CN107706854A - 一种穿墙套管组件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种穿墙套管组件，穿墙套管组件包括套管、封盖在套管两端端部的连接法兰和与套管同轴设置的导电杆，所述导电杆具有从连接法兰的导电杆穿孔中穿出的导电杆穿出段，所述连接法兰的背向套管的一侧设有用于轴向拉伸导电杆的拉伸装置，穿墙套管组件还包括密封固定于连接法兰上的将导电杆穿出段和拉伸装置罩设在内的端部密封罩，所述端部密封罩具有将导电杆上的电流导出的导流件，所述导电杆穿出段与导流件之间轴向弹性支撑有弹性导电连接结构。弹性导电连接结构弹性支撑于导电杆与导流件之间，在导电杆热胀冷缩发生长度变化时吸收导电杆的长度变形量，适应了导电杆的轴向位移的变化，使导电杆的热胀冷缩不会对密封罩产生影响。

Description

一种穿墙套管组件
技术领域
本发明涉及一种穿墙套管组件。
背景技术
目前，国外能够生产直流穿墙套管并能够应用于高压直流输电工程中的厂家只有瑞典ABB、SIEMENS HSP、意大利P&V等少数几家。目前国内外应用较多的直流穿墙套管主要有三种：一是环氧树脂浸渍电容芯子加气体延伸穿墙套管结构，ABB公司早期采用该结构形式；二是干式套管尾部对接成穿墙套管结构，西门子公司采用该结构形式；三是纯SF6气体穿墙套管结构。纯SF6气体穿墙套管结构相对于其他两种方案具有均压结构容易实现，重量相对较轻，结构简单，机械性能好，散热条件好，通流能力强的优点。
目前，ABB公司和阿尔斯通以及一些国内厂家的直流穿墙套管均采用纯SF6气体穿墙套管的技术方案，套管内同轴穿过导电杆，套管中充入纯SF6气体以防止导电杆与套管击穿，此类套管将是今后特高压直流穿墙套管发展的主流方向。但是直流SF6气体穿墙套管具有较多问题，如为了避免击穿问题，套管直径通常较大，整个套管中设置一整根导电杆导致导电杆的长度较长，超长的导电杆刚度不足，在水平安装时，导电杆在其自重的影响下中部会下垂，从而导致导电杆与套管的同轴度差的问题，在特高压下，场强分布很难达到理想状态。目前的解决方案通常是把超长的导电杆分为两段，两段导电杆在端部对接，并在对接处设置支撑在套管与导电杆之间的支柱绝缘子进行支撑。但采用支柱绝缘子方案时，设计、制造、安装、绝缘可靠性等多方面的问题都需要解决，会严重降低产品的可靠性。
申请公布号为CN105119217A、申请日为2015年09月23日的中国专利文件公开了一种高压穿墙套管，如图1所示，所述高压穿墙套管包括具有用于容纳绝缘介质的容纳腔的套管1、设置在套管1的端面的连接法兰3和与套管1同轴设置的导电杆2，所述导电杆2为导电体。连接法兰3的中心设有供导电杆2穿过的导电杆穿孔，导电杆2滑动穿过所述导电杆穿孔并延伸出套管1形成导电杆穿出段，所述高压穿墙套管还包括设置在套管1的外部的与所述导电杆2连接的拉伸装置，所述拉伸装置包括与导电杆穿出段的端部连接的挡止板6和弹性支撑在所述挡止板6与所述连接法兰3之间的弹簧5，弹簧5套设在所述导电杆穿出段上且其弹力经挡止板6作用于导电杆2，拉伸装置对导电杆2施加的轴向的拉力以克服导电杆2在非垂直安装时因自身重力引起的下垂问题，使得导电杆2在非垂直安装时可以尽可能保持在直线状态。在使用高压穿墙套管时，向所述容纳腔内充入绝缘介质如SF6或变压器油以起到径向的绝缘作用。
但是，上述的高压穿墙套装中，导电杆2滑动穿过连接法兰3并延伸出套管1的外部，所以连接法兰3与导电杆2之间必须采取滑动密封，上述方案中采用密封套4实现导电杆2与连接法兰3之间的滑动密封，而滑动密封的密封效果较差，绝缘介质泄露后套管1内的绝缘能力下降可能会导致较大的安全事故。
发明内容
本发明的目的在于提供一种穿墙套管组件，以解决现有技术中的穿墙套管的导电杆与套管端部的连接法兰之间的滑动密封效果较差的问题。
为实现上述目的，本发明一种穿墙套管组件的技术方案是：一种穿墙套管组件，包括套管、封盖在套管两端端部的连接法兰和与套管同轴设置的导电杆，所述导电杆具有从连接法兰的导电杆穿孔中穿出的导电杆穿出段，所述连接法兰的背向套管的一侧设有用于轴向拉伸导电杆的拉伸装置，穿墙套管组件还包括密封固定于连接法兰上的将导电杆穿出段和拉伸装置罩设在内的端部密封罩，所述端部密封罩具有将导电杆上的电流导出的导流件，所述导电杆穿出段与导流件之间轴向弹性支撑有弹性导电连接结构。
本发明的有益效果是：本发明提供的穿墙套管组件包括套管以及设于套管内的导电杆，在套管的端部封盖有连接法兰，导电杆的端部由连接法兰中穿出形成导电杆穿出段，在连接法兰的背向套管的一侧设置拉伸装置，通过拉伸装置的预拉力的作用，使导电杆被拉直进而进行正常的使用。在连接法兰上密封设置有端部密封罩，端部密封罩能够将拉伸装置和导电杆穿出段罩设在内，端部密封罩上设有导流件，导电杆和导流件之间弹性支撑有弹性导电连接结构。端部密封罩与连接法兰密封配合能够防止绝缘介质泄露。本发明中的弹性导电连接结构弹性支撑于导电杆与导流件之间，在导电杆热胀冷缩发生长度变化时吸收导电杆的长度变形量，适应了导电杆的轴向位移的变化，使导电杆的热胀冷缩不会对密封罩产生影响，导电杆与密封罩之间无滑动配合的关系。在此基础上，在导电杆穿出段和拉伸装置的外部设置密封罩能够实现静态密封，静密封的密封效果优于滑动密封的密封效果。
进一步地，拉伸装置包括与导电杆穿出段固定相连的导电挡止板和支撑在导电挡止板与连接法兰之间的两个以上的弹性支撑件，弹性导电连接结构弹性支撑于导电挡止板与导流件之间。
进一步地，弹性支撑件包括导杆，导杆上套设有弹簧，所述弹簧弹性支撑于连接法兰和导电挡止板之间。
进一步地，所述导杆的一端固定于连接法兰上，另一端由导电挡止板中穿出，导杆中由导电挡止板中穿出的一端上旋装有防止导电挡止板由导杆上脱出的防脱螺母。
进一步地，端部密封罩包括密封罩本体，导流件包括密封罩本体中与连接法兰平行布置的密封罩本体导电段，弹性导电连接结构弹性支撑于导电挡止板与密封罩本体导电段之间。
进一步地，弹性导电连接结构包括弹性U形导电带，弹性U形导电带的两侧臂分别对应固定于密封罩本体导电段和导电挡止板上，密封罩本体导电段上设有用于安装弹性U形导电带的安装操作孔。
进一步地，弹性导电连接结构包括弹性U形导电带，弹性U形导电带的两侧臂分别对应固定于导流件和导电挡止板上。
进一步地，导流件还包括位于密封罩本体外部的封盖所述安装操作孔的导电密封法兰和设于导电密封法兰上的接线板。
进一步地，所述导电杆为中空结构，导电杆穿出段的端部设有导电封板，导电封板与导电挡止板贴合并通过螺栓固定连接。
附图说明
图1为现有技术中穿墙套管的示意图；
图2为本发明穿墙套管组件实施例的剖视示意图；
图3为图2中挡止板和端部密封罩处的放大图；
图4为本发明穿墙套管组件实施例中导电带的主视图；
图5为图4的俯视图；
图6为图4的两端折弯后的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
本发明的一种穿墙套管组件的具体实施例，如图2至图6所示，穿墙套管组件包括中间筒体1和位于中间筒体1轴向两端的绝缘套管2，中间筒体1和绝缘套管2共同组成了套管，套管内具有可以容纳绝缘介质的容纳腔，在容纳腔内设有中空的导电杆3，在套管的两端开口处密封固定安装有连接法兰4，连接法兰4上开设有导电杆穿孔，导电杆3的一端由连接法兰4上的导电杆穿孔中穿出，穿出的部分形成了导电杆穿出段。穿墙套管组件还包括拉伸装置，拉伸装置包括与连接法兰4平行布置的挡止板10，挡止板10的周边通过导杆6与连接法兰4连接，本实施例中，导杆6的数量为两个，导杆6的一端固定在连接法兰4上，另一端贯穿挡止板10，导杆6中穿出挡止板10的一端上旋装有防脱螺母12，防止挡止板10由导杆6上脱出。在导杆6的外部套装有弹簧11，弹簧11被弹性支撑在连接法兰4和挡止板10之间，使挡止板10受到弹簧的顶推作用力。导电杆穿出段的端部设有用来封堵导电杆一端开口的封板13，封板13与挡止板10贴合并且通过紧固螺栓实现紧固相连。
在连接法兰4上螺栓密封连接有端部密封罩5，端部密封罩5能够将拉伸装置及导电杆穿出段均罩设在内。端部密封罩5包括密封罩本体51，在密封罩本体51上开设有安装操作孔。密封罩本体51上与连接法兰4平行布置的一边称为密封罩本体导电段，在密封罩本体导电段外侧上固定安装有导电密封法兰9，导电密封法兰9封盖该安装操作孔，导电密封法兰9上固定有接线板8，导电密封法兰9、接线板8以及密封罩本体导电段共同组成了导流件。本实施例中，密封罩5、挡止板10、封板13均为导电结构。在挡止板10和密封罩本体导电段之间压装有弹性连接结构，本实施例中的弹性连接结构为多条软铜带压接而成的导电带7，弹性连接结构具有一定的伸缩折叠功能，弹性连接结构能够实现挡止板和密封罩本体导电段的导电连接，进而实现导电杆和导流件之间的导电连接。由图3可以看出，导电带7的数量为两个且均呈U形。
导电带7的结构如图4、5、6所示，导电带7包括多条铜带构成，多条铜带的两端被压紧，用来与密封罩5和挡止板10相连。导电带7包括与密封罩5相连的第一连接部分71和与挡止板10相连的第二连接部分72以及位于中间的具有弹性的弹性部分73。其中，在第一连接部分71和第二连接部分72上开设有螺钉穿孔，装配时，螺钉穿过该孔后将导电带7的两端分别固定在密封罩5和挡止板10。如图6所示为导电带使用时的状态，导电带7具有一定的弹性，能够根据挡止板10和密封罩5之间的距离进行弹性变形。具体的安装方式为，将导电带7的其中一个侧臂通过螺钉固定在密封罩本体导电段或挡止板10上，另一个侧臂自由悬伸，将拉伸装置装配完成对密封罩5进行装配时，挡止板10和密封罩5相对移动即可将导电带7轴向压紧在密封罩本体导电段和挡止板10之间，然后通过密封罩本体上的安装操作孔将导电带7的另一边通过螺钉固定在挡止板10或密封罩本体导电段上。
装配时，将绝缘套管2和中间筒体1完成对接，装入导电杆3后，安装导杆6、弹簧11和挡止板10并旋装防脱螺母12，通过压缩弹簧11使挡止板与连接法兰保持相对较近的距离。然后松开防脱螺母12一段距离，使弹簧11自然展开对导电杆3的两端进行拉伸，导电杆3受到两端的弹簧11的预紧拉力作用，能够提高导电杆的刚度，与现有技术相比，可以取消绝缘支撑，降低了穿墙套管设计、制造及装配的技术难度，大大提高了产品的可靠性。使用过程中导电杆3会出现热胀冷缩的情况，热胀冷缩时推动挡止板10压缩和拉伸导电带7，导电带7能够吸收导电杆3的热胀冷缩所带来的长度的变化。
本发明中，导电杆3与导流体之间的导电连接是通过挡止板10和导电带7实现的，密封罩5与连接法兰4之间为静密封，与现有技术中导电杆和连接法兰的动态密封相比，密封更加可靠。同时，导电杆3和导流体之间的距离可调，适应了导电杆的长度变化。
本实施例中，导电带为弹性导电带，构成了弹性导电连接结构。
在其他实施例中，可以用其他的弹性件如弹性橡胶或波纹管替换弹簧。
在其他实施例中，可以取消防脱螺母，将导杆延伸至密封罩上，导杆与挡止板滑动连接，在导杆外部套装弹性件。
在其他实施例中，导电杆穿出段的端部与挡止板之间的连接方式可以为焊接或铆接的方式。
本实施例中，密封罩上与弹性导电连接结构配合的部分即为密封罩本体导电段，本实施例中，密封罩全部为导电结构，在其他实施例中，可以仅使密封罩本体导电段进行导电，其他的部分为绝缘材质。
上述的实施例中的穿墙套管是用于特高压直流输电领域的，但也同样适用于其他的输电领域。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种穿墙套管组件，包括套管、封盖在套管两端端部的连接法兰和与套管同轴设置的导电杆，所述导电杆具有从连接法兰的导电杆穿孔中穿出的导电杆穿出段，所述连接法兰的背向套管的一侧设有用于轴向拉伸导电杆的拉伸装置，其特征在于：穿墙套管组件还包括密封固定于连接法兰上的将导电杆穿出段和拉伸装置罩设在内的端部密封罩，所述端部密封罩具有将导电杆上的电流导出的导流件，所述导电杆穿出段与导流件之间轴向弹性支撑有弹性导电连接结构。
2.根据权利要求1所述的穿墙套管组件，其特征在于：拉伸装置包括与导电杆穿出段固定相连的导电挡止板和支撑在导电挡止板与连接法兰之间的两个以上的弹性支撑件，弹性导电连接结构弹性支撑于导电挡止板与导流件之间。
3.根据权利要求2所述的穿墙套管组件，其特征在于：弹性支撑件包括导杆，导杆上套设有弹簧，所述弹簧弹性支撑于连接法兰和导电挡止板之间。
4.根据权利要求3所述的穿墙套管组件，其特征在于：所述导杆的一端固定于连接法兰上，另一端由导电挡止板中穿出，导杆中由导电挡止板中穿出的一端上旋装有防止导电挡止板由导杆上脱出的防脱螺母。
5.根据权利要求2所述的穿墙套管组件，其特征在于：端部密封罩包括密封罩本体，导流件包括密封罩本体中与连接法兰平行布置的密封罩本体导电段，弹性导电连接结构弹性支撑于导电挡止板与密封罩本体导电段之间。
6.根据权利要求5所述的穿墙套管组件，其特征在于：弹性导电连接结构包括弹性U形导电带，弹性U形导电带的两侧臂分别对应固定于密封罩本体导电段和导电挡止板上，密封罩本体导电段上设有用于安装弹性U形导电带的安装操作孔。
7.根据权利要求2-5任意一项所述的穿墙套管组件，其特征在于：弹性导电连接结构包括弹性U形导电带，弹性U形导电带的两侧臂分别对应固定于导流件和导电挡止板上。
8.根据权利要求6所述的穿墙套管组件，其特征在于：导流件还包括位于密封罩本体外部的封盖所述安装操作孔的导电密封法兰和设于导电密封法兰上的接线板。
9.根据权利要求2所述的穿墙套管组件，其特征在于：所述导电杆为中空结构，导电杆穿出段的端部设有导电封板，导电封板与导电挡止板贴合并通过螺栓固定连接。
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