CN107611890A - 一种换流站阀厅用管母金具 - Google Patents

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程建伟
李锐海
饶宏
赵林杰
孙帮新
胡蓉
卢毓欣
侯婷
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Abstract

本发明公开了一种换流站阀厅用管母金具,涉及金具技术领域,为解决现有管母金具在地震工况下会因较大的应力损坏设备或与设备断开连接,从而导致阀厅丧失其基本的电气性能的问题。该换流站阀厅用管母金具,包括两个第一管母,两个第一管母的一端用于与两个设备一一对应连接,另一端通过连接单元连为一体,连接单元包括导电结构,两个第一管母靠近连接单元的一端均与导电结构通过导线连接,连接单元处设有用于均匀电场的均压件,连接单元可通过发生形变来允许两个第一管母在高度方向上的运动,以使两个第一管母用于与设备连接的一端之间的距离改变。本发明用于实现换流站阀厅内两个设备间的电气连接、机械支撑和均压屏蔽。

Description

一种换流站阀厅用管母金具
技术领域
本发明涉及金具技术领域,尤其涉及一种换流站阀厅用管母金具。
背景技术
高压直流输电因可以远距离、低损耗、无落点的传输大量电力能源,在我国已经得到了广泛应用。换流站阀厅作为直流输电工程的核心,是直流输电过程中进行交直流电相互转化的场所。阀厅内部具有换流阀、穿墙套管、换流变阀侧套管、支柱绝缘子、避雷器、接地开关等众多设备。
现有技术中,两个设备间的电气连接和均压屏蔽是通过管母金具实现的,即现有技术中的管母金具的两个连接端用于一一对应连接两个设备。
对处于高地震烈度区域的换流站来说,在正常工况下,该管母金具能满足电气、载流、温升及机械性能的要求;但在地震工况下,阀厅内各设备会因地震波作用和自身机械震动特性的不同而在不同方向上摆动,致使设备间会产生较大的相对位移,即两个设备的间距会有较大幅度的改变,然而,该管母金具两个连接端之间的距离却基本不变,这导致两个连接端与所连设备间存在较大的应力,容易损坏设备或与相应的设备断开连接,从而导致阀厅丧失其基本的电气性能。
发明内容
本发明的实施例提供一种换流站阀厅用管母金具,可解决现有管母金具在地震工况下会因较大的应力而损坏设备或与相应的设备断开连接,进而导致阀厅丧失其基本的电气性能的问题。
为达到上述目的,本发明的实施例采用如下技术方案:
一种换流站阀厅用管母金具,包括两个第一管母,两个所述第一管母的一端用于与两个设备一一对应连接,另一端通过连接单元连为一体,所述连接单元包括导电结构,两个所述第一管母靠近所述连接单元的一端均与所述导电结构通过导线连接,所述连接单元处设有用于均匀电场的均压件,所述连接单元可通过发生形变来允许两个所述第一管母在高度方向上的运动,以使两个所述第一管母用于与设备连接的一端之间的距离改变。
进一步的,所述导电结构包括一个长条形件,所述连接单元还包括设于所述长条形件两端的两个铰链,两个所述铰链的铰链轴均水平设置,所述长条形件的两端分别通过相应的所述铰链与两个所述第一管母的相应端部一一对应铰接。
进一步的,所述长条形件的中心线和两个所述第一管母的中心线均位于同一竖直平面内。
进一步的,两个所述第一管母分别位于所述长条形件延伸方向的两侧,还包括悬吊单元,所述悬吊单元的底端与处于上部的所述铰链的铰链轴固定,顶端用于与阀厅的顶壁铰接。
进一步的,所述长条形件为第二管母。
进一步的,两个所述铰链处均设有所述均压件。
进一步的,所述均压件为均压环,所述均压环通过支架固定于相应的所述铰链的铰链轴上。
进一步的,每个所述铰链沿其铰链轴延伸方向的两侧均设有所述均压环。
进一步的,位于同一个所述铰链两侧的两个所述均压环的尺寸相同。
本发明实施例提供的换流站阀厅用管母金具,由于包括两个第一管母,两个所述第一管母的一端用于与两个设备一一对应连接,另一端通过连接单元连为一体,所述连接单元包括导电结构,两个所述第一管母靠近所述连接单元的一端均与所述导电结构通过导线连接,所述连接单元处设有用于均匀电场的均压件,所述连接单元可通过发生形变来允许两个所述第一管母在高度方向上的运动,以使两个所述第一管母用于与设备连接的一端之间的距离改变,因此在地震工况下,当两个设备的高度间距改变时,两个所述第一管母可在高度方向上运动,以使两个所述第一管母用于与设备连接的一端之间的距离适应性改变,即实现了设备间的柔性连接和位移解耦,从而防止了两个第一管母用于与设备连接的一端因较大的应力而损坏设备或与相应的设备断开连接,进而避免了阀厅丧失其基本的电气性能的问题。
附图说明
图1为本发明实施例换流站阀厅用管母金具的示意图;
图2为本发明实施例换流站阀厅用管母金具去掉上侧均压件后的示意图;
图3为本发明实施例换流站阀厅用管母金具中铰链及导线的示意图;
图4为本发明实施例换流站阀厅用管母金具A、B两端所连设备在反向地震作用力F1和F2的作用下相互远离时的主视图;
图5为本发明实施例换流站阀厅用管母金具A、B两端所连设备在反向地震作用力F1和F2的作用下相互靠近时的主视图。
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。基于本发明中的实施例,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。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
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。
参照图1至图3,本发明实施例提供了一种换流站阀厅用管母金具,包括两个第一管母1,两个第一管母1的一端用于与两个设备(图中未示出)一一对应连接,另一端通过连接单元2连为一体,连接单元2包括导电结构21,两个第一管母1靠近连接单元2的一端均与导电结构21通过导线3连接,一般的,导线3为铝绞线或铜带,具体数量和类型由管母金具的最大载流要求确定(通常为4~6根),连接单元2处设有用于均匀电场的均压件4,连接单元2可通过发生形变来允许两个第一管母1在高度方向上的运动,以使两个第一管母1用于与设备连接的一端之间的距离改变。
本发明实施例提供的换流站阀厅用管母金具,由于包括两个第一管母1,两个第一管母1的一端用于与两个设备一一对应连接,另一端通过连接单元2连为一体,连接单元2包括导电结构21,两个第一管母1靠近连接单元2的一端均与导电结构21通过导线3连接,连接单元2处设有用于均匀电场的均压件4,连接单元2可通过发生形变来允许两个第一管母1在高度方向上的运动,以使两个第一管母1用于与设备连接的一端之间的距离改变,因此在地震工况下,当两个设备的高度间距改变时,两个第一管母1可在高度方向上运动,以使两个第一管母1用于与设备连接的一端之间的距离适应性改变,即实现了设备间的柔性连接和位移解耦,从而防止了两个第一管母1用于与设备连接的一端因较大的应力而损坏设备或与相应的设备断开连接,进而避免了阀厅丧失其基本的电气性能的问题。
导电结构21的实施方式有多种,示例的,导电结构21可以包括多个长条形件,多个长条形件依次铰接且电连接,其铰接轴线均水平,位于两端的两个长条形件分别与两个第一管母1的相应端部一一对应固定,此时,连接单元2仅包括导电结构21,连接单元2发生形变即导电结构21发生形变,即多个铰接的长条形件中相邻的两个之间的夹角改变,从而允许两个第一管母1在高度方向上运动;本实施例中,导电结构21优选包括一个长条形件,此时,连接单元2还包括设于长条形件两端的两个铰链22,两个铰链22的铰链轴均水平设置,长条形件的两端分别通过相应的铰链22与两个第一管母1的相应端部一一对应铰接,连接单元2发生形变即每个铰链22中的两个部分相对转动,从而允许两个第一管母1在高度方向上运动;相比导电结构21包括多个长条形件,本实施例使得结构更简单。
优选的,长条形件的中心线和两个第一管母1的中心线均位于同一竖直平面内,相比不位于同一竖直平面内,本实施例可减小管母金具在水平方向上占用的空间,简化金具安装,优化阀厅空气净距,从而可优化阀厅内的空间及布局。
在上述实施例的基础上,参照图1至图5,本实施例中两个第一管母1分别位于长条形件延伸方向的两侧,即,两个第一管母1并非位于长条形件延伸方向的同一侧,该管母金具还包括悬吊单元5,悬吊单元5的底端与处于上部的铰链22的铰链轴固定,顶端用于与阀厅的顶壁铰接;具体的,悬吊单元5包括悬吊绝缘子51(一般为复合绝缘子)、悬吊绝缘子51自带均压环52以及悬吊绝缘子51底端的悬吊挂板53等;
本实施例中的管母金具是通过以下方式来满足地震工况下设备间的水平和垂直相对位移要求的:
如图4所示,当管母金具A、B两端所连设备在反向地震作用力F1和F2的作用下相互远离时,A、B两端受到反向的拉力,此时,每个铰链22中的两个部分相对转动(其功能类似于关节的拉伸),同时长条形件逆时针旋转而倾斜,从而允许两个第一管母1跟随相应设备在水平方向上互相远离,由于L1和L2之间的铰链22通过悬吊单元5悬吊,因此L3会在远离L1的同时向上伸展,理论上的最大伸展高度为L2。其中,导线3是软连接,可通过自身的收缩来适应管母金具的拉伸。在正常工况下,管母金具A、B两端的水平距离为L1+L3,垂直距离为L2,在此地震工况下,管母金具A、B两端的水平距离理论上可拉伸到L1+L2+L3,垂直距离理论上可变为0,意即该管母金具能够适应的最大水平拉伸位移为L2,最大垂直拉伸位移为L2,因此通过调整L2的长度,即可满足不同地震工况下设备间的水平、垂直相对位移要求;
如图5所示,当管母金具A、B两端所连设备在反向地震作用力F1和F2的作用下相互靠近时,A、B两端受到反向的推力,此时,每个铰链22中的两个部分相对转动(其功能类似于关节的收缩),同时长条形件顺时针旋转而倾斜,从而允许两个第一管母1跟随相应设备在水平方向上相互靠近,由于L1和L2之间的铰链22通过悬吊单元5悬吊,因此L3会在靠近L1的同时向上折叠,理论上的最大折叠高度为L2。其中,导线3是软连接,可通过自身的展开来适应管母金具的缩短。在正常工况下,管母金具A、B两端的水平距离为L1+L3,垂直距离为L2,在此地震工况下,管母金具A、B两端的水平距离理论上可压缩到L1+L3-L2(一般地,L1与L3均大于L2),垂直距离理论上可变0,意即该管母金具能够适应的最大水平压缩位移为L2,最大的垂直压缩位移为L2,因此通过调整L2的长度,即可满足不同地震工况下设备间的水平、垂直相对位移要求。
具体的,长条形件为第二管母,第一管母1和第二管母通常为中空的铝管。
参照图1至图5,两个铰链22处均设有均压件4,由此可通过每个均压件4改善由高电压带来的长条形件与相应第一管母1的连接处的电场强度畸变,起到均匀电场、防止电晕放电的作用。
均压件4优选为均压环,均压环通过支架6固定于相应的铰链22的铰链轴上,相比均压球,均压环无需在其上开设允许第一管母1和长条形件运动的避让槽,从而方便了管母金具的制作。
每个铰链22沿其铰链轴延伸方向的两侧均设有均压环,由此可对相应连接处起到更好的均匀电场的作用。
在上述实施例的基础上,本实施例中位于同一个铰链22两侧的两个均压环的尺寸相同,这样可进一步对相应连接处起到更好的均匀电场的作用,以满足工程要求,具体的,均压环的管径、外径以及安装位置均可由电场仿真计算得到。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种换流站阀厅用管母金具,其特征在于,包括两个第一管母,两个所述第一管母的一端用于与两个设备一一对应连接,另一端通过连接单元连为一体,所述连接单元包括导电结构,两个所述第一管母靠近所述连接单元的一端均与所述导电结构通过导线连接,所述连接单元处设有用于均匀电场的均压件,所述连接单元可通过发生形变来允许两个所述第一管母在高度方向上的运动,以使两个所述第一管母用于与设备连接的一端之间的距离改变。
2.根据权利要求1所述的换流站阀厅用管母金具,其特征在于,所述导电结构包括一个长条形件,所述连接单元还包括设于所述长条形件两端的两个铰链,两个所述铰链的铰链轴均水平设置,所述长条形件的两端分别通过相应的所述铰链与两个所述第一管母的相应端部一一对应铰接。
3.根据权利要求2所述的换流站阀厅用管母金具,其特征在于,所述长条形件的中心线和两个所述第一管母的中心线均位于同一竖直平面内。
4.根据权利要求3所述的换流站阀厅用管母金具,其特征在于,两个所述第一管母分别位于所述长条形件延伸方向的两侧,还包括悬吊单元,所述悬吊单元的底端与处于上部的所述铰链的铰链轴固定,顶端用于与阀厅的顶壁铰接。
5.根据权利要求2所述的换流站阀厅用管母金具,其特征在于,所述长条形件为第二管母。
6.根据权利要求2所述的换流站阀厅用管母金具,其特征在于,两个所述铰链处均设有所述均压件。
7.根据权利要求6所述的换流站阀厅用管母金具,其特征在于,所述均压件为均压环,所述均压环通过支架固定于相应的所述铰链的铰链轴上。
8.根据权利要求7所述的换流站阀厅用管母金具,其特征在于,每个所述铰链沿其铰链轴延伸方向的两侧均设有所述均压环。
9.根据权利要求8所述的换流站阀厅用管母金具,其特征在于,位于同一个所述铰链两侧的两个所述均压环的尺寸相同。
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