CN104092172B - 气体绝缘输电线路 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种气体绝缘输电线路，包括若干连接的管道单元，各管道单元包括壳体、分别设置在壳体两端的第一法兰和第二法兰、安装在所述壳体内的导体，以及设置在所述壳体和所述导体之间的绝缘气体，其中，所述壳体包括复合管和金属管，所述第一法兰和第二法兰分别固定在所述复合管的两端，所述金属管的一端固定在所述第一法兰上，另一端与所述第二法兰之间设有弹性件，通过所述弹性件实现活动连接。通过设置弹性件，来实现两端法兰和金属管之间的导电连通，结构简单，整体电气性能好。

Description

气体绝缘输电线路

技术领域

本发明涉及一种高压输电用气体绝缘输电线路，具体涉及一种气体绝缘输电线路的管道单元。

背景技术

目前传统的输电方式主要由架空线路和电缆线路构成，架空线路存在着线损大、易受环境气候因素影响，消耗大量空间和土地资源等缺陷，而电缆线路虽然可应用于城市地下输电，但其同样存在着线损大、电容电流大的问题，且目前电缆线路的截面积已到技术和经济的极限，载流量受到限制，还必须配以无功补偿装置和冷却系统。

近年，根据特殊气候地理环境要求或者城市地下输电发展需求，产生了气体绝缘输电线路(GIL：Gas Insulated Line)，是一种采用绝缘气体绝缘、外壳与导体同轴布置的高电压、大电流电力传输设备。气体绝缘输电线路的特性与架空线路相似，无绝缘老化的问题，损耗低，安全防护性好，占地空间小，在大容量长距离输电方面具有优势。由于GIL为管道封闭结构，通常可采用直埋敷设、户外架设和隧道安装。因此对于不同的自然环境，安装十分灵活。与电缆和架空线相比，导体和外壳界面积大，电阻小，因而损耗显得相对较小。此外，电容要比电缆小，即使长距离输电也无需无功补偿和冷却系统，运行成本大大降低。

然而，气体绝缘输电线路存在的问题是一次设备投资较大，尽管在大容量高电压输送中，其投资低于电缆线路，但较高的铝合金等材料成本还是制约了其发展和推广应用。虽然通过发展直埋气体绝缘输电线路可以大大降低施工成本，但金属材质外壳直接与土壤接触存在着腐蚀性问题。

针对上述问题，申请人于2014年3月3日提出的中国专利申请201410074628.6，提出了一种新型气体绝缘输结构。如图1所示，其管道单元包括壳体1’、安装在壳体1’内的导体2’、用于支撑导体2’的盆式绝缘子3’，以及设置在壳体1’、导体2’和盆式绝缘子3’的绝缘气体4’。其中，壳体1’包括金属层和复合材料层构成的复合结构，能够在保证壳体1’整体强度的同时，使整体成本大大降低。

在进一步的研发过程中，发现上述方案有以下不足之处，由于金属层的厚度大大减小，在将金属层焊接至其两端的法兰上时，难度较大，且不易保证连接强度，从而影响产品整体的电气性能。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种气体绝缘输电线路，能够在降低材料成本的同时，提高整体的电气性能。

为实现上述发明目的，本发明所采用的技术手段如下：一种气体绝缘输电线路，包括若干连接的管道单元，各管道单元包括壳体、分别设置在壳体两端的第一法兰和第二法兰、安装在所述壳体内的导体，以及设置在所述壳体和所述导体之间的绝缘气体，其中，所述壳体包括复合管和金属管，所述第一法兰和第二法兰分别固定在所述复合管的两端，所述金属管的一端固定在所述第一法兰上，另一端与所述第二法兰之间设有弹性件，通过所述弹性件实现活动连接。

进一步地，所述第二法兰包括法兰盘和连接在所述法兰盘上的套筒，所述弹性件设置在所述套管和所述金属管之间。

进一步地，所述金属管具有套设在所述套管内部的接触端，所述弹性件设置在所述套筒的内壁和所述接触端的外壁之间。

进一步地，所述套管的内壁上开设有凹槽，所述弹性件收容在所述凹槽内。

进一步地，所述第二法兰上设置有固定件，所述弹性件设置在所述固定件上。

进一步地，所述弹性件为弹簧触指或表带触指。

进一步地，所述复合管位于金属管的外部。

进一步地，所述复合管由浸渍基体材料的玻璃纤维纱缠绕成型。

通过将占成本构成40％以上的金属壳体用经济性的复合管和金属管混合结构加以替代，可使气体绝缘输电线路的整体成本下降20％以上。同时，将金属管通过弹性件与对应的法兰活动连接，无需焊接，保证了金属管与两端法兰之间导电连通的稳定性，从而提高了产品整体的电气性能。

附图说明

本发明的结构和操作方式以及进一步的目的和优点将通过下面结合附图的描述得到更好地理解，其中，相同的参考标记标识相同的元件：

图1是背景技术中所揭示气体绝缘输电结构的管道单元的部分元件剖视图；

图2是本发明第一实施方式气体绝缘输电线路的管道单元的部分元件剖视图；

图3是图2中所示弹性件的立体结构示意图。

图4是本发明第二实施方式气体绝缘输电线路的管道单元的部分元件剖视图；

图5是图4中所示弹性件的局部立体结构示意图。

具体实施方式

根据要求，这里将披露本发明的具体实施方式。然而，应当理解的是，这里所披露的实施方式仅仅是本发明的典型例子而已，其可体现为各种形式。因此，这里披露的具体细节不被认为是限制性的，而仅仅是作为权利要求的基础以及作为用于教导本领域技术人员以实际中任何恰当的方式不同地应用本发明的代表性的基础，包括采用这里所披露的各种特征并结合这里可能没有明确披露的特征。

本发明提供的气体绝缘输电线路，包括若干管道单元，各管道单元包括壳体、安装在壳体内的导体，以及设置在壳体和导体之间的绝缘气体。壳体的两端分别安装有法兰，导体的两端分别通过盆式绝缘子支撑。法兰与相对应的盆式绝缘子通过连接件固定后，使导体同轴地固定在壳体内，并形成填充绝缘气体的密闭空间。

导体采用导电性能高的铝合金材料，作用是传输电流，其外径根据具体的电压等级等参数要求来定。盆式绝缘子的材料为环氧树脂，用于形成容纳绝缘气体的密闭空间，同时支撑导体并保持导体与壳体同心。绝缘气体可选用SF6气体或SF6-N2混合气体，内部发生电弧时，不会爆炸和燃烧，有利于防火。

上述导体、盆式绝缘子和绝缘气体等元件均未进行图示，具体结构同背景技术中的图1所示，也可进一步参考201410074628.6号专利申请公开的技术内容，在此不再赘述。下面结合图2至图5，详细描述本发明第一实施方式和第二实施方式的壳体结构。

实施方式一：

如图2所示，壳体1包括复合管11和位于复合管11内部的金属管12，第一法兰21和第二法兰22分别固定在复合管11的两端。金属管12的一端固定在第一法兰21上，另一端与第二法兰22之间设有弹性件3，通过弹性件3实现活动连接。

本实施方式中，金属管12通过铝合金材质的薄片卷制焊接而成，厚度根据电压等级和电流大小等参数要求来定。复合管11设置在金属管12的外部，由浸渍基体材料的玻璃纤维纱在缠绕机的芯模(未图示)上缠绕成型。

复合管11由作为增强材料的玻璃纤维纱和基体材料复合而成。基体材料可以为环氧树脂，乙烯基酯树脂，或者是聚氨酯树脂。在本实方式中，基体材料为环氧树脂。在复合管11的成型过程中，环氧树脂胶液会和玻璃纤维纱经过一系列物理化学变化，形成环氧树脂固化物。同时，该环氧树脂固化物在环氧树脂胶液与玻璃纤维纱之间形成结构和性能优越的界面层，该界面层把玻璃纤维纱与环氧树脂胶结合成一个整体，使得由该环氧树脂与玻璃纤维纱制成的复合管11具有良好的机械性能和电气性能，从而满足壳体1的整体强度需求。

第一法兰21和第二法兰22分别胶装在复合管11的两端并固定。第一法兰21具有第一法兰盘211和连接在第一法兰盘211上的第一套筒212，第二法兰22具有第二法兰盘221和连接在第二法兰盘221上的第二套筒222。第一套筒212和第二套筒222分别部分套接在复合管11的两端。

金属管12的一端设有向外延伸的凸缘121，另一端设有套设在第二套筒222内的接触端122。通过紧固件213，将凸缘121固定在第一法兰21的第一法兰盘211上。第二套筒222的内壁上开设有环形凹槽223，弹性件3收容在凹槽223内，弹性抵接在接触端122的外壁上。

结合图3所示，本实施方式中，弹性件3为弹簧触指，呈环形，恰好收容在第二法兰22的凹槽223内，使金属管12和第二法兰22的第二套筒222弹性抵接在一起，实现活动连接。

具体加工时，先通过复合材料缠绕成型，并经过固化和车削后形成复合管11；然后将第一法兰21和第二法兰22分别胶装至复合管11的两端；接着将弹性件3安装在第二法兰22的凹槽223内；再将金属管12从第一法兰21所在的一端插入，直至金属管12的自由端抵接至弹性件3；最后通过紧固件213将金属管12锁固在第一法兰21上，使金属管12通过弹性件3实现两端第一法兰21和第二法兰22的导电连通。

需要指出，本发明并不限于上述实施方式中的具体结构，其中，金属管12也可以设置在复合管11的外部，此时弹性件3设置在第二套筒222的外壁和金属管12的内壁之间。

实施方式二：

如图4所示，本实施方式中，壳体4结构与第一实施方式中的壳体1结构基本相同，包括复合管41和金属管42，复合管41两端分别安装有第一法兰51和第二法兰52。不同之处在于弹性件6的设置方式，在第二法兰52上进一步设置固定件7，弹性件6被设置在固定件7和金属管42之间，实现金属管42和第二法兰52间的活动连接。

固定件7具体包括基部71和自基部71弯折延伸的环部72，环部72的外壁开设有凹槽73。弹性件6设置在金属管42的内壁和环部72的外壁之间，并收容在凹槽73内。

结合图5所示，本实施方式中的弹性件6具体为表带触指，包括位于两侧的导轨部61和设置在导轨部61间的弹片部62。安装后，导轨部61卡设在凹槽73内，弹片部62抵接在金属管42的内壁上。

具体加工时，先将第一法兰52和第二法兰52安装在复合管42的两端，接着将弹性件6安装在固定件7上，然后通过紧固件81将固定件7的基部71锁固在第二法兰52上；再将金属管42插入直至其内壁抵接至弹性件6，最后将金属管42通过紧固件82锁固在第一法兰51上，使金属管42通过与弹性件6抵接实现两端的第一法兰51和第二法兰52的导电连通。

本发明的气体绝缘输电线路，其壳体包括复合管和金属管，能够使整体成本大大降低；通过将两端法兰直接安装在复合管上，技术成熟，便于加工；最重要的，通过在金属管和法兰之间设置弹性件，来实现两端法兰和金属管之间的导电连通，结构简单，整体电气性能好。

本发明的技术内容及技术特点已揭示如上，然而可以理解，在本发明的创作思想下，本领域的技术人员可以对上述结构和材料作各种变化和改进，包括这里单独披露或要求保护的技术特征的组合，明显地包括这些特征的其它组合。这些变形和/或组合均落入本发明所涉及的技术领域内，并落入本发明权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种气体绝缘输电线路，包括若干连接的管道单元，各管道单元包括壳体、分别设置在壳体两端的第一法兰和第二法兰、安装在所述壳体内的导体，以及设置在所述壳体和所述导体之间的绝缘气体，其特征在于：所述壳体包括分体设置的复合管和金属管，所述复合管内壁和所述金属管外壁之间设置贯通的间隙，所述第一法兰和第二法兰分别固定在所述复合管的两端，所述金属管的一端固定在所述第一法兰上，另一端与所述第二法兰之间设有弹性件，通过所述弹性件实现活动连接。

2.如权利要求1所述的气体绝缘输电线路，其特征在于：所述第二法兰包括法兰盘和连接在所述法兰盘上的套筒，所述弹性件设置在所述套筒和所述金属管之间。

3.如权利要求2所述的气体绝缘输电线路，其特征在于：所述金属管具有套设在所述套筒内部的接触端，所述弹性件设置在所述套筒的内壁和所述接触端的外壁之间。

4.如权利要求3所述的气体绝缘输电线路，其特征在于：所述套筒的内壁上开设有凹槽，所述弹性件收容在所述凹槽内。

5.如权利要求1所述的气体绝缘输电线路，其特征在于：所述第二法兰上设置有固定件，所述弹性件设置在所述固定件上。

6.如权利要求1所述的气体绝缘输电线路，其特征在于：所述固定件上开设有凹槽，所述弹性件卡设在所述凹槽内。

7.如权利要求1所述的气体绝缘输电线路，其特征在于：所述弹性件为弹簧触指或表带触指。

8.如权利要求1所述的气体绝缘输电线路，其特征在于：所述复合管位于金属管的外部。

9.如权利要求1所述的气体绝缘输电线路，其特征在于：所述复合管由浸渍基体材料的玻璃纤维纱缠绕成型。