本實用新型涉及過電壓防護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種納米晶磁環(huán)裝置。

背景技術(shù)：

氣體絕緣變電站(Gas Insulated Swi tchgear，簡稱GIS)具有占地面積小、可靠性高、安全性好、安裝周期短、維護(hù)方便等優(yōu)點，因此GIS是中國各級電網(wǎng)的重要組成部分。

操作隔離開關(guān)所引起的特快速暫態(tài)過電壓(Very Fast Trans i ent Overvoltage，簡稱VFTO)是GIS故障的主要原因之一。在隔離開關(guān)操作過程中，其斷口間會產(chǎn)生多次的電弧重燃或預(yù)擊穿，每一次的電弧重燃都會產(chǎn)生一定幅值的瞬態(tài)過電壓，瞬態(tài)過電壓將沿隔離開關(guān)斷口向兩側(cè)傳輸，經(jīng)過多次折、反射形成幅值較高的VFTO，研究表明其幅值最高可達(dá)到3.0p.u.左右。

目前抑制VFTO的方式有：合閘電阻、避雷器和簡化接線等等。在GIS的適當(dāng)位置加裝避雷器時，避雷器對特快速暫態(tài)過電壓的抑制效果與避雷器與隔離開關(guān)動作點的位置有關(guān)；而在開關(guān)設(shè)備內(nèi)部接入合閘電阻，會增加開關(guān)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性及制造成本，且需要設(shè)置手動操作機(jī)構(gòu)，此外，合閘電阻的接入直接改變電路參數(shù)，影響電力潮流，可能會增加GIS故障率。因而傳統(tǒng)的合閘電阻和避雷器對抑制VFTO效果十分有限。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種納米晶磁環(huán)裝置，以解決現(xiàn)有抑制VFTO技術(shù)中存在的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、可靠性低和抑制效果不理想的問題。

根據(jù)本實用新型的實施例，提供了一種納米晶磁環(huán)裝置，包括：納米晶磁環(huán)串、保護(hù)殼、屏蔽罩和絕緣件；

所述氣體絕緣封閉開關(guān)設(shè)備上套設(shè)有所述納米晶磁環(huán)串；

所述納米晶磁環(huán)串包括若干納米晶磁環(huán)；

各所述納米晶磁環(huán)沿所述氣體絕緣封閉開關(guān)設(shè)備的軸向緊密排列；

相鄰的兩個所述納米晶磁環(huán)之間通過第一粘結(jié)層相連接；

所述保護(hù)殼套設(shè)在所述納米晶磁環(huán)串的外部；

所述保護(hù)殼的內(nèi)徑與所述納米晶磁環(huán)的外徑相等；

所述屏蔽罩與所述保護(hù)殼通過第二粘結(jié)層相連接；

所述磁環(huán)串的兩端設(shè)有所述絕緣件；

所述絕緣件與相鄰的所述納米晶磁環(huán)通過所述第一粘結(jié)層相連接；

所述納米晶磁環(huán)的外徑為750mm～770mm；

所述納米晶磁環(huán)的內(nèi)徑為690mm～710mm。

優(yōu)選地，所述納米晶磁環(huán)是由鐵基納米晶材料制成的圓筒形結(jié)構(gòu)體。

優(yōu)選地，所述納米晶磁環(huán)的厚度為20mm～40mm。

優(yōu)選地，所述屏蔽罩是由不銹鋼制成的圓柱形筒體。

優(yōu)選地，所述保護(hù)殼是由鋁合金制成的圓柱形筒體。

優(yōu)選地，所述絕緣件的材料為環(huán)氧樹脂。

優(yōu)選地，所述第一粘結(jié)層為非溶型環(huán)氧樹脂粘合劑粘接層。

優(yōu)選地，所述第二粘結(jié)層硅脂雙面膠粘接層。

由以上技術(shù)方案可知，本實用新型提供的一種納米晶磁環(huán)裝置，固定于氣體絕緣封閉開關(guān)設(shè)備上，包括：納米晶磁環(huán)串、保護(hù)殼、屏蔽罩和絕緣件；所述氣體絕緣封閉開關(guān)設(shè)備上套設(shè)有所述納米晶磁環(huán)串，可以改變所在線段的波阻抗，增加電感和渦流；所述保護(hù)殼套設(shè)在所述納米晶磁環(huán)串的外部，能夠保護(hù)內(nèi)部所述納米晶磁環(huán)，提高所述裝置的強(qiáng)度和剛度；所述屏蔽罩通過第二粘結(jié)層與所述保護(hù)殼相連接，可以改善所述裝置外表面的電場分布，避免局部場強(qiáng)過高而發(fā)生事故；所述納米磁環(huán)串的兩端設(shè)有所述絕緣件，可以抑制所述納米磁環(huán)串兩端的納米晶磁環(huán)沿面放電。當(dāng)產(chǎn)生VFTO時，由于VFTO行波的等效頻率在兆赫茲以上，線路接入所述裝置就相當(dāng)于接入一非線性電感，且等效電感越大，VFTO行波降低的陡度越多；此外，所述納米晶磁環(huán)由于高頻特性，會在高頻下產(chǎn)生渦流損耗，VFTO行波的部分能量被所述納米晶磁環(huán)吸收并轉(zhuǎn)化成熱量散出，VFTO行波幅值也因此減小。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，成本低，無需手動操作，可靠性高，能有效地抑制VFTO的幅值和陡度。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為根據(jù)一優(yōu)選實施例示出的一種納米晶磁環(huán)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，1-納米晶磁環(huán)串，2-保護(hù)殼，3-屏蔽罩，4-絕緣體，5-第一粘結(jié)層，6-第二粘結(jié)層，7-氣體絕緣封閉開關(guān)設(shè)備，11-納米晶磁環(huán)。

具體實施方式

下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護(hù)的范圍。

如圖1所示，為本實用新型提供的一種納米晶磁環(huán)裝置的一優(yōu)選實施例，所述納米晶磁環(huán)裝置固定于氣體絕緣封閉開關(guān)設(shè)備7上，包括：納米晶磁環(huán)串1、保護(hù)殼2、屏蔽罩3和絕緣件4；

所述氣體絕緣封閉開關(guān)設(shè)備7上套設(shè)有所述納米晶磁環(huán)串1，可以改變所在線段的波阻抗，增加電感和渦流；

所述納米晶磁環(huán)串1包括若干納米晶磁環(huán)11，所述納米晶磁環(huán)11的數(shù)量可根據(jù)實際應(yīng)用的需要進(jìn)行選取。

各所述納米晶磁環(huán)11沿所述氣體絕緣封閉開關(guān)設(shè)備7的軸向緊密排列；

相鄰的兩個所述納米晶磁環(huán)11之間通過第一粘結(jié)層5相連接；

所述保護(hù)殼2套設(shè)在所述納米晶磁環(huán)串1的外部；

所述保護(hù)殼2的內(nèi)徑與所述納米晶磁環(huán)11的外徑相等，以保證所述保護(hù)殼2與所述納米晶磁環(huán)11之間為緊密連接。

所述屏蔽罩3與所述保護(hù)殼2通過第二粘結(jié)層6相連接；

所述磁環(huán)串1的兩端設(shè)有所述絕緣件4；

所述絕緣件4與相鄰的所述納米晶磁環(huán)11通過所述第一粘結(jié)層5相連接；

所述納米晶磁環(huán)11的外徑為750mm～770mm；

所述納米晶磁環(huán)11的內(nèi)徑為690mm～710mm。

VFTO，又稱為隔離開關(guān)操作過電壓，其定義為波前時間在3～100納秒范圍內(nèi)的瞬態(tài)過電壓。VFTO產(chǎn)生的根本原因是隔離開關(guān)觸頭兩端的電壓差導(dǎo)致觸頭間隙擊穿，在擊穿瞬間會產(chǎn)生上升沿極陡的沖擊電壓，并在GIS內(nèi)部傳播。由于GIS回路各部件的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不同，這種沖擊波經(jīng)過不斷的折、反射和波形疊加，最終形成可能對設(shè)備絕緣安全造成威脅的瞬態(tài)沖擊電壓。

與其他過電壓不同的是，因為開關(guān)觸頭的運動速度較慢，一次隔離開關(guān)操作中，可產(chǎn)生的VFTO波形可達(dá)數(shù)十甚至上百次之多。VFTO的大小會隨著觸頭間隙擊穿的情況而變化，而理論的最大VFTO，出現(xiàn)在隔離開關(guān)兩側(cè)電壓都處于峰值且極性相反時發(fā)生的擊穿。

在本實施例中，當(dāng)所述氣體絕緣封閉開關(guān)設(shè)備7正常工作時，所述氣體絕緣封閉開關(guān)設(shè)備7中電壓和電流的頻率為工頻50Hz，由于頻率很低，所述納米晶磁環(huán)11表現(xiàn)出的感抗和對系統(tǒng)的影響可以忽略不計。對于本實用新型所述的納米晶磁環(huán)11，在工頻50Hz下，其磁性能要滿足最大磁感應(yīng)強(qiáng)度Bm大于或等于1.0T，剩磁比Br/Bm大于或等于0.40。

當(dāng)產(chǎn)生VFTO時，由于VFTO行波的等效頻率在兆赫茲以上，線路接入所述裝置就相當(dāng)于接入一非線性電感，且等效電感越大，VFTO行波降低的陡度越多；此外，所述納米晶磁環(huán)11由于高頻特性，會在高頻下產(chǎn)生渦流損耗，VFTO行波的部分能量被所述納米晶磁環(huán)11吸收并轉(zhuǎn)化成熱量散出，VFTO行波幅值也因而被衰減，使VFTO最大幅值被限制在1.4p.u.以下，高頻振蕩受到明顯抑制。

優(yōu)選地，所述納米晶磁環(huán)11是由鐵基納米晶材料制成的圓筒形結(jié)構(gòu)體。鐵基納米晶材料具有優(yōu)異的綜合磁性能：高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度、高初始磁導(dǎo)率、高頻損耗低、卓越的溫度穩(wěn)定性和靈活的頻率特性等，是一種理想的廉價高性能軟磁材料，且具有較好的耐蝕性和磁穩(wěn)定性，可增強(qiáng)抑制VFTO的可靠性，并顯著提高VFTO的抑制效果。

優(yōu)選地，所述納米晶磁環(huán)11的厚度為20mm～40mm，既可提高所述納米晶磁環(huán)11抑制VFTO的效果，同時還可降低成本。

優(yōu)選地，所述屏蔽罩3是由不銹鋼制成的圓柱形筒體。屏蔽罩3可以改善所述納米晶磁環(huán)裝置外表面的電場分布，避免局部場強(qiáng)過高而產(chǎn)生局部放電；采用不銹鋼材料，可以提高所述納米晶磁環(huán)裝置耐環(huán)境腐蝕能力、且不易磨損，使用壽命高。

優(yōu)選地，所述保護(hù)殼2是由鋁合金制成的圓柱形筒體。鋁合金材料具有自重輕、強(qiáng)度高、成本低、不易變形和密閉性能好等優(yōu)點，所述保護(hù)殼2套設(shè)于所述納米晶磁環(huán)串1的外部，能夠保護(hù)內(nèi)部所述納米晶磁環(huán)11，避免所述納米晶磁環(huán)11發(fā)生損傷，并且提高所述納米晶磁環(huán)裝置整體的機(jī)械強(qiáng)度和剛度，提高所述納米晶磁環(huán)裝置抑制VFTO的可靠性。

優(yōu)選地，所述絕緣件4的材料為環(huán)氧樹脂。環(huán)氧樹脂具有良好的穩(wěn)定性和優(yōu)良的電絕緣性，由環(huán)氧樹脂澆注的所述絕緣件4可以避免VFTO作用下所述納米晶磁環(huán)11表面產(chǎn)生沿面放電而削弱抑制VFTO效果的情況，有利于增強(qiáng)所述納米晶磁環(huán)裝置抑制VFTO的效果。

優(yōu)選地，所述第一粘結(jié)層5為非溶型環(huán)氧樹脂粘合劑粘結(jié)層。非溶型環(huán)氧樹脂粘合劑具有良好的電絕緣性，且粘結(jié)強(qiáng)度高，柔韌性強(qiáng)，能承受高強(qiáng)度的沖擊及振動。所述第一粘結(jié)層5可以使相鄰的兩個所述納米晶磁環(huán)11緊密連接起來，形成所述納米晶磁環(huán)串1，并且使所述絕緣件4與所述納米晶磁環(huán)11緊密連接，有利于增強(qiáng)所述納米晶磁環(huán)裝置抑制VFTO的效果。

優(yōu)選地，所述第二粘結(jié)層6為硅脂雙面膠粘結(jié)層。硅脂雙面膠具有高導(dǎo)熱性和良好的電絕緣性,并具有服帖性和強(qiáng)粘性。所述第二粘結(jié)層6可以將所述屏蔽罩3與所述保護(hù)殼2粘接成一體。VFTO行波的部分能量被所述納米晶磁環(huán)11吸收并轉(zhuǎn)化成熱量散出，由于所述第二粘結(jié)層6具有高導(dǎo)熱性，因而可將熱量快速傳導(dǎo)出去。

由以上技術(shù)方案可知，本實用新型提供的一種納米晶磁環(huán)裝置，固定于氣體絕緣封閉開關(guān)設(shè)備7上，包括：納米晶磁環(huán)串1、保護(hù)殼2、屏蔽罩3和絕緣件4；所述氣體絕緣封閉開關(guān)7設(shè)備上套設(shè)有所述納米晶磁環(huán)串1，可以改變所在線段的波阻抗，增加電感和渦流；所述保護(hù)殼套2設(shè)在所述納米晶磁環(huán)串1的外部，能夠保護(hù)內(nèi)部所述納米晶磁環(huán)11，提高所述裝置的強(qiáng)度和剛度；所述屏蔽罩3通過第二粘結(jié)層6與所述保護(hù)殼2相連接，可以改善所述裝置外表面的電場分布，避免局部場強(qiáng)過高而發(fā)生事故；所述納米磁環(huán)串1的兩端設(shè)有所述絕緣件4，可以抑制所述納米磁環(huán)串1兩端的納米晶磁環(huán)11沿面放電。當(dāng)產(chǎn)生VFTO時，由于VFTO行波的等效頻率在兆赫茲以上，線路接入所述裝置就相當(dāng)于接入一非線性電感，且等效電感越大，VFTO行波降低的陡度越多；此外，所述納米晶磁環(huán)11由于高頻特性，會在高頻下產(chǎn)生渦流損耗，VFTO行波的部分能量被所述納米晶磁環(huán)11吸收并轉(zhuǎn)化成熱量散出，VFTO行波幅值也因此減小。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，成本低，無需手動操作，可靠性高，能有效地抑制VFTO的幅值和陡度。

本領(lǐng)域技術(shù)人員在考慮說明書及實踐這里公開的實用新型后，將容易想到本實用新型的其它實施方案。本申請旨在涵蓋本實用新型的任何變型、用途或者適應(yīng)性變化，這些變型、用途或者適應(yīng)性變化遵循本實用新型的一般性原理并包括本實用新型未公開的本技術(shù)領(lǐng)域中的公知常識或慣用技術(shù)手段。說明書和實施例僅被視為示例性的，本實用新型的真正范圍和精神由下面的權(quán)利要求指出。

應(yīng)當(dāng)理解的是，本實用新型并不局限于上面已經(jīng)描述并在附圖中示出的精確結(jié)構(gòu)，并且可以在不脫離其范圍進(jìn)行各種修改和改變。本實用新型的范圍僅由所附的權(quán)利要求來限制。