CN105356392B - 一种特高压直流穿墙套管组件 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种特高压直流穿墙套管组件，包括套管本体、同轴设置在套管本体两端的均压环及设置在套管外壁上的绝缘外套；均压环为多曲率均压环；绝缘外套为锯齿形绝缘外套。屏蔽筒与过渡筒连接的一端为宽口端、远离过渡筒的一端为窄口端；屏蔽筒的宽口端用法兰与过渡筒连接；屏蔽筒的窄口端与导电筒组件的外壁密封连接。本发明提出的组件适用于各种长度的导电管，且其优化了套管的悬臂负荷，降低了整体的悬垂变形，使得套管整体的电场分布更加均匀，同时减少了及电场尖端，提高了直流穿墙套管在电场中的可靠性及使用寿命。

Description

一种特高压直流穿墙套管组件

技术领域

本发明涉及穿墙套管技术领域，具体涉及一种特高压直流穿墙套管组件。

背景技术

据文献报道，自20世纪50年代高压直流输电投运以来，经过50多年的发展，特高压直流输电技术已逐步完善，上世纪70、80年代，前苏联进行过特高压直流输电工程实践，其主要设备已通过出厂试验并已建成1000多公里输电线路。国际工业界和学术界对特高压直流输电技术的研究和开发一直没有中断，特别是前苏联和日本交流特高压工程的建设和运行；靠着多年运行经验的积累，关键设备的设计、制造技术已发展成熟，而特高压直流设备的研发过程中针对特高压直流穿墙套管的生产制造也已日趋成熟；高压、超高压产品比较成熟，但是特高压(直流±800kV,交流1000kV以上)的发展仍是一个大问题。

目前，专利《201410773353.5一种特高压直流套管接头》及《201420801911.X一种特高压直流穿墙套管中心导电管组件》中的技术解决了中心导电管扰度问题引起套管内部的轴对称电场分布的改变，而影响套管绝缘性能的问题及克服了由于导电管内壁清理不彻底，残留金属碎屑或悬浮物，导致套管电极击穿的缺陷；但此两个专利均存在由于整体的悬垂变形而引起的电场分布不均及电场尖端过多的问题，影响了直流穿墙套管在电场中的可靠性使用。

因此，如何设计一种适用于各种长度的导电管且能够使得电场分布均匀的新型的特高压直流穿墙套管，是本领域亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供的一种特高压直流穿墙套管组件，该组件适用于各种长度的导电管，且其优化了套管的悬臂负荷，降低了整体的悬垂变形，使得套管整体的电场分布更加均匀，同时减少了及电场尖端，提高了直流穿墙套管在电场中的可靠性及使用寿命。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种特高压直流穿墙套管组件，所述特高压直流穿墙套管组件包括套管本体、同轴设置在所述套管本体两端的均压环及设置在所述套管外壁上的绝缘外套；

所述均压环为多曲率均压环；

所述绝缘外套为锯齿形绝缘外套。

优选的，所述套管本体包括导电管组件、套在导电管组件外且与所述导电管组件同轴设置的环氧管；

所述导电管组件包括其一端的突出圆盘、另一端的接头和同轴连接在所述突出圆盘与接头之间的多个依次连接的导电管；所述导电管内充有SF6气体；

所述环氧管有2个，且2个所述环氧管用同轴设置的过渡筒连接；

所述过渡筒套设在所述导电管组件的外部的中心处。

优选的，所述环氧管内与所述导电管外壁之间组成的腔体中充有SF6气体；

位于所述腔体中且靠近所述过渡筒的两端的所述导电管的外部，分别同轴套设有一个屏蔽筒；

2个所述屏蔽筒分别与所述过渡筒的两端同轴连接。

优选的，所述屏蔽筒与所述过渡筒连接的一端为宽口端、远离所述过渡筒的一端为窄口端；

所述屏蔽筒的宽口端用法兰与所述过渡筒连接；

所述屏蔽筒的窄口端与所述导电筒组件的外壁密封连接。

优选的，所述多曲率均压环的轴剖面为轴对称的椭圆形；

所述多曲率均压环的窄口端位于所述特高压直流穿墙套管组件的最外侧；

所述多曲率均压环的宽口端用法兰密封连接所述环氧管及导电管组件。

优选的，每一个所述环氧管的外部均粘套有一个所述锯齿形绝缘外套；

所述锯齿形绝缘外套的一端与所述过渡筒两端的法兰粘接；所述锯齿形绝缘外套的另一端与所述均压环宽口端的法兰连接。

优选的，所述锯齿形绝缘外套的触角的剖面为等腰锐角三角形；

所述锯齿形绝缘外套上的所述触角的长度，沿所述过渡筒向所述均压环的方向逐渐减小；

所述锯齿形绝缘外套的硅橡胶材料。

优选的，所述环氧管靠近其轴中心处的管直径大于其两端的管直径；所述环氧管的轴剖面为中间宽两端窄的扁担形。

从上述的技术方案可以看出，本发明提供了一种特高压直流穿墙套管组件，包括套管本体、同轴设置在套管本体两端的均压环及设置在套管外壁上的绝缘外套；均压环为多曲率均压环；绝缘外套为锯齿形绝缘外套。屏蔽筒与过渡筒连接的一端为宽口端、远离过渡筒的一端为窄口端；屏蔽筒的宽口端用法兰与过渡筒连接；屏蔽筒的窄口端与导电筒组件的外壁密封连接。本发明提出的组件适用于各种长度的导电管，且其优化了套管的悬臂负荷，降低了整体的悬垂变形，使得套管整体的电场分布更加均匀，同时减少了及电场尖端，提高了直流穿墙套管在电场中的可靠性及使用寿命。

与最接近的现有技术比，本发明提供的技术方案具有以下优异效果：

1、本发明所提供的技术方案中，设置在套管外壁上的绝缘外套采用宝塔形复合外套，套管中间较短部分采用直筒形结构，随着长度的增加，套管的复合外套直径尺寸逐渐变小，优化套管的悬臂负荷，降低整体的悬垂变形，改善套管整体的电场分布。

2、本发明所提供的技术方案，套管两端安装均压环，均压环不采用圆形结构，而是通过仿真分析软件经过多次优化计算后得到的多曲率均压环，优化电场，减少电场尖端。

3、本发明所提供的技术方案，腔体采用单屏蔽结构屏蔽筒，由于此处电场急剧变化，通过仿真分析软件经过多次优化计算后得到的屏蔽筒结构，能保证过渡筒附近电场强度降低，电场分布均匀，减少电场尖端；提高了直流穿墙套管在电场中的可靠性及使用寿命。

4、本发明所提供的技术方案，环氧管靠近其轴中心处的管直径大于其两端的管直径；所述环氧管的轴剖面为中间宽两端窄的扁担形，能保证过渡筒附近电场强度降低，电场分布均匀，减少电场尖端；提高了直流穿墙套管在电场中的可靠性及使用寿命。

5、本发明所提供的技术方案，适用于各种长度的导电管，也同样适用于800kV套管。

6、本发明提供的技术方案，应用广泛，具有显著的社会效益和经济效益。

附图说明

图1是本发明的一种特高压直流穿墙套管组件的剖面示意图；

图2是本发明的套管组件中的屏蔽筒的剖面示意图；

图3是本发明的套管组件中的多曲率均压环的剖面示意图；；

图4是本发明的一种特高压直流穿墙套管组件的应用例的剖面示意图。

其中，1-导电管组件、2-均压环、201-第一均压环、202-第二均压环、3-绝缘外套、301-户外复合外套、302-室内复合外套、4-过渡筒、5-屏蔽筒、501-第一屏蔽筒、502-第二屏蔽筒、6-法兰、601-第一上法兰、602-第一下法兰、603-第二上法兰、604-第二下法兰、7-环氧管、701-第一环氧管、702-第二环氧管、8-大盖板、9-小盖板、10-触头。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明提供一种特高压直流穿墙套管组件，特高压直流穿墙套管组件包括套管本体、同轴设置在套管本体两端的均压环2及设置在套管外壁上的绝缘外套3；

均压环2为多曲率均压环2；

绝缘外套3为锯齿形绝缘外套3。

套管本体包括导电管组件1、套在导电管组件1外且与导电管组件1同轴设置的环氧管7；

导电管组件1包括其一端的突出圆盘、另一端的接头和同轴连接在突出圆盘与接头之间的多个依次连接的导电管；导电管内充有SF6气体；

环氧管7有2个，且2个环氧管7用同轴设置的过渡筒4连接；

过渡筒4套设在导电管组件1的外部的中心处。

环氧管7内与导电管外壁之间组成的腔体中充有SF6气体；

位于腔体中且靠近过渡筒4的两端的导电管的外部，分别同轴套设有一个屏蔽筒5；

2个屏蔽筒5分别与过渡筒4的两端同轴连接。

如图2所示，屏蔽筒5与过渡筒4连接的一端为宽口端、远离过渡筒4的一端为窄口端；

屏蔽筒5的宽口端用法兰6与过渡筒4连接；

屏蔽筒5的窄口端与导电筒组件的外壁密封连接；腔体采用单屏蔽结构屏蔽筒5，由于此处电场急剧变化，通过仿真分析软件经过多次优化计算后得到的屏蔽筒5结构，能保证过渡筒4附近电场强度降低，电场分布均匀，减少电场尖端。

如图3所示，多曲率均压环2的轴剖面为轴对称的椭圆形；均压环2不采用圆形结构，而是通过仿真分析软件经过多次优化计算后得到的多曲率均压环2，优化电场，减少电场尖端。

多曲率均压环2的窄口端位于特高压直流穿墙套管组件的最外侧；

多曲率均压环2的宽口端用法6封连接环氧管7及导电管组件1。

每一个环氧管7的外部均粘套有一个锯齿形绝缘外套3；

锯齿形绝缘外套3的一端与过渡筒4两端的法兰6粘接；锯齿形绝缘外套3的另一端与均压环2宽口端的法兰6连接。锯齿形绝缘外套3即为宝塔形复合外套，套管中间较短部分采用直筒形结构，随着长度的增加，套管的复合外套直径尺寸逐渐变小，优化套管的悬臂负荷，降低整体的悬垂变形，改善套管整体的电场分布。

锯齿形绝缘外套3的触角的剖面为等腰锐角三角形；

锯齿形绝缘外套3上的触角的长度，沿过渡筒4向均压环2的方向逐渐减小；

锯齿形绝缘外套3的硅橡胶材料。

环氧管7靠近其轴中心处的管直径大于其两端的管直径；环氧管7的轴剖面为中间宽两端窄的扁担形。

如图4所示，本发明提供一种特高压直流穿墙套管组件的具体应用例，如下：

特高压直流穿墙套管，包括导电管组件1、第一环氧管701、第一环氧管702、户外复合外套301和室内复合外套302、第一均压环201、第二均压环202、第一屏蔽筒501和第二屏蔽筒502；

其中，导电管组件1同轴设置有第一环氧管701、第一环氧管702、户外复合外套301、室内复合外套302，导电管组件1两端设置有第一均压环201、第二均压环202；

第一环氧管701与户外复合外套301同轴设置并粘接一体，第一环氧管702与室内复合外套302同轴设置并粘接一体；

第一环氧管701与第一上法兰601同轴设置并粘接一体，导电管组件1的有突出圆盘的一端与第一上法兰601使用螺栓连接并固定支撑导电管组件1；

第一环氧管701与第一下法兰602粘接，第一环氧管702与第二下法兰604粘接，第一下法兰602与第二下法兰604通过过渡筒4使用螺栓连接；

其中，第一均压环201通过螺栓连接固定在第一下法兰602上，室内复合外套302与第二上法兰603粘接后与大盖板8通过螺栓连接，第二均压环202通过螺栓连接固定在大盖板8上。大盖板8与小盖板9之间设置有波纹管；小盖板9通过触头10与导电管组件1连接。触头10的外径小于导电管组件1的内径。

触头10的螺纹连接管端与小盖板9的中心螺纹孔连接，触头10的连接块端插入导电管组件1的一端，与导电管组件1连接。连接块外壁与导电管组件1内壁之间设有多个弹簧触指。第二上法兰603的剖面为T形。第二上法兰603和大盖板8的连接处设有密封圈。通孔的内壁与导电管组件1外壁之间设有多个密封圈。

室内复合外套302和户外复合外套301采用硫化橡胶材料。

大盖板8与小盖板9表面镀锡。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (2)

1.一种特高压直流穿墙套管组件，其特征在于，所述特高压直流穿墙套管组件包括套管本体、同轴设置在所述套管本体两端的均压环及设置在所述套管外壁上的绝缘外套；所述均压环为多曲率均压环；所述绝缘外套为锯齿形绝缘外套；

所述套管本体包括导电管组件、套在导电管组件外且与所述导电管组件同轴设置的环氧管；所述导电管组件包括其一端的突出圆盘、另一端的接头和同轴连接在所述突出圆盘与接头之间的多个依次连接的导电管；所述导电管内充有SF6气体；所述环氧管有2个，且2个所述环氧管用同轴设置的过渡筒连接；所述过渡筒套设在所述导电管组件的外部的中心处；

所述环氧管靠近其轴中心处的管直径大于其两端的管直径；所述环氧管的轴剖面为中间宽两端窄的扁担形；

所述环氧管内与所述导电管外壁之间组成的腔体中充有SF6气体；位于所述腔体中且靠近所述过渡筒的两端的所述导电管的外部，分别同轴套设有一个屏蔽筒；2个所述屏蔽筒分别与所述过渡筒的两端同轴连接；

所述屏蔽筒与所述过渡筒连接的一端为宽口端、远离所述过渡筒的一端为窄口端；所述屏蔽筒的宽口端用法兰与所述过渡筒连接；所述屏蔽筒的窄口端与所述导电管组件的外壁密封连接；

所述多曲率均压环的轴剖面为轴对称的椭圆形；所述多曲率均压环的窄口端位于所述特高压直流穿墙套管组件的最外侧；所述多曲率均压环的宽口端用法兰密封连接所述环氧管及导电管组件；

每一个所述环氧管的外部均粘套有一个所述锯齿形绝缘外套；所述锯齿形绝缘外套的一端与所述过渡筒两端的法兰粘接；所述锯齿形绝缘外套的另一端与所述均压环宽口端的法兰连接；

所述锯齿形绝缘外套的触角的剖面为等腰锐角三角形；所述锯齿形绝缘外套上的所述触角的长度，沿所述过渡筒向所述均压环的方向逐渐减小；所述锯齿形绝缘外套的硅橡胶材料。

2.如权利要求1所述的组件，其特征在于，所述腔体采用单屏蔽结构屏蔽筒。