一种基于同心多级均压电容的550kV真空环保型GIS设备

本发明涉及gis设备，具体的说，涉及了一种基于同心多级均压电容的550kv真空环保型gis设备。

背景技术：

1、随着电力系统向超高压、大容量方向发展，550kv电压等级的gis设备需求日益增长。传统550kvgis断路器多采用sf6气体作为绝缘和灭弧介质，而sf6的全球变暖潜能值是二氧化碳的25200倍，环保问题日益突出。真空断路器作为一种环保型开关设备，是替代sf6断路器的理想方向，但受限于单断口真空灭弧室的耐压水平，超高压真空断路器必须采用多断口串联技术。

2、在多断口串联结构中，由于各断口对地杂散电容的存在，导致断口间电压分布严重不均。传统解决方案是在每个断口外部并联均压电容，但该方法存在以下问题：1外置均压电容占用大量罐式gis内部空间，与紧凑型设计要求矛盾；2外置均压电容与真空灭弧室之间的连接导体引入附加杂散参数，影响均压效果；3多级悬浮屏蔽罩在电场作用下呈现悬浮电位，其电位偏移会进一步恶化灭弧室内部电场分布，降低绝缘耐压能力。

3、为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种基于同心多级均压电容的550kv真空环保型gis设备，通过将环形均压电容同轴嵌套于真空灭弧室外侧形成自均压结构，实现灭弧室主屏蔽罩悬浮电位均压与断口间均压的一体化集成，取缔传统外置均压电容，在显著节省罐式gis内部空间的同时改善电压分布均匀性。

2、为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种基于同心多级均压电容的550kv真空环保型gis设备，包括：密闭罐体和沿轴向串联布设在所述密闭罐体内的两个252kv真空灭弧室；所述两个252kv真空灭弧室通过串联导体实现电气连接，形成双断口结构；

3、所述252kv真空灭弧室包括密封设置在静端盖和动端盖之间的若干绝缘外壳、环绕于静触头和动触头外围的中间主屏蔽罩；其中，相邻绝缘外壳之间通过屏蔽罩中封环密封连接，每个屏蔽罩中封环内侧固定设置有一个屏蔽罩，所述屏蔽罩中封环作为所述屏蔽罩的对外电气引出点；

4、所述252kv真空灭弧室两端外侧同轴间隙嵌套设置有若干环形均压电容；每个环形均压电容对应一个绝缘外壳设置；每个屏蔽罩中封环外侧同轴设置有一个外屏蔽罩，所述外屏蔽罩与所述屏蔽罩中封环电气连接；

5、所述环形均压电容两端分别电气连接至相邻的外屏蔽罩，以与所述屏蔽罩中封环并联连接形成电容分压支路。

6、在一些实施例中，所述环形均压电容包括若干个轴向平行于真空灭弧室的柱式电容，以及用于固定所述柱式电容两端的环形导电固定件，所述环形导电固定件还作为环形均压电容的电极，电气连接至相邻的外屏蔽罩。

7、在一些实施例中，所述柱式电容采用i类电容器陶瓷介质材料，介电常数为3000；所述环形均压电容的整体电容值为800～1200pf。

8、在一些实施例中，所述环形均压电容的内径与所述绝缘外壳外径之间的环形间隙为5～10mm。

9、在一些实施例中，所述环形均压电容外侧以及所述环形均压电容内侧与所述绝缘外壳之间的环形间隙浇筑有环氧固封材料，以形成固封绝缘层。

10、在一些实施例中，所述环氧固封材料与所述绝缘外壳之间还设置有界面缓冲剂层。

11、本发明的有益效果为：

12、本发明中环形均压电容同轴嵌套于绝缘外壳外侧，与真空灭弧室一体化集成，无需在gis罐体内额外占用空间布置外置均压电容，减少了中间连接环节和杂散参数，满足罐式多断口真空断路器紧凑型设计要求，且提高了系统的可靠性与运行效率；通过环形均压电容与屏蔽罩中封环直接电气连接，实现屏蔽罩悬浮电位均压与断口间均压的一体化控制，可有效降低真空灭弧室内外部电场强度；通过多级悬浮屏蔽罩的协同均压控制，灭弧室内部电场分布更加均匀；通过中间主屏蔽罩与屏蔽罩吸附电荷与环形均压电容的耦合，实现弧后不平衡电荷的动态补偿，具备静态均压与动态均压的双重功能。

1.一种基于同心多级均压电容的550kv真空环保型gis设备，其特征在于，包括：密闭罐体和沿轴向串联布设在所述密闭罐体内的两个252kv真空灭弧室；所述两个252kv真空灭弧室通过串联导体实现电气连接，形成双断口结构；

2.根据权利要求1所述的一种基于同心多级均压电容的550kv真空环保型gis设备，其特征在于，所述环形均压电容包括若干个轴向平行于真空灭弧室的柱式电容，以及用于固定所述柱式电容两端的环形导电固定件，所述环形导电固定件还作为环形均压电容的电极，电气连接至相邻的外屏蔽罩。

3.根据权利要求2所述的一种基于同心多级均压电容的550kv真空环保型gis设备，其特征在于，所述柱式电容采用i类电容器陶瓷介质材料，介电常数为3000；所述环形均压电容的整体电容值为800～1200pf。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种基于同心多级均压电容的550kv真空环保型gis设备，其特征在于，所述环形均压电容的内径与所述绝缘外壳外径之间的环形间隙为5～10mm。

5.根据权利要求4所述的一种基于同心多级均压电容的550kv真空环保型gis设备，其特征在于，所述环形均压电容外侧以及所述环形均压电容内侧与所述绝缘外壳之间的环形间隙浇筑有环氧固封材料，以形成固封绝缘层。

6.根据权利要求4所述的一种基于同心多级均压电容的550kv真空环保型gis设备，其特征在于，环氧固封材料的浇筑工艺为：

7.根据权利要求5所述的一种基于同心多级均压电容的550kv真空环保型gis设备，其特征在于，所述环氧固封材料与所述绝缘外壳之间还设置有界面缓冲剂层。