CN105977887B - 一种充气式特高压直流穿墙套管 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种充气式特高压直流穿墙套管，包括绝缘外套和贯穿绝缘外套的中心导体，中心导体一端固接在绝缘外套一侧的户外侧套管端盖上，另一端经过波纹管与设置在绝缘外套另一侧的T型波纹管端盖密封连接，波纹管端盖和中心导体之间还设置有拉伸装置，波纹管与拉伸装置配合对中心导体实施单侧拉伸。本发明具有结构简单、通流能力强、性能可靠等特点，并且有利于直流输电系统的安全稳定运行。

Description

一种充气式特高压直流穿墙套管

【技术领域】

本发明属于电气工程技术领域，特别涉及一种充气式特高压直流穿墙套管。

【背景技术】

高电压直流输电技术由于其所具备的优势，具有线路损耗小、线路造价低、运行可靠、系统稳定性强、适用于远距离大容量电力输送以及比较容易实现非同步电网间互联等诸多优点，而越来越受到电力行业的青睐，特别是在远距离电网联络、跨海输电及大容量输电等方面时，高压直流输电的优越性越来越明显。特高压直流穿墙套管作为直流输电系统的重要高端电气设备，对电能的经济传输、灵活分配和安全使用具有重要的作用。

目前，±800kV及以上电压等级的直流穿墙套管主要依赖进口，且绝大部分仍然是传统的电容式套管结构。也有极少数的充气式套管结构，但其中心导体多为两段式插接结构，中部需要绝缘子进行支撑。电容式套管内绝缘的电容芯子受制造质量的影响会产生局部放电，会诱发套管内部绝缘劣化，既而发生绝缘击穿故障。同时充气式套管内部设置绝缘子会产生空间电荷吸附，导致绝缘子老化加速，既而发生绝缘击穿故障，降低了高压穿墙套管使用的可靠性。

为了解决现有直流穿墙套管因制造及自身原因给直流输电带来的不可控风险，需要对现有的直流穿墙套管进行深入的研究，必要时进行大的结构改进和优化，因此研发出一种新型的不带任何绝缘子的纯充气式直流穿墙套管可以较好的解决现有直流穿墙套管的不足和缺陷，提高直流输电的可靠性。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种结构简单、通流能力强、性能可靠的充气式特高压直流穿墙套管。

本发明采用以下技术方案：

一种充气式特高压直流穿墙套管，包括绝缘外套以及设置在该绝缘外套内的中心导体，所述中心导体一端固接在户外侧套管端盖上，另一端经过波纹管与设置在所述绝缘外套另一侧的T型波纹管端盖密封连接，所述波纹管端盖的中心设置有中心孔，该中心孔内设置有紧固装置，该紧固装置与波纹管端盖连接，所述的中心导体通过中心导体接头与紧固装置连接，中心导体中部不设任何支撑。

所述T型波纹管端盖包括水平部和竖直部，所述紧固装置固定在水平部，所述中心导体接头连接在竖直部，且在中心导体接头的外部与T型波纹管端盖竖直部的内壁之间设置有导电装置，以将电流传导至波纹管端盖，再经过接线端子送出。

所述波纹管的一端与绝缘外套连接，波纹管另外一端安装有所述的波纹管端盖。

所述的中心导体外周进一步安装有导向装置，该导向装置通过滑条与中心导体外壁连接。

所述导向装置和中心导体之间进一步设置有导电装置，确保导向装置不会产生悬浮电位。

所述导电装置是螺旋弹簧、表带触指或者其他具有导电性能的结构。

所述的导向装置为铝合金材料且刚性高于中心导体；所述滑条是含石墨的聚四氟乙烯材质或其他同等材料。

所述的绝缘外套包括户外空心复合绝缘子和户内空心复合绝缘子，所述的户外空心复合绝缘子和户内空心复合绝缘子通过中部连接筒连接，所述的中部连接筒为焊接铝壳体，该中部连接筒设有安装法兰，通过安装法兰将产品装于阀厅墙体所预留的安装位置。

所述的中心导体用高导电率的铝合金材料制成，所述的紧固装置为硬质铝合金制成。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：本发明中心导体不使用任何支撑，因此没有了固体绝缘件劣化、空间电荷聚集等现象引起的绝缘失效问题，性能更加可靠；通过波纹管提供的拉力来克服中心导体在非垂直安装时因自身重力引起的下垂问题，使得中心导体在非垂直安装时可以尽可能保持在直线状态，从而避免中心导体与绝缘套管之间因绝缘距离变短而引起的气体间隙或固体绝缘表面的放电问题，进而防止绝缘套管受到损坏，提高特高压直流穿墙套管使用的可靠性。

内部充气后，由于内外压力不同产生的压差会对波纹管端盖施加向外的推力，波纹管作为弹性元件使得波纹管端盖可以在轴向产生一定量的位移，因而带动中心导体通过若干滑条在轴向进行拉伸，以减小其因重力产生的挠度，SF6气体均匀充满整个套管内腔，保证电气性能可靠。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

【附图说明】

图1为本发明使用状态示意图；

图2本发明的整体结构示意图；

图3为本发明A处结构剖视示意图；

图4为本发明B处结构剖视示意图。

其中：1.外部均压屏蔽罩；2.户内空心复合绝缘子；3.中部连接筒；4.户外空心复合绝缘子；5.内部高压侧屏蔽筒；6.内部接地屏蔽筒；7.中心导体；8.波纹管；9.导电装置；10.滑条；11.导电装置；12.滑条；13.滑条；14.导向装置；15.中心导体接头；16.紧固装置；17.接线端子；18.波纹管端盖；19.户外侧套管端盖。

【具体实施方式】

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1至4所示，本发明一种充气式特高压直流穿墙套管，结构由户内侧和户外侧组成，包括用于外部均压的屏蔽罩1、户内空心复合绝缘子2、用于中部相连的中部连接筒3、户外空心复合绝缘子4、用于内部屏蔽的高压侧屏蔽筒5、内部接地屏蔽筒6、中心导体7、波纹管8、导电装置9、11、滑条10、12、13、导向装置14、中心导体接头15、紧固装置16、接线端子17、波纹管端盖18、户外侧套管端盖19。

所述的中心导体7采用具有高导电率的铝合金材料，中心导体7的一端焊接固定在绝缘外套一侧的户外侧套管端盖19上，另一端经过波纹管8与T型波纹管端盖16密封连接，波纹管端盖16和中心导体7之间还设置有拉伸装置，波纹管8与拉伸装置配合对中心导体7实施单侧拉伸，以抵消中心导体7在非垂直安装时自身重力的影响，使得中心导体尽可能保持在直线状态，从而确保中心导体7和绝缘套管之间的有效绝缘距离，进而降低绝缘套管的放电几率，提高绝缘套管的可靠性。

请参阅图3所示，拉伸装置包括波纹管8，波纹管8一端与户外空心复合绝缘子连接，另外一端连接波纹管端盖18，该波纹管端盖18为T型结构，包括水平部和竖直部，所述水平部的中心设置有中心孔，该中心孔内固定安装有紧固装置16，该紧固装置16与波纹管端盖18连接，所述的中心导体7通过中心导体接头15与紧固装置16螺纹连接。使中心导体接头15固定连接在竖直部，且在中心导体接头的外部与T型波纹管端盖18竖直部的内壁之间设置有导电装置9，以将电流传导至波纹管端盖18，再经过接线端子送出。

所述的中心导体7外周进一步安装有导向装置14，该导向装置14通过滑条12、13与中心导体外壁连接。所述导向装置和中心导体之间进一步设置有导电装置，确保导向装置14不会产生悬浮电位。该导电装置是螺旋弹簧、表带触指或者其他具有导电性能的结构。所述的导向装置14为铝合金材料且刚性高于中心导体7；所述滑条12、13是含石墨的聚四氟乙烯材质或其他同等材料。

中部连接筒3与使用硅橡胶的户内空心复合绝缘子2、户外空心复合绝缘子4通过螺栓连接，波纹管8安装在户内侧与户内空心复合绝缘子2连接，再分别使用波纹管盖板18和户外侧套管端盖19进行封闭，以上组成本发明的外壳系统。中心导体7一端与户外侧套管端盖19进行焊接固定，另一端穿过导向装置14，与紧固装置16进行螺纹连接，紧固装置16与波纹管盖板18进行连接，配合使用波纹管8组成导体拉伸系统。中心导体接头15通过导电装置9将电流传导至波纹管端盖18，再经过接线端子17送出，组成导电系统。

内部高压侧屏蔽筒5分别安装在中心导体7的两端，高压侧屏蔽筒5可以降低靠近中心导体7一侧的绝缘子承受电压和改善绝缘子串电压分布，提高绝缘子串起晕电压和闪络电压，内部接地屏蔽筒6通过法兰夹持及螺钉固定的方式安装在中部连接筒3的两侧。

本发明组装完成后，通过中部连接筒3连接充气管，用于向绝缘外套内充入SF6气体，由于内外压力不同产生的压差会对波纹管端盖18施加向外的推力，波纹管8作为弹性元件使得纹管端盖18可以在轴向产生一定量的位移，因而带动中心导体7通过若干滑条10在轴向进行拉伸，以减小其因重力产生的挠度。本实施例的高压穿墙套管可以取消用于径向支撑中心导体7的绝缘体，即绝缘支撑件，如此，可以避免因绝缘体的长度短且为径向布置而引起的绝缘体表面放电问题，从而更有效确保高压穿墙套管的可靠性。

为了解决套管因回阻变大发热的问题，可以在套管连接处的内壁上设置镀银层，使得对接部分接触良好，且回阻稳定；

本发明的绝缘套管与两端端盖以及拉伸装置之间采用密封连接，使得中心导体7在绝缘套管中滑动时仍然可以保持密封状态，如此，可以确保套管内所充的绝缘介质不会泄露，更进一步确保高压穿墙套管使用的可靠性，套管内部采用纯气体作为内部绝缘，优选SF6气体充斥整个绝缘套管内部，用于中心导体7与绝缘外套之间的绝缘。

上述仅用于说明本发明，各部件的结构和连接方式都是可以有所变化的，在本发明技术方案的基础上，凡是据本发明原理对个别部件的连接和结构进行的改进和等同变换，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (8)

1.一种充气式特高压直流穿墙套管，其特征在于：包括绝缘外套以及设置在该绝缘外套内的中心导体(7)，所述中心导体(7)一端固接在户外侧套管端盖(19)上，另一端经过波纹管(8)与设置在所述绝缘外套另一侧的T型波纹管端盖(18)密封连接，所述波纹管端盖(18)的中心设置有中心孔，该中心孔内设置有紧固装置(16)，该紧固装置(16)与波纹管端盖(18)连接，所述的中心导体(7)通过中心导体接头(15)与紧固装置(16)连接，中心导体(7)中部不设任何支撑；

所述T型波纹管端盖(18)包括水平部和竖直部，所述紧固装置固定在水平部，所述中心导体接头连接在竖直部，且在中心导体接头的外部与T型波纹管端盖(18)竖直部的内壁之间设置有第一导电装置(9)，以将电流传导至波纹管端盖(18)，再经过接线端子送出；

所述的中心导体(7)外周进一步安装有导向装置(14)，该导向装置(14)通过滑条(13)与中心导体外壁连接。

2.根据权利要求1所述的一种充气式特高压直流穿墙套管，其特征在于：所述波纹管(8)的一端与绝缘外套连接，波纹管(8)另外一端安装有所述的波纹管端盖(18)。

3.根据权利要求1所述的一种充气式特高压直流穿墙套管，其特征在于：所述导向装置和中心导体之间进一步设置有第二导电装置(11)，确保导向装置(14)不会产生悬浮电位。

4.根据权利要求1所述的一种充气式特高压直流穿墙套管，其特征在于：所述第一导电装置(9)是螺旋弹簧、表带触指或者其他具有导电性能的结构。

5.根据权利要求1所述的一种充气式特高压直流穿墙套管，其特征在于：所述的导向装置(14)为铝合金材料且刚性高于中心导体(7)；所述滑条(13)是含石墨的聚四氟乙烯材质或其他同等材料。

6.根据权利要求1所述的一种充气式特高压直流穿墙套管，其特征在于：所述的绝缘外套包括户外空心复合绝缘子和户内空心复合绝缘子，所述的户外空心复合绝缘子和户内空心复合绝缘子通过中部连接筒(3)连接，所述的中部连接筒(3)为焊接铝壳体，该中部连接筒(3)设有安装法兰，通过安装法兰将产品装于阀厅墙体所预留的安装位置。

7.根据权利要求1所述的一种充气式特高压直流穿墙套管，其特征在于：所述的中心导体(7)用高导电率的铝合金材料制成，所述的紧固装置为硬质铝合金制成。

8.根据权利要求3所述的一种充气式特高压直流穿墙套管，其特征在于：所述第二导电装置(11)是螺旋弹簧、表带触指或者其他具有导电性能的结构。