CN110120642A - 一种套管接线装置及输电设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及输电设备技术领域，公开了一种套管接线装置及输电设备，由于套管接线端子设于母线的上方，通过第二抱箍夹持母线，并通过连杆结构将第二抱箍与套管接线端子连接，因此将母线悬吊起来，从而为母线提供机械支撑，使母线固定在指定位置，从而可以取消现有技术中的盆式绝缘子或支柱绝缘子，进而避免了现有技术中采用盆式绝缘子或支柱绝缘子固定母线和套管接线装置导致盆式绝缘子或支柱绝缘子沿面闪络，有效地提高了套管接线装置的安全性；另外，由于机械力通过连杆结构传递至套管接线端子，因此载流引线不承担任何机械支撑作用，从而降低了载流引线由于机械应力引起位移并导致接触不良的风险。
Description
技术领域
本发明涉及输电设备技术领域，特别是涉及一种套管接线装置及输电设备。
背景技术
GIS(Gas-insulated metal-enclosed switchgear，气体绝缘全封闭组合电器)和GIL(Gas-insulated metal-enclosed transmission line，气体绝缘金属封闭输电线路)是电力系统中常见的输电设备，目前，GIS/GIL与其他设备(架空线路、变压器等)之间的连接一般通过套管来实现，套管的一端连接GIS/GIL内部母线，套管的另一端连接上述其他设备。
在现有技术中，一般通过盆式绝缘子或支柱绝缘子固定母线，如图1所示，套管10与GIS/GIL内部母线30一般通过套管接线装置60实现插接式接触，具体为，母线30、套管接线装置60等部件位于壳体50内，通过盆式绝缘子80固定母线30，另外，套管接线装置60可通过螺栓固定在盆式绝缘子80的嵌件40中，且套管接线端子20由上往下插入套管接线装置60中，以使套管接线端子20通过套管接线装置60中的触头70与母线30进行电接触，从而导通电流，但是，盆式绝缘子80与母线30安装固定位置存在“环氧-SF6-导体”三结合点的介质分界面效应导致的电场畸变，即所谓的“界面效应”，且在较高的运行电压下，该电场畸变效应会被放大且容易引发局部放电，在高电压下盆式绝缘子80表面存在较大的电场切向分量、法向分量和电场吸附效应，因此盆式绝缘子80表面容易吸附杂质导致污染而引发沿面闪络，给GIS/GIL设备和变电站的安全运行带来隐患。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种套管接线装置及输电设备，其能够避免现有技术中采用盆式绝缘子或支柱绝缘子固定母线和套管接线装置导致盆式绝缘子或支柱绝缘子沿面闪络。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供一种套管接线装置，包括第一抱箍、第二抱箍、载流引线和连杆结构；所述第一抱箍用于夹持套管接线端子，且所述第一抱箍与所述套管接线端子电气连接；所述第二抱箍用于夹持母线，且所述第二抱箍与所述母线电气连接；
所述载流引线的第一端连接在所述第一抱箍上，且所述载流引线的第一端与所述第一抱箍电气连接；所述载流引线的第二端连接在所述第二抱箍上，且所述载流引线的第二端与所述第二抱箍电气连接；
所述套管接线端子设于所述母线的上方，所述连杆结构的一端用于连接在所述套管接线端子的底部上，所述连杆结构的另一端连接在所述第二抱箍的顶部上。
作为优选方案，所述连杆结构包括2个，2个所述连杆结构相对设置。
作为优选方案，所述连杆结构由高强度钢材制成。
作为优选方案，所述载流引线的数量为多根，多根所述载流引线两两相对设置，相对设置的两根所述载流引线的第二端分别连接在所述第二抱箍相对的两侧面上。
作为优选方案，所述第一抱箍包括第一夹持部和第二夹持部，所述第一夹持部的一端与所述第二夹持部的一端连接，所述第一夹持部的另一端与所述第二夹持部的另一端连接，所述第一夹持部和所述第二夹持部之间形成用于夹持所述套管接线端子的夹持空间；
所述第二抱箍包括第三夹持部和第四夹持部，所述第三夹持部的一端与所述第四夹持部的一端连接，所述第三夹持部的另一端与所述第四夹持部的另一端连接，所述第三夹持部和所述第四夹持部之间形成用于夹持所述母线的夹持空间。
作为优选方案，所述套管接线装置还包括第一夹紧件和第二夹紧件，所述第一夹紧件连接在所述第一抱箍上，所述第一抱箍上设有第一开口槽，所述第一夹紧件上设有第二开口槽，所述第一开口槽与所述第二开口槽相对设置并连通，所述载流引线的第一端夹紧在所述第一开口槽和所述第二开口槽内；
所述第二夹紧件连接在所述第二抱箍上，所述第二抱箍上设有第三开口槽，所述第二夹紧件上设有第四开口槽，所述第三开口槽与所述第四开口槽相对设置并连通，所述载流引线的第二端夹紧在所述第三开口槽和所述第四开口槽内；
其中，所述第一开口槽、所述第二开口槽、所述第三开口槽、所述第四开口槽与所述载流引线为一一对应的关系。
作为优选方案，所述套管接线装置还包括屏蔽罩，所述第一抱箍、所述第二抱箍、所述载流引线和所述连杆结构均容置在所述屏蔽罩内，所述屏蔽罩的一端连接在所述第一抱箍上，所述屏蔽罩的另一端连接在所述第二抱箍上；
所述屏蔽罩的顶部上设有供所述套管接线端子穿过的第一通孔，所述屏蔽罩的侧部上设有供所述母线穿过的第二通孔，所述第一通孔的边缘和所述第二通孔的边缘均为卷边结构，卷边大小由电场计算结果决定。
作为优选方案，所述屏蔽罩为中空圆柱结构，所述屏蔽罩的顶部与所述屏蔽罩的侧部之间的连接处具有圆角过渡结构，圆角大小由电场计算结果决定。
作为优选方案，所述屏蔽罩为中空圆柱结构，所述屏蔽罩的底部与所述屏蔽罩的侧部之间的连接处具有圆角过渡结构，圆角大小由电场计算结果决定。
为了解决相同的技术问题，本发明实施例还提供一种输电设备，包括母线、套管接线端子、壳体以及所述的套管接线装置，所述母线、套管接线端子和所述套管接线装置均设于所述壳体内，所述第一抱箍夹持所述套管接线端子，所述第二抱箍夹持所述母线；所述套管接线端子设于所述母线的上方，所述连杆结构的一端连接在所述套管接线端子的底部上，所述连杆结构的另一端连接在所述第二抱箍的顶部上。
本发明实施例提供一种套管接线装置及输电设备，由于套管接线端子设于母线的上方，通过第二抱箍夹持母线，并通过连杆结构将第二抱箍与套管接线端子连接，因此将母线悬吊起来，从而为母线提供机械支撑，使母线固定在指定位置，从而可以取消现有技术中的盆式绝缘子或支柱绝缘子，进而避免了现有技术中采用盆式绝缘子或支柱绝缘子固定母线和套管接线装置导致盆式绝缘子或支柱绝缘子沿面闪络，有效地提高了套管接线装置的安全性；另外，由于机械力通过连杆结构传递至套管接线端子，因此载流引线不承担任何机械支撑作用，从而降低了载流引线由于机械应力引起位移并导致接触不良的风险；此外，通过第一抱箍与套管接线端子连接，第二抱箍与母线连接，并通过载流引线连接第一抱箍和第二抱箍，从而实现套管接线端子与母线电气连接，避免了现有的套管接线装置采用插接式完成套管接线端子与母线电接触导致触头接触不良造成触头局部过热的问题，进一步提高了套管接线装置的安全性。
附图说明
图1是现有技术中的套管接线装置与套管接线端子和盆式绝缘子的装配示意图；
图2是本发明实施例中的输电设备的结构示意图；
图3是本发明实施例中包含屏蔽罩的套管接线装置的结构示意图；
图4是本发明实施例中的套管接线装置的结构示意图；
图5是本发明实施例中的套管接线装置的主视图；
图6是本发明实施例中的套管接线装置的左视图；
图7是本发明实施例中的第一抱箍的结构示意图；
图8是本发明实施例中的第一抱箍的另一个实施方式的结构示意图；
其中，图1：10、套管；20、套管接线端子；30、母线；40、嵌件；50、壳体；60、套管接线装置；70、触头；80、盆式绝缘子；
图2～图8：100、套管接线端子；200、母线；300、壳体；400、屏蔽罩；401、第一通孔；402、第二通孔；403、圆角过渡结构；500、套管接线装置；1、第一抱箍；11、第一夹持部；12、第二夹持部；13、第一开口槽；2、第一夹紧件；21、第二开口槽；3、第二抱箍；4、载流引线；5、连杆结构。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的说明中，上、下、左、右、前和后等方位以及顶部和底部的描述都是针对图5进行限定的，当套管接线装置的放置方式发生改变时，其相应的方位以及顶部和底部的描述也将根据放置方式的改变而改变，本发明在此不做赘述。
结合图2至图6所示，本发明优选实施例的一种输电设备包括母线200、套管接线端子100、壳体300以及套管接线装置500，所述母线200、套管接线端子100和所述套管接线装置500均设于所述壳体300内；其中，所述套管接线装置500包括第一抱箍1、第二抱箍3、载流引线4和连杆结构5；所述第一抱箍1夹持套管接线端子100，且所述第一抱箍1与所述套管接线端子100电气连接；所述第二抱箍3夹持母线200，且所述第二抱箍3与所述母线200电气连接；
所述载流引线4的第一端连接在所述第一抱箍1上，且所述载流引线4的第一端与所述第一抱箍1电气连接；所述载流引线4的第二端连接在所述第二抱箍3上，且所述载流引线4的第二端与所述第二抱箍3电气连接；所述套管接线端子100设于所述母线200的上方，所述连杆结构5的一端连接在所述套管接线端子100的底部上，所述连杆结构5的另一端连接在所述第二抱箍3的顶部上。
在本发明实施例中，由于套管接线端子100设于母线200的上方，通过第二抱箍3夹持母线200，并通过连杆结构5将第二抱箍3与套管接线端子100连接，因此将母线200悬吊起来，从而为母线200提供机械支撑，使母线200固定在指定位置，从而可以取消现有技术中的盆式绝缘子或支柱绝缘子，进而避免了现有技术中采用盆式绝缘子或支柱绝缘子固定母线和套管接线装置导致盆式绝缘子或支柱绝缘子沿面闪络，有效地提高了套管接线装置500的安全性；另外，由于机械力通过连杆结构5传递至套管接线端子100，因此载流引线4不承担任何机械支撑作用，从而降低了载流引线4由于机械应力引起位移并导致接触不良的风险；此外，通过第一抱箍1与套管接线端子100连接，第二抱箍3与母线200连接，并通过载流引线4连接第一抱箍1和第二抱箍3，从而实现套管接线端子100与母线200电气连接，避免了现有的套管接线装置采用插接式完成套管接线端子与母线电接触导致触头接触不良造成触头局部过热的问题，进一步提高了套管接线装置500的安全性。
另外，由于现有的套管接线装置采用插接式完成套管接线端子与母线电接触，而高电压条件下设备尺寸不可避免地需要增大，由于生产工艺及精度限制，容易产生触头对中不良进而引起接触不良，并且单个触头的通流容量是固定的，在大电流条件下需要增加触头数量，电流若不能在多个触头中均匀分布会加速触头老化，而本实施例提供的套管接线装置500通过载流引线4、第一抱箍1和第二抱箍3实现套管接线端子100与母线200电接触，避免了现有的套管接线装置采用插接式完成套管接线端子与母线电接触导致电流在多个触头分布不均匀的问题。
在本发明实施例中，所述输电设备为GIS设备或GIL设备，所述套管接线端子100可以如图2和图3所示垂直布置，也可以倾斜布置，而所述母线200一般为水平布置。在所述输电设备工作时，所述母线200处于高电位，所述套管接线端子100优选为铜管、铝管或实心铜棒、铝棒等，所述母线200优选为铝管；所述第一抱箍1和所述第二抱箍3优选采用铝合金材质；所述载流引线4优选为铝绞线或铜带，所述载流引线4的数量和截面积可以根据所述输电设备的载流容量选择，不受触点容量的限制，在本实施例中，所述载流引线4的数量优选为4～6根；所述连杆结构5优选采用高强度钢材制成，其厚度可根据实际使用要求进行设置，所述连杆结构5需满足能够牢靠地将所述母线200固定在所述套管接线端子100上。优选地，所述壳体300为导电材质且直接接地，即整个壳体300为等电位体，且为零电位。
结合图4至图6所示，为了保证所述母线200在水平方向上得到固定，本实施例中的所述连杆结构5优选为2个，2个所述连杆结构5相对设置。
结合图4至图6所示，为了简化设计，使得所述载流引线4的布局更加合理，本实施例中的所述载流引线4的数量为多根，多根所述载流引线4两两相对设置，相对设置的两根所述载流引线4的第二端分别连接在所述第二抱箍3相对的两侧面上，多根所述载流引线4的第二端连接在所述第二抱箍3的上半部上。
结合图6和图7所示，为了简化结构，以降低成本，所述第一抱箍1包括第一夹持部11和第二夹持部12，所述第一夹持部11的一端与所述第二夹持部12的一端连接，所述第一夹持部11的另一端与所述第二夹持部12的另一端连接，所述第一夹持部11和所述第二夹持部12之间形成用于夹持所述套管接线端子100的夹持空间；所述第二抱箍3包括第三夹持部和第四夹持部，所述第三夹持部的一端与所述第四夹持部的一端连接，所述第三夹持部的另一端与所述第四夹持部的另一端连接，所述第三夹持部和所述第四夹持部之间形成用于夹持所述母线200的夹持空间。在安装时，可通过螺栓等紧固件施加紧固力，以使得所述第一夹持部11和所述第二夹持部12共同夹紧所述套管接线端子100，所述第三夹持部和所述第四夹持部共同夹紧所述母线200。
请参阅图7所示，为了实现所述载流引线4与所述第一抱箍1和所述第二抱箍3之间的电气连接，本实施例中的所述套管接线装置500还包括第一夹紧件2和第二夹紧件(图中未示出)，所述第一夹紧件2连接在所述第一抱箍1上，所述第一抱箍1上设有第一开口槽13，所述第一夹紧件2上设有第二开口槽21，所述第一开口槽13与所述第二开口槽21相对设置并连通，所述载流引线4的第一端夹紧在所述第一开口槽13和所述第二开口槽21内；所述第二夹紧件连接在所述第二抱箍3上，所述第二抱箍3上设有第三开口槽(图中未示出)，所述第二夹紧件上设有第四开口槽，所述第三开口槽与所述第四开口槽相对设置并连通，所述载流引线4的第二端夹紧在所述第三开口槽和所述第四开口槽内；其中，所述第一开口槽13、所述第二开口槽21、所述第三开口槽、所述第四开口槽与所述载流引线4为一一对应的关系，所述第一夹紧件2可以通过螺栓等紧固件连接在所述第一抱箍1上，所述第二夹紧件可以通过螺栓等紧固件连接在所述第二抱箍3上。
在本发明实施例中，通过将所述第一夹紧件2连接在所述第一抱箍1上，以将所述载流引线4的第一端夹紧在所述第一抱箍1上，从而实现所述载流引线4与所述第一抱箍1之间的电气连接；通过将所述第二夹紧件连接在所述第二抱箍3上，以将所述载流引线4的第二端夹紧在所述第二抱箍3上，从而实现所述载流引线4与所述第二抱箍3之间的电气连接，藉由所述载流引线4通过所述第一抱箍1和所述第二抱箍3实现所述母线200与所述套管接线端子100之间的电气连接。当然，所述载流引线4还可以通过螺栓等紧固件直接连接在所述第一抱箍1和所述第二抱箍3上，只需满足其能够牢靠地连接在所述第一抱箍1和所述第二抱箍3上即可，在此不做更多的赘述。
请参阅图3所示，为了避免所述载流引线4及所述第一抱箍1、所述第二抱箍3和所述连杆结构5等支撑元件的表面场强过高引起放电，本实施例中的所述套管接线装置500还包括屏蔽罩400，所述第一抱箍1、所述第二抱箍3、所述载流引线4和所述连杆结构5均容置在所述屏蔽罩400内，所述屏蔽罩400的一端连接在所述第一抱箍1上，所述屏蔽罩400的另一端连接在所述第二抱箍3上；所述屏蔽罩400的顶部上设有供所述套管接线端子100穿过的第一通孔401，所述屏蔽罩400的侧部上设有供所述母线200穿过的第二通孔402，所述第一通孔401的边缘和所述第二通孔402的边缘均为卷边结构，另外，所述屏蔽罩400可以通过卡槽等方式固定连接在所述第一抱箍1和所述第二抱箍3上。
在本实施例中，所述屏蔽罩400可以独立设计且进行卷边处理，优选地，所述屏蔽罩400由铝合金板卷制形成，所述屏蔽罩400以所述套管接线端子100的轴线和所述母线200的轴线确定的平面为对称面，分成两瓣进行制造，安装时两瓣合成一个整体，利用等电位导体内部场强为零的特性，在所述输电设备运行时，可利用所述屏蔽罩400内部场强为零屏蔽所述套管接线装置500的电场，具体地，所述屏蔽罩400与所述母线200、所述第一抱箍1、所述第二抱箍3和所述套管接线端子100等高压导体处于同一电位，可以对位于其内部的所述第一抱箍1、所述第二抱箍3、所述载流引线4和所述连杆结构5等结构起到电场屏蔽作用，防止了上述高压导体因电场畸变造成放电。由于所述第一通孔401的边缘和所述第二通孔402的边缘均为卷边结构，而卷边可以增大曲率半径，从而降低表面电场强度，有利于针对不同电压等级的输电设备进行差异化设计，因地制宜地控制其表面场强，以满足电场屏蔽功能；其中，卷边的半径可采用现有技术中的方式来确定，比如通过现有技术中卷边的半径由电场计算结果确定。
请参阅图3所示，为了进一步降低所述屏蔽罩400的表面电场强度，所述屏蔽罩400优选为中空圆柱结构，所述屏蔽罩400的顶部与所述屏蔽罩400的侧部之间的连接处具有圆角过渡结构403，所述屏蔽罩400的底部与所述屏蔽罩400的侧部之间的连接处具有圆角过渡结构403。通过将所述屏蔽罩400进行表面圆角过渡处理，可以增大曲率半径，从而进一步降低所述屏蔽罩400的表面电场强度，以满足电场屏蔽功能；其中，圆角的半径可采用现有技术中的方式来确定，比如通过现有技术中圆角的半径由电场计算结果确定。
综上，本发明实施例提供一种套管接线装置500及输电设备，由于套管接线端子100设于母线200的上方，通过第二抱箍3夹持母线200，并通过连杆结构5将第二抱箍3与套管接线端子100连接，因此将母线200悬吊起来，从而为母线200提供机械支撑，使母线200固定在指定位置，从而可以取消现有技术中的盆式绝缘子或支柱绝缘子，进而避免了现有技术中采用盆式绝缘子或支柱绝缘子固定母线和套管接线装置导致盆式绝缘子或支柱绝缘子沿面闪络，有效地提高了套管接线装置500的安全性；另外，由于机械力通过连杆结构5传递至套管接线端子100，因此载流引线4不承担机械载荷，从而降低了载流引线4由于机械应力(振动或外力等因素)引起位移并导致接触不良的风险；此外，通过第一抱箍1与套管接线端子100连接，第二抱箍3与母线200连接，并通过载流引线4连接第一抱箍1和第二抱箍3，从而实现套管接线端子100与母线200电气连接，避免了现有的套管接线装置采用插接式完成套管接线端子与母线电接触导致触头接触不良造成触头局部过热的问题，进一步提高了套管接线装置500的安全性。
以上所述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，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种套管接线装置，其特征在于，包括第一抱箍、第二抱箍、载流引线和连杆结构；所述第一抱箍用于夹持套管接线端子，且所述第一抱箍与所述套管接线端子电气连接；所述第二抱箍用于夹持母线，且所述第二抱箍与所述母线电气连接；
所述载流引线的第一端连接在所述第一抱箍上，且所述载流引线的第一端与所述第一抱箍电气连接；所述载流引线的第二端连接在所述第二抱箍上，且所述载流引线的第二端与所述第二抱箍电气连接；
所述套管接线端子设于所述母线的上方，所述连杆结构的一端用于连接在所述套管接线端子的底部上，所述连杆结构的另一端连接在所述第二抱箍的顶部上。
2.如权利要求1所述的套管接线装置，其特征在于，所述连杆结构包括2个，2个所述连杆结构相对设置。
3.如权利要求1所述的套管接线装置，其特征在于，所述连杆结构由高强度钢材制成。
4.如权利要求1所述的套管接线装置，其特征在于，所述载流引线的数量为多根，多根所述载流引线两两相对设置，相对设置的两根所述载流引线的第二端分别连接在所述第二抱箍相对的两侧面上。
5.如权利要求1-4任一项所述的套管接线装置，其特征在于，所述第一抱箍包括第一夹持部和第二夹持部，所述第一夹持部的一端与所述第二夹持部的一端连接，所述第一夹持部的另一端与所述第二夹持部的另一端连接，所述第一夹持部和所述第二夹持部之间形成用于夹持所述套管接线端子的夹持空间；
所述第二抱箍包括第三夹持部和第四夹持部，所述第三夹持部的一端与所述第四夹持部的一端连接，所述第三夹持部的另一端与所述第四夹持部的另一端连接，所述第三夹持部和所述第四夹持部之间形成用于夹持所述母线的夹持空间。
6.如权利要求5所述的套管接线装置，其特征在于，所述套管接线装置还包括第一夹紧件和第二夹紧件，所述第一夹紧件连接在所述第一抱箍上，所述第一抱箍上设有第一开口槽，所述第一夹紧件上设有第二开口槽，所述第一开口槽与所述第二开口槽相对设置并连通，所述载流引线的第一端夹紧在所述第一开口槽和所述第二开口槽内；
所述第二夹紧件连接在所述第二抱箍上，所述第二抱箍上设有第三开口槽，所述第二夹紧件上设有第四开口槽，所述第三开口槽与所述第四开口槽相对设置并连通，所述载流引线的第二端夹紧在所述第三开口槽和所述第四开口槽内；
其中，所述第一开口槽、所述第二开口槽、所述第三开口槽、所述第四开口槽与所述载流引线为一一对应的关系。
7.如权利要求1-4任一项所述的套管接线装置，其特征在于，所述套管接线装置还包括屏蔽罩，所述第一抱箍、所述第二抱箍、所述载流引线和所述连杆结构均容置在所述屏蔽罩内，所述屏蔽罩的一端连接在所述第一抱箍上，所述屏蔽罩的另一端连接在所述第二抱箍上；
所述屏蔽罩的顶部上设有供所述套管接线端子穿过的第一通孔，所述屏蔽罩的侧部上设有供所述母线穿过的第二通孔，所述第一通孔的边缘和所述第二通孔的边缘均为卷边结构。
8.如权利要求7所述的套管接线装置，其特征在于，所述屏蔽罩为中空圆柱结构，所述屏蔽罩的顶部与所述屏蔽罩的侧部之间的连接处具有圆角过渡结构。
9.如权利要求7所述的套管接线装置，其特征在于，所述屏蔽罩为中空圆柱结构，所述屏蔽罩的底部与所述屏蔽罩的侧部之间的连接处具有圆角过渡结构。
10.一种输电设备，其特征在于，包括母线、套管接线端子、壳体以及如权利要求1-9任一项所述的套管接线装置，所述母线、套管接线端子和所述套管接线装置均设于所述壳体内，所述第一抱箍夹持所述套管接线端子，所述第二抱箍夹持所述母线；所述套管接线端子设于所述母线的上方，所述连杆结构的一端用于连接在所述套管接线端子的底部上，所述连杆结构的另一端连接在所述第二抱箍的顶部上。
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