CN112670923B - 一种穿墙套管 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种穿墙套管，包括与墙体配合的穿墙筒体，户外筒体和户内筒体对接在穿墙筒体两端，套管筒体两端设置端盖，以将套管筒体的内腔密封，导体位于套管筒体内，还包括中间屏蔽筒，有两个且与套管筒体同轴地设置在穿墙筒体的两端处，并朝向对应侧的户外筒体和户内筒体内悬伸，导体穿过中间屏蔽筒且两端均偏心设置而位于套管筒体轴线上侧，以使得导体挠曲变形后其位于中间屏蔽筒内的某一位置与对应的中间屏蔽筒同轴，当导体挠曲变形时，导体中部下垂而能够使得位于中间屏蔽筒内的部分某一位置与对应的中间屏蔽筒同轴，避免放电发生也无需在套管内设置支撑绝缘子，也避免了闪络现象的发生，确保穿墙套管能够长时间稳定的运行。

Description

一种穿墙套管

技术领域

本发明涉及一种穿墙套管。

背景技术

特高压直流穿墙套管是特高压直流工程中的关键设备，关于其结构，如申请公布号为CN110676779A、申请公布日为2020年01月10日的中国发明专利公开的一种穿墙套管，穿墙套管主要包括套管筒体和设置在套管筒体内的导体，其中，套管筒体又包括用于穿过墙体的过渡筒体（又叫穿墙筒体）和分别连接在过渡筒体两端的左筒体和右筒体，左筒体和右筒体其中一个用于布置在墙体外侧，一个用于布置在墙体内侧。套管筒体两端通过设置端盖将其内腔封闭成能够容纳绝缘介质如SF₆气体的密封腔室，导体设置在套管筒体中心且两端连接在对应侧端盖的中心处，以保证穿墙套管内部电场均匀。

由于穿墙套管一般采用水平或者倾斜10°布置且整体长度较长，受重力作用，其导体会产生挠曲变形，导体外周面与套管筒体之间的距离不等，增大套管内部电场的不均匀性，引起导体场强集中，增大放电风险。为解决这一技术问题，现有技术会在套管筒体与中心导体之间增设支撑绝缘子对导体进行支撑，以减小导体的挠曲变形，使导体与套管筒体保持较高的同轴度，但是在设备长期运行过程中电荷会在支撑绝缘子上聚集，存在闪络现象发生的隐患，降低了穿墙套管长期运行的可靠性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种穿墙套管，以解决现有技术中穿墙套管长期运行过程中可靠性低的技术问题。

本发明的穿墙套管采用如下技术方案：

一种穿墙套管，包括穿墙筒体，用于与墙体配合，户外筒体对接在穿墙筒体一端，用于布置在墙体外侧，户内筒体对接在穿墙筒体另一端，用于布置在墙体内侧，户外筒体、穿墙筒体和户内筒体构成穿墙套管的套管筒体，端盖有两个并安装在套管筒体的两端，以将套管筒体的内腔密封，导体位于套管筒体内，两端分别导电连接在对应端的端盖上，还包括中间屏蔽筒，有两个且与套管筒体同轴地设置在穿墙筒体的两端处，并朝向对应侧的户外筒体和户内筒体内悬伸，导体穿过中间屏蔽筒且两端均偏心设置而位于套管筒体轴线上侧，以使得导体挠曲变形后其于中间屏蔽筒内的某一位置与对应的中间屏蔽筒同轴。

有益效果为：设置与套管筒体同轴的中间屏蔽套管，使得套管内部电场有所增大，同时使穿墙筒体位置的电场强度降低，满足空气电场判据，另外，将导体两端偏心且位于套管筒体轴线上侧，使得导体的位置升高，当导体挠曲变形时，导体中部下垂而能够使得位于中间屏蔽筒内的部分在某一位置处与对应的中间屏蔽筒同轴，使得该位置导体电场强度最小，避免放电现象发生，与此同时，无需在套管内设置支撑绝缘子，也避免了闪络现象的发生，确保穿墙套管能够长时间稳定的运行。

进一步地，户外筒体与户内筒体长度不同，位于较长筒体内的导体端部在端盖上的连接位置高于另一端在对应端盖上的连接位置。

有益效果为：将位于长筒体内的导体端部的连接位置升高，确保导体位于户外筒体内的部分在挠曲变形后某一位置能够与对应的中间屏蔽筒同轴。

进一步地，户外筒体与户内筒体长度相同，导体的两端的连接位置等高。

有益效果为：导体两端等高，使得位于户外筒体内的导体和位于户内筒体内的导体都能够在挠曲变形后某一位置与对应的中间屏蔽筒同轴。

进一步地，所述中间屏蔽筒具有直径变小的内收结构。

有益效果为：中间屏蔽筒内收可以降低穿墙套管外部靠近穿墙筒体区域的电场强度。

进一步地，导体在中间屏蔽筒内收结构的最小径处与中间屏蔽筒同轴。

有益效果为：穿墙套管内场强最大处为中间屏蔽筒最小径处，该位置导体与中间屏蔽筒和套管筒体同轴时电场强度最小。

进一步地，所述穿墙套管还包括两个端部屏蔽筒，两个端部屏蔽筒分别设置在两端盖内端面上并与导体同轴布置。

有益效果为：端部屏蔽筒能够对偏置的导体的端部进行屏蔽。

进一步地，导体一端固定在对应的端盖上，另一端通过活动连接结构连接在对应的端盖上。

有益效果为：一端活动连接能够使导体适应热胀冷缩。

进一步地，所述端部屏蔽筒为收口结构，以用于接收活动连接结构处在穿墙套管运行过程中产生的碎屑。

有益效果为：穿墙套管运行过程中产生的金属碎屑被收纳在具有收口结构的端部屏蔽筒内，避免碎屑影响穿墙套管的绝缘性能。

进一步地，所述活动连接结构包括固定在端盖内壁面上的滑套，导体轴向滑动配合地插装在滑套内而实现该端在对应端盖上的活动连接。

有益效果为：通过在端盖上固定滑套并将导体与滑套插套配合，简单方便地实现导体与端盖的活动连接。

附图说明

图1是本发明中穿墙套管实施例1的结构示意图；

图2是本发明中穿墙套管实施例1中的中间屏蔽筒的结构示意图；

图3是本发明中穿墙套管实施例3中的中间屏蔽筒的结构示意图；

图中相应附图标记所对应的组成部分的名称为：

1-导体；2-穿墙筒体；3-户外筒体；4-户内筒体；5-端盖；6-中间屏蔽筒；7-端部屏蔽筒；8-滑套；9-大径端；10-小径端；11-等径段；12-锥形段。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

需要说明的是，本发明的具体实施方式中可能出现的术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，可能出现的术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由可能出现的语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“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；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“设有”应做广义理解，例如，“设有”的对象可以是本体的一部分，也可以是与本体分体布置并连接在本体上，该连接可以是可拆连接，也可以是不可拆连接。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合实施例对本发明作进一步的详细描述。

本发明中的穿墙套管的实施例1，本实施例中以应用于特高压直流工程为例对其进行介绍：

如图1所示，穿墙套管包括套管筒体和设置在套管筒体内的导体1。

套管筒体包括位于中间的穿墙筒体2，穿墙筒体2为金属管体，穿墙套管通过穿墙筒体2与墙体配合。穿墙筒体2左端通过法兰结构连接户外筒体3，右端通过法兰结构连接户内筒体4，本实施例中，户外筒体3和户内筒体4均为空心复合绝缘子。穿墙筒体2、户外筒体3和户内筒体4构成了穿墙套管的套管筒体。导体1设置在穿墙套管的套管筒体内，用于实现电流的传输。

为了在套管筒体内充入绝缘介质，套管筒体两端还均设置有端盖5，通过两端的端盖5将套管筒体的内腔封闭成密闭空间。导体1的两端导电连接在对应侧的端盖5上，实现导体1在套管筒体内的设置。本实施例中，穿墙套管内所充入的绝缘介质为SF₆气体，在其他实施例中，穿墙套管内的绝缘介质还可以为绝缘油。

为了防止穿墙套管内部产生放电现象，穿墙套管还包括设置在套管筒体内的两个中间屏蔽筒6和两个端部屏蔽筒7，其中，本实施例中，中间屏蔽筒6为锥形结构，以左侧的中间屏蔽筒6为例，如图1和图2所示，中间屏蔽筒6的大径端9具有外翻边，通过将外翻边夹紧固定在穿墙筒体2和户外筒体3的法兰配合结构之间实现中间屏蔽筒6在套管筒体内的设置，中间屏蔽筒6的外翻边上可以设置与穿墙筒体2和户外筒体3的法兰配合结构相对应的螺栓穿孔，当然，也可以不设置螺栓穿孔仅通过夹紧进行固定。

中间屏蔽筒6与套管筒体同轴，中间屏蔽筒6的小径端10朝向户外筒体3内悬伸。另外一个中间屏蔽筒6的结构与之相同，并朝向户内筒体4内悬伸。锥形结构使得中间屏蔽筒6向内收缩而具有小径结构，如此可降低穿墙套管外部靠近穿墙体区域的电场强度，同时，中间屏蔽筒6小径端边缘外翻形成朝外的开口，如此可以保证穿墙套管内部电场强度不会过大。

之所以设置中间屏蔽筒6，是因为SF₆较空气的电场强度判据高，不设置中间屏蔽筒6的话，穿墙套管内部电场强度较低，而较为靠近穿墙筒体2的区域电场强度超过空气电场判据，设置中间屏蔽筒6后，套管内部电场强度得以增大，SF₆的电场判据较高，满足使用需求。靠近穿墙套管筒体2位置的电场强度降低，满足空气电场判据。

如图1所示，两个端部屏蔽筒7分别设置在对应侧端盖5的内壁面上而朝向套管筒体内部悬伸，并与导体1的端部同轴布置，从而对导体1的端部进行屏蔽。与中间屏蔽筒6不同，端部屏蔽筒7口部内翻而形成收口结构，使得端部屏蔽筒7具有收纳功能。

为了防止导体1挠曲变形而无法与中间屏蔽筒6同轴，将导体1在套管筒体内偏心设置，具体的，将导体1的端部连接在端盖5的中心上侧，如此，使得导体1的端部位于套管筒体轴线上侧，在导体1挠曲变形下垂后，可使导体1与中间屏蔽筒6的最小径对应处的部分与中间屏蔽筒6同轴。套管内场强最大处为中间屏蔽筒6最小径处，该位置导体1与中间屏蔽筒6和套管筒体同轴时电场强度最小。设置端部屏蔽筒7，能够避免导体1端部偏心设置而导致套管端部电场过大。端部屏蔽筒7与导体1电位相同，中间屏蔽筒6与穿墙筒体2电位相同，屏蔽筒改变电位分布，从而影响套管内部、外部的电场强度。

本实施例中，导体1的左端与左侧端盖5固定导电连接，右端与右侧端盖5通过活动连接结构导电连接，具体的，穿墙套管右侧的端盖5的内壁面上固定有滑套8，滑套8的轴线与套管筒体轴线平行，导体1的右端轴向滑动插装在滑套8内实现该端与端盖5的活动连接，使得导体1能够适应热胀冷缩。在其他实施例中，导体两端可以均通过固定连接结构与对应的端盖连接，当然，也可以均通过活动连接结构与对应的端盖连接，活动连接结构还可以为拉簧，具体的，拉簧一端连接在导体端部，一端固定在端盖上。

由于导体1一端活动连接在对应侧端盖上，在运输使用过程中可能产生振动、摩擦并产生金属碎屑，具有收口结构的端部屏蔽筒能够将产生的金属碎屑收纳，避免金属碎屑掉落在空心复合绝缘子的内壁上而影响穿墙套管的屏蔽和绝缘性能。

本实施例中，户外筒体3的长度大于户内筒体4的长度，因此，导体1在左侧端盖5上的固定位置高于其在右侧端盖5上的固定位置，以保证导体1的与左侧中间屏蔽筒6的最小径处对应的部分与中间屏蔽筒6同轴。在其他实施例中，还可以根据实际使用场合需要使得户内筒体的长度大于户外筒体的长度，此时，使导体右端在右侧端盖上的连接位置高于左端在左侧端盖上的连接位置即可，当然，当户外筒体与户内筒体长度一致时，使导体两端所处位置高度一致且均高于套管筒体的轴线即可。

本发明中的穿墙套管的实施例2，本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中设置有端部屏蔽筒，本实施例中，由于导体端部电场较为均匀，不再在穿墙套管内设置端部屏蔽筒，为了防止导体端部产生的金属碎屑影响穿墙套管的绝缘性能，在端盖内壁面上设置专门用于接收金属碎屑的收纳装置，收纳装置可不具有屏蔽功能，如可以为绝缘收纳盒。

本发明中的穿墙套管的实施例3，本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，中间屏蔽筒为锥形结构，本实施例中，中间屏蔽筒的结构如图3所示，中间屏蔽筒用于与穿墙筒体配合的一端为等径段11，悬伸端一段为锥形段12，且锥形段12的边缘外翻，如此使得中间屏蔽筒具有小径结构。

本发明中的穿墙套管的实施例4，本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，为了具有更好的屏蔽效果，中间屏蔽筒具有小径结构，本实施例中，在满足屏蔽要求的前提下，中间屏蔽筒可以不具有小径段，导体位于中间屏蔽筒内的部分某一处与中间屏蔽筒同轴即可。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种穿墙套管，包括：

穿墙筒体，用于与墙体配合；

户外筒体，通过法兰结构对接在穿墙筒体一端，用于布置在墙体外侧；

户内筒体，通过法兰结构对接在穿墙筒体另一端，用于布置在墙体内侧；

户外筒体、穿墙筒体和户内筒体构成穿墙套管的套管筒体；

端盖，有两个并安装在套管筒体的两端，以将套管筒体的内腔密封；

导体，位于套管筒体内，两端分别导电连接在对应端的端盖上；

其特征是，还包括：

中间屏蔽筒，有两个且与套管筒体同轴地设置在穿墙筒体的两端处，并朝向对应侧的户外筒体和户内筒体内悬伸；

导体穿过中间屏蔽筒且两端均偏心设置而位于套管筒体轴线上侧，以使得导体挠曲变形后其于中间屏蔽筒内的某一位置与对应的中间屏蔽筒同轴。

2.根据权利要求1所述的穿墙套管，其特征是，户外筒体与户内筒体长度不同，位于较长筒体内的导体端部在端盖上的连接位置高于另一端在对应端盖上的连接位置。

3.根据权利要求1所述的穿墙套管，其特征是，户外筒体与户内筒体长度相同，导体的两端的连接位置等高。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的穿墙套管，其特征是，所述中间屏蔽筒具有直径变小的内收结构。

5.根据权利要求4所述的穿墙套管，其特征是，导体在中间屏蔽筒内收结构的最小径处与中间屏蔽筒同轴。

6.根据权利要求1-3任意一项所述的穿墙套管，其特征是，所述穿墙套管还包括两个端部屏蔽筒，两个端部屏蔽筒分别设置在两端盖内端面上并与导体同轴布置。

7.根据权利要求6所述的穿墙套管，其特征是，导体一端固定在对应的端盖上，另一端通过活动连接结构连接在对应的端盖上。

8.根据权利要求7所述的穿墙套管，其特征是，所述端部屏蔽筒为收口结构，以用于接收活动连接结构处在穿墙套管运行过程中产生的碎屑。

9.根据权利要求7所述的穿墙套管，其特征是，所述活动连接结构包括固定在端盖内壁面上的滑套，导体轴向滑动配合地插装在滑套内而实现该端在对应端盖上的活动连接。

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