CN113629653B - 一种gis用小型化电缆仓及gis - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种GIS用小型化电缆仓及GIS，GIS用小型化电缆仓包括：筒体；水平导体；竖直导体；转接导体；侧盖板；顶盖板；水平导体和竖直导体分别具有与转接导体对接固定的对接面，水平导体和竖直导体通过固定螺栓与转接导体固定连接；转接导体具有开口朝向侧盖板的容置腔，容置腔供固定螺栓从容置腔内部进行固定操作、以便容置固定螺栓的头部；第一屏蔽件，固定在转接导体上，用于将所述开口封上。有益效果：通过转接导体的过渡，水平导体和竖直导体的连接形式由现有的十字交叉形变为L形，规避掉两者各自暴露的端部，与筒壁之间的距离可以适当缩短，从而可以减小筒径尺寸，使三相电缆终端呈一字型布置，减少电缆终端的占地面积和分支母线的长度。

Description

一种GIS用小型化电缆仓及GIS
技术领域
本发明涉及GIS技术领域，具体涉及一种GIS用小型化电缆仓及GIS。
背景技术
电缆仓是连接电缆终端与GIS设备主体的重要元件，现有技术中的一种GIS如图1和图2所示，电缆仓2连接GIS设备主体1的分支母线11和电缆终端3，电缆仓2的结构如图3所示，包括筒体21，筒体21内设置有水平导体22和竖直导体23，水平导体22用于连接分支母线11，竖直导体23用于连接电缆终端3的电缆锥。筒体21的顶部设置有顶盖板24，侧部设置有侧盖板25，通过拆掉顶盖板24可以方便与耐压设备（图中未示出）连接，通过拆掉侧盖板25可以方便对水平导体22或者竖直导体23进行拆卸，以便通过水平导体22（竖直导体23拆掉）连接耐压设备对GIS设备主体进行耐压试验，或者通过竖直导体23（水平导体22拆掉）连接耐压设备对电缆进行耐压试验。
水平导体22和竖直导体23插接导电，水平导体22的端部设置有插孔，且在插孔中设置有弹性导电体，这就导致水平导体22的结构比较复杂。并且，竖直导体23通过卡接件卡接在水平导体22上，这样就需要在水平导体22和竖直导体23上设置相应的用于安装卡接件的安装结构，导致两者的结构比较复杂。此外，水平导体22和竖直导体23的端部呈十字交叉状，也即竖直导体23完全贯穿水平导体22，它们各自的端部暴露在筒体内，需要与筒壁之间保持足够的绝缘距离，这样就导致整个筒体的外径结构尺寸比较大，而三相分支母线11的间距是固定的，因此三相电缆终端3只能呈品字形布置，如图2所示，也即三个电缆仓2呈品字形布置，这种布置形式的占地面积比较大。然而，单纯的缩小筒径会导致电缆仓内绝缘距离降低，容易引起电场畸变，无法保证电缆仓带电运行的安全可靠性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种GIS用小型化电缆仓，以解决现有技术中由于电缆仓筒径比较大而导致电缆终端占地面积比较大的问题；本发明的目的还在于提供一种电缆终端的占地面积比较小的GIS。
为实现上述目的，本发明中的GIS用小型化电缆仓采用如下技术方案：
一种GIS用小型化电缆仓，包括：
筒体；
水平导体，设置在筒体内，用于与GIS设备主体的分支母线连接；
竖直导体，设置在筒体内，用于与电缆终端的电缆锥连接；
转接导体，设置在筒体内，与水平导体和竖直导体同时连接；
侧盖板，设置在筒体的侧部；
顶盖板，设置在筒体的顶部；
其中，水平导体和竖直导体分别具有与转接导体对接固定的对接面，水平导体和竖直导体分别通过固定螺栓与转接导体固定连接；
转接导体具有分别与水平导体和竖直导体的对接面相接触的接触面，转接导体还具有开口朝向侧盖板设置的容置腔，容置腔供所述固定螺栓从容置腔内部进行固定操作、以便容置固定螺栓的头部，所述开口用于方便固定螺栓的固定操作；
GIS用小型化电缆仓还包括：
第一屏蔽件，固定在转接导体上，用于在完成固定螺栓的固定操作后将所述开口封上。
上述技术方案的有益效果在于：由于在筒体内设置了转接导体，转接导体与水平导体和竖直导体同时连接，水平导体和竖直导体分别具有与转接导体对接固定的对接面，转接导体具有分别与水平导体和竖直导体的对接面相接触的接触面，这样通过转接导体的过渡，水平导体和竖直导体的连接形式发生了变化，由现有的十字交叉形变为L形，相比现有的贯穿插接形式而言，规避掉了两者各自暴露的端部，因此与筒壁之间的距离可以适当缩短，从而可以减小筒径尺寸，使三相电缆终端呈一字型布置，减少电缆终端的占地面积。
同时，水平导体和竖直导体分别通过固定螺栓与转接导体固定连接，转接导体还具有开口朝向侧盖板设置的容置腔，这样拆下侧盖板，就可以利用开口将固定螺栓从容置腔内部进行固定操作、以便容置固定螺栓的头部，避免固定螺栓的头部外露。此外，转接导体上还固定有第一屏蔽件，第一屏蔽件用于在完成固定螺栓的固定操作后将所述开口封上，这样就完全将固定螺栓屏蔽在转接导体内部，保障了小型化电缆仓带电运行的安全可靠性。
进一步的，为了方便转接导体的制造，同时优化内部电场分布，提高第一屏蔽件的屏蔽效果，转接导体为轴线沿上下方向延伸的筒形结构，转接导体的上下两端封闭，定义侧盖板位于筒体的右侧，所述开口为半圆柱形开口且设置在转接导体的右侧，第一屏蔽件包括半圆弧形的屏蔽板，屏蔽板的形状与所述开口相适配。
进一步的，为了方便第一屏蔽件的固定，并优化内部电场分布，第一屏蔽件还包括与屏蔽板相连的固定柱，屏蔽板和固定柱内开设有沉头孔，第一屏蔽件通过安装在沉头孔内的安装螺栓固定在转接导体上。
进一步的，为了优化内部电场分布，转接导体的顶部具有面向顶盖板设置的顶面，顶面上固定有第二屏蔽件，第二屏蔽件呈半球形，第二屏蔽件通过锁紧螺栓固定在转接导体上，锁紧螺栓的头部位于所述容置腔内。
进一步的，为了方便对接面和接触面的加工，所述对接面和接触面均为平面。
为实现上述目的，本发明中的GIS采用如下技术方案：
一种GIS，包括GIS设备主体、电缆仓和电缆终端，电缆仓包括：
筒体；
水平导体，设置在筒体内，与GIS设备主体的分支母线连接；
竖直导体，设置在筒体内，与电缆终端的电缆锥连接；
转接导体，设置在筒体内，与水平导体和竖直导体同时连接；
侧盖板，设置在筒体的侧部；
顶盖板，设置在筒体的顶部；
其中，水平导体和竖直导体分别具有与转接导体对接固定的对接面，水平导体和竖直导体分别通过固定螺栓与转接导体固定连接；
转接导体具有分别与水平导体和竖直导体的对接面相接触的接触面，转接导体还具有开口朝向侧盖板设置的容置腔，容置腔供所述固定螺栓从容置腔内部进行固定操作、以便容置固定螺栓的头部，所述开口用于方便固定螺栓的固定操作；
电缆仓还包括：
第一屏蔽件，固定在转接导体上，用于在完成固定螺栓的固定操作后将所述开口封上。
上述技术方案的有益效果在于：由于在筒体内设置了转接导体，转接导体与水平导体和竖直导体同时连接，水平导体和竖直导体分别具有与转接导体对接固定的对接面，转接导体具有分别与水平导体和竖直导体的对接面相接触的接触面，这样通过转接导体的过渡，水平导体和竖直导体的连接形式发生了变化，由现有的十字交叉形变为L形，相比现有的贯穿插接形式而言，规避掉了两者各自暴露的端部，因此与筒壁之间的距离可以适当缩短，从而可以减小筒径尺寸，使三相电缆终端呈一字型布置，减少电缆终端的占地面积。
同时，水平导体和竖直导体分别通过固定螺栓与转接导体固定连接，转接导体还具有开口朝向侧盖板设置的容置腔，这样拆下侧盖板，就可以利用开口将固定螺栓从容置腔内部进行固定操作、以便容置固定螺栓的头部，避免固定螺栓的头部外露。此外，转接导体上还固定有第一屏蔽件，第一屏蔽件用于在完成固定螺栓的固定操作后将所述开口封上，这样就完全将固定螺栓屏蔽在转接导体内部，保障了小型化电缆仓带电运行的安全可靠性。
进一步的，为了方便转接导体的制造，同时优化内部电场分布，提高第一屏蔽件的屏蔽效果，转接导体为轴线沿上下方向延伸的筒形结构，转接导体的上下两端封闭，定义侧盖板位于筒体的右侧，所述开口为半圆柱形开口且设置在转接导体的右侧，第一屏蔽件包括半圆弧形的屏蔽板，屏蔽板的形状与所述开口相适配。
进一步的，为了方便第一屏蔽件的固定，并优化内部电场分布，第一屏蔽件还包括与屏蔽板相连的固定柱，屏蔽板和固定柱内开设有沉头孔，第一屏蔽件通过安装在沉头孔内的安装螺栓固定在转接导体上。
进一步的，为了优化内部电场分布，转接导体的顶部具有面向顶盖板设置的顶面，顶面上固定有第二屏蔽件，第二屏蔽件呈半球形，第二屏蔽件通过锁紧螺栓固定在转接导体上，锁紧螺栓的头部位于所述容置腔内。
进一步的，为了方便对接面和接触面的加工，所述对接面和接触面均为平面。
附图说明
图1为现有技术中GIS的结构示意图；
图2为图1的俯视图；
图3为图1中电缆仓的内部结构图；
图4为本发明中GIS的结构示意图；
图5为图4的俯视图；
图6为图4中电缆仓的内部结构图；
图7为图4中的电缆仓和电缆终端的连接结构图；
图8为图6和图7中的电缆仓在对GIS设备主体进行耐压试验的连接结构图；
图9为图6和图7中的电缆仓在对电缆进行耐压试验的连接结构图；
图10为图6~图9中第三屏蔽件局部剖切后的立体图；
图11为图6~图9中第一屏蔽件的立体图；
图12为图6~图9中第一屏蔽件局部剖切后的立体图；
图13为图6~图9中转接导体的主视图；
图14为图6~图9中转接导体的一个视角的立体图；
图15为图6~图9中转接导体的另一个视角的立体图。
图中：1-GIS设备主体；11-分支母线；2-电缆仓；21-筒体；22-水平导体；23-竖直导体；24-顶盖板；25-侧盖板；3-电缆终端；4-电缆仓；41-筒体；42-顶盖板；43-侧盖板；44-水平导体；45-转接导体；451-顶部；452-底部；453-左侧部；454-顶面；455-底面；456-左侧面；457-开口；458-容置腔；46-竖直导体；47-第二屏蔽件；48-第一屏蔽件；481-固定柱；482-屏蔽板；483-沉头孔；49-过渡法兰；5-电缆终端；51-电缆锥；52-T形导体；53-第三屏蔽件；531-顶部穿孔；532-底部穿孔；54-支架；55-电缆；6-连接导体。
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，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，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。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
本发明中GIS的一个实施例如图4和图5所示，包括GIS设备主体1、电缆仓4和电缆终端5，电缆仓4连接GIS设备主体1的分支母线11和电缆终端5。电缆仓4的结构如图6所示，包括筒体41，筒体41的顶部设置有顶盖板42，侧部设置有侧盖板43，顶盖板42和侧盖板43均通过螺栓固定连接在筒体41上，保证筒体顶部及侧部开孔的气密性，且方便拆装，盖板处的开孔用于安装及拆解内部导体用。
筒体41内设置有水平导体44、转接导体45及竖直导体46，定义水平导体44的轴线沿左右方向延伸（则侧盖板43位于筒体41的右侧），水平导体44的左端与分支母线11连接，竖直导体46的下端与电缆终端的电缆锥51连接，转接导体45与水平导体44的右端和竖直导体46的上端同时连接。
具体的，水平导体44的右端面为与转接导体45对接固定的对接面，竖直导体46的上端面为与转接导体45对接固定的对接面。结合图13、图14以及图15所示，转接导体45为轴线沿上下方向延伸的筒形结构，转接导体45的上下两端封闭，其顶部451具有面向顶盖板42设置的顶面454、底部452具有与竖直导体46的对接面相接触的接触面，该接触面也即转接导体45的底面455。转接导体45的左侧部453的壁厚经过加厚，在左侧部453上设有与水平导体44的对接面相接触的接触面，该接触面也即转接导体45的左侧面456，上述的对接面、接触面、底面和顶面均为平面。
转接导体45具有容置腔458，容置腔458的开口457朝向侧盖板43设置，开口457为半圆柱形开口且设置在转接导体45的右侧。水平导体44和竖直导体46分别通过固定螺栓与转接导体45固定连接，这些固定螺栓都是从容置腔458内部进行固定操作、以便由容置腔458来容置固定螺栓的头部，避免固定螺栓的头部外露，转接导体45上的开口457方便固定螺栓的固定操作。此外，转接导体45的顶面上固定有第二屏蔽件47，第二屏蔽件47呈半球形，第二屏蔽件47通过锁紧螺栓固定在转接导体45上，锁紧螺栓的头部也位于容置腔458内。为方便连接，转接导体45的顶部451、底部452以及左侧部453上分别设置有螺栓穿孔。
为了完全将固定螺栓屏蔽在转接导体45内部，保障电缆仓4带电运行的安全可靠性，电缆仓4还包括固定在转接导体45上的第一屏蔽件48，第一屏蔽件48用于在完成固定螺栓和锁紧螺栓的固定操作后将转接导体45上的开口封上。第一屏蔽件48的结构如图11和图12所示，第一屏蔽件48包括屏蔽板482和与屏蔽板482相连的固定柱481，屏蔽板482呈半圆弧形，并且屏蔽板482的形状与转接导体45上开口457的形状相匹配，这样可以优化内部电场分布，提高第一屏蔽件48的屏蔽效果。
为了方便第一屏蔽件48的固定，在屏蔽板482和固定柱481内开设有沉头孔483，第一屏蔽件通过安装在沉头孔483内的安装螺栓固定在转接导体45上，这样可以避免安装螺栓的头部外露。其中，安装螺栓螺纹连接在转接导体45的左侧部453上，也即容置腔458的腔底。
此外，如图6和图7所示，筒体41的底部设置有过渡法兰49，过渡法兰49与电缆终端的支架54固定连接。电缆锥51的底部连接有电缆55，顶部连接有T形导体52，T形导体52与竖直导体46插接导电。具体的，竖直导体46的下部设置有插孔，插孔内安装有弹性导电体，T形导体52插入竖直导体46内部实现导电连接。
为了避免电场畸变，优化内部电场分布，在T形导体52上固定有第三屏蔽件53，如图10所示，第三屏蔽件53呈筒状结构，在其上端和下端均设置有内翻沿，从而形成顶部穿孔531和底部穿孔532，方便T形导体52的竖边和竖直导体46穿过，其中顶部穿孔531的孔径大于底部穿孔532，因此其截面呈花瓣形。第三屏蔽件53利用螺栓并通过下端的内翻沿固定在T形导体52的横边上，螺栓的头部位于第三屏蔽件53内部。
本发明的GIS在进行耐压试验时，通过打开侧盖板43，拆掉竖直导体46，然后拆掉第二屏蔽件47，并将第二屏蔽件47安装在转接导体45的底面455上，如图8所示，然后打开顶盖板42，通过连接导体6连接耐压设备（图中未示出），抽真空处理，充入SF6气体，这时就可以对GIS设备主体进行耐压试验。
或者，通过打开侧盖板43，拆掉水平导体44，然后拆掉第二屏蔽件47，并将第二屏蔽件47安装在转接导体45的左侧面456上，如图9所示，然后打开顶盖板42，通过连接导体6连接耐压设备，抽真空处理，充入SF6气体，这时就可以对电缆进行耐压试验。
本发明优化了电缆仓内部的导电部结构，在筒体41内设置了转接导体45，通过转接导体45的过渡，水平导体44和竖直导体46的连接形式发生了变化，由现有的十字交叉形变为L形，相比现有的贯穿插接形式而言，规避掉了两者各自暴露的端部，因此与筒壁之间的距离可以适当缩短，从而可以减小筒径尺寸，使三相电缆终端呈一字型布置，减少电缆终端的占地面积，如图5所示，同时还减少了中间相分支母线11的长度。
此外，筒体41的整体高度也有所降低，该设计结构与IEC62271-209规定的干式电缆终端配合更节约电缆锥51的高度（原结构要求电缆锥高度960mm，该结构仅要求电缆锥高度620mm）。同时在GIS分支母线距离地面高度不变的情况下，电缆仓底部的过渡法兰49距离地面较高，对比图1和图4可以看出，这样更便于穿电缆55，同时缓解了因电缆55弯曲半径较大导致电缆沟开挖较深的问题。
此外，由于筒体41高度的降低以及筒径的减小，不但可以节约电缆仓筒体材料，而且筒体内部的容积也相应减小，这样就可以节约SF6气体的使用量，缩短电缆穿仓的气体处理时间。
在GIS的其他实施例中，对接面和接触面也可以是弧面或球面。
在GIS的其他实施例中，转接导体的顶面上不固定第二屏蔽件。
在GIS的其他实施例中，第一屏蔽件可以仅由半圆弧形的屏蔽板构成，屏蔽板可以卡接在转接导体上，或者是在屏蔽板壁厚允许的情况下，直接在屏蔽板上加工出沉头孔，使屏蔽板通过螺栓固定在转接导体上。
在GIS的其他实施例中，转接导体可以不是筒形结构，例如可以是右侧开口且具有内腔的正方体壳体，壳体的棱边需要倒圆角，以优化内部电场分布，此时第一屏蔽件可以是平直的屏蔽板；当然，转接导体还可以是球形壳体。
本发明中GIS用小型化电缆仓的实施例为：GIS用小型化电缆仓的具体结构与上述GIS实施例中的电缆仓相同，在此不再重述。
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 (8)

1.一种GIS用小型化电缆仓，其特征在于，包括：
筒体；
水平导体，设置在筒体内，用于与GIS设备主体的分支母线连接；
竖直导体，设置在筒体内，用于与电缆终端的电缆锥连接；
转接导体，设置在筒体内，与水平导体和竖直导体同时连接；
侧盖板，设置在筒体的侧部；
顶盖板，设置在筒体的顶部；
其中，水平导体和竖直导体分别具有与转接导体对接固定的对接面，水平导体和竖直导体分别通过固定螺栓与转接导体固定连接；
转接导体具有分别与水平导体和竖直导体的对接面相接触的接触面，转接导体还具有开口朝向侧盖板设置的容置腔，容置腔供所述固定螺栓从容置腔内部进行固定操作、以便容置固定螺栓的头部，所述开口用于方便固定螺栓的固定操作；
GIS用小型化电缆仓还包括：
第一屏蔽件，固定在转接导体上，用于在完成固定螺栓的固定操作后将所述开口封上；
转接导体的顶部具有面向顶盖板设置的顶面，顶面上固定有第二屏蔽件；
所述第二屏蔽件用于在对GIS设备主体耐压试验时安装在转接导体用于与竖直导体的对接面相接触的接触面上，在对电缆耐压试验时安装在转接导体用于与水平导体的对接面相接触的接触面上；
第一屏蔽件包括屏蔽板和与屏蔽板相连的固定柱，屏蔽板的形状与所述开口相适配；
屏蔽板和固定柱内开设有沉头孔，第一屏蔽件通过安装在沉头孔内的安装螺栓固定在转接导体上。
2.根据权利要求1所述的GIS用小型化电缆仓，其特征在于，转接导体为轴线沿上下方向延伸的筒形结构，转接导体的上下两端封闭，定义侧盖板位于筒体的右侧，所述开口为半圆柱形开口且设置在转接导体的右侧，屏蔽板为半圆弧形。
3.根据权利要求1或2所述的GIS用小型化电缆仓，其特征在于，第二屏蔽件呈半球形，第二屏蔽件通过锁紧螺栓固定在转接导体上，锁紧螺栓的头部位于所述容置腔内。
4.根据权利要求1或2所述的GIS用小型化电缆仓，其特征在于，所述对接面和接触面均为平面。
5.一种GIS，包括GIS设备主体、电缆仓和电缆终端，其特征在于，电缆仓包括：
筒体；
水平导体，设置在筒体内，与GIS设备主体的分支母线连接；
竖直导体，设置在筒体内，与电缆终端的电缆锥连接；
转接导体，设置在筒体内，与水平导体和竖直导体同时连接；
侧盖板，设置在筒体的侧部；
顶盖板，设置在筒体的顶部；
其中，水平导体和竖直导体分别具有与转接导体对接固定的对接面，水平导体和竖直导体分别通过固定螺栓与转接导体固定连接；
转接导体具有分别与水平导体和竖直导体的对接面相接触的接触面，转接导体还具有开口朝向侧盖板设置的容置腔，容置腔供所述固定螺栓从容置腔内部进行固定操作、以便容置固定螺栓的头部，所述开口用于方便固定螺栓的固定操作；
电缆仓还包括：
第一屏蔽件，固定在转接导体上，用于在完成固定螺栓的固定操作后将所述开口封上；
转接导体的顶部具有面向顶盖板设置的顶面，顶面上固定有第二屏蔽件；
所述第二屏蔽件用于在对GIS设备主体耐压试验时安装在转接导体用于与竖直导体的对接面相接触的接触面上，在对电缆耐压试验时安装在转接导体用于与水平导体的对接面相接触的接触面上；
第一屏蔽件包括屏蔽板和与屏蔽板相连的固定柱，屏蔽板的形状与所述开口相适配；
屏蔽板和固定柱内开设有沉头孔，第一屏蔽件通过安装在沉头孔内的安装螺栓固定在转接导体上。
6.根据权利要求5所述的GIS，其特征在于，转接导体为轴线沿上下方向延伸的筒形结构，转接导体的上下两端封闭，定义侧盖板位于筒体的右侧，所述开口为半圆柱形开口且设置在转接导体的右侧，屏蔽板为半圆弧形。
7.根据权利要求5或6所述的GIS，其特征在于，第二屏蔽件呈半球形，第二屏蔽件通过锁紧螺栓固定在转接导体上，锁紧螺栓的头部位于所述容置腔内。
8.根据权利要求5或6所述的GIS，其特征在于，所述对接面和接触面均为平面。
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