点将通过以下结合附图详细描述的可选实施方式更好地理解，附图中相同的附图标记标识相同或相似的部件，其中：
21.图1是根据本实用新型的示例性实施例的气体绝缘系统的局部立体图；
22.图2a和图2b分别是图1中的气体绝缘系统沿不同平面剖切的横向截面图；
23.图3是图1中的气体绝缘系统的局部纵向截面图；
24.图4a和图4b分别是图1中的气体绝缘系统的壳体的法兰部段的立体图和平面图；
25.图5a和图5b分别是图1中的气体绝缘系统的连接构件从不同角度观察的立体图；以及
26.图6a和图6b分别是图1中的气体绝缘系统的绝缘子从不同角度观察的立体图。
具体实施方式
27.下面详细讨论实施方式的实施和使用。然而，应当理解，所讨论的具体实施方式仅
仅示范性地说明实施和使用本实用新型的特定方式，而非限制本实用新型的范围。在描述时各个部件的结构位置例如上、下、顶部、底部等方向的表述不是绝对的，而是相对的。当各个部件如图中所示布置时，这些方向表述是恰当的，但图中各个部件的位置改变时，这些方向表述也相应改变。
28.在本实用新型中，筒状或环状部件的轴向方向指的是沿部件的中心轴线的方向，筒状或环状部件的周向方向指的是沿部件周长的方向，筒状或环状部件的径向方向指的是经过部件的中心轴线且与部件的轴向方向垂直的方向。
29.在本文中，气体绝缘系统是指下述系统/设备：该系统/设备包括金属壳体和电气装置/部件，其中，金属壳体用于限定填充有绝缘气体的封闭空间，电气装置/部件容纳在金属壳体中。下面将以gil为例讨论根据本实用新型的气体绝缘系统和用于气体绝缘系统的绝缘子组件。应当理解，根据本实用新型的气体绝缘系统可以呈其他气体绝缘系统(比如gis)的形式，并且根据本实用新型的绝缘子组件可以应用于其他气体绝缘系统，比如，应用于gis以支撑其母线。
30.图1示出了根据本实用新型的示例性实施例的气体绝缘系统100的一个区段。气体绝缘系统100呈gil的形式。可以理解，gil通常具有较长的长度，并可以由多个图1中所示的gil的区段组成。在图示的实施例中，气体绝缘系统100主要包括壳体102、容纳在壳体102中用于承载电流的导电管104、以及用于支撑导电管104并将导电管104与壳体102绝缘的绝缘子组件106。
31.参照图1至图3，壳体102可以具有筒形形状并且在其端部处具有开口108。壳体102可以包括筒形部段110以及与筒形部段110的端部相连的法兰部段112。可选地，筒形部段110与法兰部段112可以通过焊接固定在一起。在图示的实施例中，筒形部段110的两端各设置有一个法兰部段112，用于例如与gil的其他区段的壳体联接。
32.导电管104可以同轴地布置在壳体102内。通常，壳体102处于地电位，而导电管104处于相对较高的电位，比如在100kv-1200kv的范围内的电位。壳体102和导电管104可以由诸如铝、铝合金和铜之类的金属材料制成。
33.参照图1至图2b，绝缘子组件106布置在壳体102和导电管104之间以将导电管104支撑在壳体102内。绝缘子组件106包括绝缘子114和连接构件116。绝缘子114包括中央部分118和从中央部分118向外延伸的腿部120。连接构件116呈筒形形状并且设置成围绕绝缘子114。绝缘子114的腿部120连接至连接构件116。连接构件116包括径向向外突出的突出部122。突出部122固定至壳体102并且在固定至壳体102时抵接壳体102的内表面。
34.参考图1至图3和图6a至图6b，绝缘子114具有沿中心轴线a延伸的中央部分118和从中央部分118沿垂直于中心轴线a的径向方向延伸的腿部120。中央部分118具有环形形状。中央部分118可以结合有金属套筒128。金属套筒128构造成用于容纳导电管104，并且金属套筒128连接至导电管104。在图示的实施例中，绝缘子114具有三个腿部120。腿部120可以以两个相邻腿部120之间成120
°
的角度的方式布置。每个腿部120在其端部处可以内嵌有金属嵌件130，以便借助于连接构件116将绝缘子114连接至壳体102。可以设想，绝缘子114可以具有其他合适数量的腿部120，例如，两个腿部120。中央部分118和腿部120可以由绝缘材料、例如环氧树脂制成。金属嵌件130和金属套筒128可以由金属材料、比如铝和铝合金制成。
35.参考图2a至图5b，连接构件116可以呈筒形形状并且设置成围绕绝缘子114。连接构件116可以同轴地设置在壳体102内。
36.在图示的实施例中，连接构件116包括大致筒形形状的连接本体132。突出部122从连接本体132径向向外突出并且包括第一紧固孔124以用于通过第一紧固件126将突出部122紧固至壳体102。连接构件116还可以包括第二紧固孔134，以用于通过第二紧固件135将绝缘子114的金属嵌件130紧固至连接构件116。
37.突出部122可以包括相对于连接本体132突出的第一平板部分136。第一平板部分136可以包括第一紧固孔124。相应地，壳体102包括与第一紧固孔124对应的第三紧固孔138。壳体102的内表面可以包括凹陷的平面部分140。第三紧固孔138可以位于平面部分140中。在突出部122紧固至壳体102时，第一平板部分136抵接平面部分140。第一紧固件126可以例如为螺纹紧固件、铆钉等。第一紧固件126可以穿过第一紧固孔124进入第三紧固孔138以将突出部122固定至壳体102。在图示的实施例中，第一紧固件126呈螺栓的形式。由于第一紧固孔124位于突出部122的第一平板部分136中并且第三紧固孔138位于壳体102的内表面的平面部分140中，在进行紧固时，第一紧固件126的头部、突出部122的第一平板部分136以及壳体102的内表面的平面部分140可以以较大的接触面积紧密地贴靠在一起，以避免第一紧固件126松动，实现突出部122与壳体102的牢固联接。此外，第一紧固件126的头部被容纳在突出部122限定的空间内而不会相对于连接本体132的内周表面突出，这可以避免第一紧固件126的头部处发生尖端放电。
38.突出部122与第二紧固孔134可以在连接构件116的轴向方向上间隔开。由于绝缘子114通常设置在距壳体102的端部一定距离处，突出部122与第二紧固孔134间隔开允许将突出部122设置成更靠近壳体102的端部，以便进行紧固时观察和对齐突出部122上的第一紧固孔124与壳体102上的第三紧固孔138，进而方便气体绝缘系统100的组装，这将在下文中进一步描述。可选地，突出部122可以紧固至壳体102的端部处，以便通过壳体102的端部处的开口108方便地进行紧固孔的对齐和紧固操作。在图示的实施例中，突出部122可以紧固至法兰部段112。
39.连接构件116可以包括沿其周向方向间隔开的多个突出部122。每个突出部122可以包括至少一个第一紧固孔124。在图示的实施例中，连接构件116具有四个突出部122，每个突出部122包括两个第一紧固孔124。可以理解的是，连接构件116也可以具有其他合适数量的突出部122，每个突出部122也可以具有其他合适数量的第一紧固孔124。
40.参照图3至6b，在图示的实施例中，连接本体132的周壁可以包括第二平板部分144。第二紧固孔134可以位于第二平板部分144中。绝缘子114的金属嵌件130可以具有平面的端面146。第二紧固件135可以例如为螺纹紧固件、铆钉等。第二紧固件135可以穿过第二紧固孔134进入金属嵌件130中的第四紧固孔131以将绝缘子114固定至连接构件116。在图示的实施例中，第二紧固件135可以呈螺栓的形式。由于第二紧固孔134位于连接本体132的第二平板部分144中并且金属嵌件130的端面146为平面，在进行紧固时，第二紧固件135的头部、连接构件116的第二平板部分144以及金属嵌件130的端面146可以以较大的接触面积紧密地贴靠在一起，以避免第二紧固件135松动，实现绝缘子114与连接构件116的牢固联接。
41.连接本体132可以包括沿其周向方向间隔开的多个第二平板部分144。每个第二平
板部分144可以包括至少一个第二紧固孔134。在图示的实施例中，连接本体132具有三个第二平板部分144，每个第二平板部分144包括四个第二紧固孔134。可以理解的是，连接本体132也可以具有其他合适数量的第二平板部分144，每个第二平板部分144也可以具有其他合适数量的第二紧固孔134。
42.第一平板部分136、平面部分140和第二平板部分144中的至少一者通过机械加工成形。可选地，第一平板部分136、平面部分140和第二平板部分144可以均通过机械加工成形，例如通过冲压、铣削等成形，以保证其精度，进而减少组装公差。
43.参照图1和图5b，连接本体132的周壁可以集成有颗粒捕集器150。颗粒捕集器150可以设置成在连接构件116的径向方向上面对绝缘子114，防止壳体102内颗粒附着在绝缘子114表面引起沿绝缘子114表面的闪络。颗粒捕集器150可以呈孔口阵列的形式。
44.下面结合图1至图6b描述根据本实用新型的气体绝缘系统100的安装方式。
45.首先，可以将绝缘子114放入连接构件116内，并且通过第二紧固件135将绝缘子114固定至连接构件116。接着，可以将导电管104固定至绝缘子114的金属套筒128。
46.然后，将组装在一起的绝缘子114和连接构件116以及导电管104沿着壳体102的轴向方向移动到壳体102中，将连接构件116调整成使得连接构件116的第一紧固孔124与壳体102的第三紧固孔138对准。其中，连接构件116和壳体102的尺寸可以设置成使得将连接构件116放入壳体102中时连接构件116与壳体102的内表面间隔开，突出部122与壳体102的内表面之间的间距可以较小。
47.最后，可以使用第一紧固件126将连接构件116的突出部122紧固至壳体102的例如法兰部段112处，在此过程中，连接构件116可以发生略微变形使得突出部122在紧固至壳体102时抵接壳体102的内表面，从而将绝缘子114固定至壳体102并且为绝缘子114提供支撑。
48.连接构件116可以通过机械加工以较小的制造公差成形而具有准确的尺寸，从而保证连接构件116在放入壳体102时能够与壳体102的内表面间隔开，使得连接构件116不会与壳体102发生刮擦，而且可以方便地将连接构件116的第一紧固孔124调整成与壳体102的第三紧固孔138对准。而且绝缘子114通过连接构件116直接固定/组装至壳体102，组装过程中累积的组装公差较小，有助于保持导电管104在壳体102内的居中。
49.应当理解的是，本文描述的各个部件和特征可由多种材料制成，包括但不限于聚合物、金属等本领域技术人员所熟知的材料以及其它合适的材料或者材料的组合。图1至图6b所示实施例仅显示了根据本实用新型的气体绝缘系统和绝缘子组件的各个可选部件的形状、尺寸和布置方式，然而其仅为示意而非限制，在不背离本实用新型的思想和范围的情况下，亦可采取其他形状、尺寸和布置方式。
50.以上已揭示本实用新型的技术内容及技术特点，然而可以理解的是，在本实用新型的创作思想下，本领域的技术人员可以对上述公开的构思作各种变化和改进，但都属于本实用新型的保护范围。上述实施方式的描述是示例性的而不是限制性的，本实用新型的保护范围由权利要求所确定。