CN114121348A - 一种导电杆及高压套管 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种导电杆及高压套管，涉及输电技术领域，能够在不增大导电杆尺寸的前提下，对导电杆进行高效的散热和冷却。本发明的导电杆内部中空，沿轴线方向形成通道，通道内设有水流管，水流管的延伸方向和通道的延伸方向一致；在水流管内部流动有冷却水，用于吸收导电杆产生的热量。本发明的导电杆用于高压输电中电流的传导。

Description

一种导电杆及高压套管

技术领域

本发明涉及输电技术领域，尤其涉及一种导电杆及高压套管。

背景技术

随着我国特高压输电技术的不断发展，输电容量的需求不断增大，高压输电设备的电压电流等级要求也不断提高。因此，高压输电设备需要承受着高电压、大电流以及强机械负荷的叠加作用，其内部存在很高的电、热以及机械应力。过高的电应力以及热损耗，严重制约了高压输电设备在高压工程的应用。

高压套管作为高压电力行业中常用的重要设备，其包括绝缘套和位于绝缘套内部的导电杆。由于绝缘套内部的导电杆需要承受较大的电流，当电流流经导电杆时，会产生热量，绝缘套内部的散热问题尤为突出。大部分高压套管绝缘失效是因为绝缘套内部温度过高而导致绝缘套内的绝缘材料热膨胀引起的，而绝缘套内部温度过高的根本原因是导电杆在传导电流的过程中产生热量，且其产生的热量无法有效的散出，从而导致热量在绝缘套内部堆积。为了解决这一问题，目前采用的方法是增大导电杆的截面积，增大导电杆的直径和厚度，以减少导电杆的电阻，降低导电杆的发热量。但是，由于导电杆体积的增大，使得高压套管整体的体积也会因此而增大，重量也会随之增大。同时，外部的绝缘套因为导电杆重量的增大，需要承受的载荷也会增大，影响其抗震效果。

发明内容

本发明提供一种导电杆及高压套管，在不增大导电杆直径和厚度的前提下，对导电杆进行高效的散热和冷却。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一方面，本发明实施例提供了一种导电杆，导电杆的内部中空，沿轴向方向形成通道，在通道内设有水流管，水流管的延伸方向和通道的延伸方向保持一致，在水流管内有冷却水，冷却水在水流管的内部流动，用于吸收导电杆产生的热量。

本发明实施例提供的导电杆，其内部中空形成一个沿着轴向方向延伸的通道，通道内设有和通道延伸方向一致的水流管，水流管的内部流动着冷却水。通过水流管内部流动的冷却水，导电杆所产生的热量由冷却水进行吸收，然后经过冷却水的流动将热量带出导电杆的内部。这样，在不增大导电杆的直径和体积的前提下，利用导电杆内部的通道，对导电杆进行高效的散热和冷却。导电杆的尺寸可以保持不变，有效的利用了导电杆的内部空间，结构紧凑。进而可以降低了高压套管的制造成本，也减少绝缘套承受的载荷，提高抗震能力。此外，由于冷却水在水流管的内部流动，避免了冷却水与导电杆的直接接触，可以防止冷却水泄漏到导电杆外部，破坏高压套管的绝缘性能。

进一步地，在导电杆的第一端设有开口，开口和导电杆内部的通道连通，水流管的第二端通过开口伸入到导电杆的第二端的内侧，水流管的第一端则位于导电杆的第一端的外侧，在水流管的第一端设有进水口和出水口。

进一步地，水流管内部设有进水通道和出水通道，进水通道和出水通道的延伸方向和水流管的延伸方向一致，进水通道的第一端和进水口连通，出水通道的第一端与出水口连通；进水通道的第二端和出水通道的第二端延伸至水流管的第二端的内侧并相互连通。

进一步地，进水通道可位于水流管的轴线上，出水通道位于进水通道和水流管的管壁之间。

进一步地，出水通道位于靠近水流管的管壁的位置。

进一步地，可以设置多个出水通道。

进一步地，多个出水通道以进水通道为中心，环形阵列分布于进水通道的外围。

进一步地，水流管的第二端的内侧设有第一空腔，进水通道的第二端和出水通道的第二端通过第一空腔连通。

进一步地，水流管的第一端的内侧设有第二空腔，第二空腔和出水通道的第一端连通，且第二空腔和出水口连通。

进一步地，水流管可以通过挤压工艺一体成型。

进一步地，导电杆由铝或铝合金材料制成。

另一方面，本发明实施例提供了一种高压套管，包括绝缘套和上一方面中的导电杆，导电杆位于绝缘套内部。

本发明实施例提供的高压套管，因为包括第一方面提供的导电杆，能够利用导电杆内部的水流管进行散热和冷却，不需要增大导电杆的直径和体积。因此，高压套管整体的体积也不必增大，降低了整体的重量，节约了成本，也提高了抗震性能。同时，由于冷却水在水流管内部进行流动，避免了冷却水泄漏到导电杆和绝缘套，损坏高压套管绝缘性能的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的导电杆的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的导电杆内部水流管的结构示意图；

图3为图2提供的导电杆内的水流管沿A-A方向剖视图。

附图标记：

1-导电杆；11-通道；12-开口；2-水流管；21-进水口；22-出水口；30-进水通道；31-出水通道；40-第一空腔；41-第二空腔；空腔封头-50；出水端头-51。

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；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。

在本发明的描述中，“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本发明提供了一种高压套管，可以用于电力设备进出线和高压电路的对地绝缘，例如，该高压套管可以连接换流变压器或者对墙体两侧的设备提供绝缘和支撑支持。

以连接换流变压器的高压套管为例，本申请实施例提供的高压套管包括绝缘套和内部的导电杆，在导电杆和绝缘套之间，浇注环氧树脂。整个高压套管的载荷由绝缘套承受，导电杆负责传导电流。

本申请实施例提供的高压套管，其内部的导电杆具有良好的散热性能，能够在不增大导电杆的直径和体积的前提下，实现导电杆的高效散热。因此，高压套管整体的体积和重量也可以相对减小，减少绝缘套承受的载荷，提高抗震性能，同时能够减少高压套管的成本。

接下来，对上述高压套管中所包含的导电杆做进一步的介绍。

如图1所示，本申请实施例提供的导电杆1的内部中空，沿导电杆1的轴向方向形成通道11，在通道11内设有水流管2，可以看到，水流管2的延伸方向与通道11的延伸方向一致。在水流管2的内部有流动的冷却水，可以用于吸收导电杆1产生的热量。

通过导电杆1内部的水流管2，可以使得导电杆1产生的热量通过水流管2内部的冷却水进行吸收，通过冷却水的流动将其带出导电杆1的内部。在不增大导电杆1的直径和体积的前提下，利用导电杆1内部的通道11，对导电杆1进行高效的散热和冷却。导电杆1的尺寸可以保持不变，有效的利用了导电杆1的内部空间，结构紧凑。进而可以降低高压套管的制造成本，也减少了绝缘套的载荷，提高了高压套管整体的抗震能力。

此外，由于冷却水在水流管2的内部流动，避免了冷却水与导电杆1的直接接触，可以防止冷却水泄漏到导电杆1的外部，破坏高压套管的绝缘性能。可以理解的是，如果冷却水直接进入到导电杆1内部的通道11对导电杆1进行冷却，一旦导电杆1的某个部位发生泄漏，冷却水流动至导电杆1的外面后，造成高压套管绝缘受潮，则会出现上述所说的破坏高压套管绝缘性能的问题，最终损坏高压套管。而本申请通过冷却水在水流管2的内部进行流动，避免了这一问题的发生。

需要说明的是，由于水流管2需要有良好的水密性，以防止冷却水的泄漏，同时还需要有良好的导热性能。优选的，可以采用水密性良好的轻金属材料制成，例如铝或者铝合金，在这里，水流管由铝合金材料制成。此外，还需要说明的是，可以在水流管2靠近开口12的位置设置固定件对水流管2进行固定。

进一步地，如图1所示，在导电杆1的第一端设有开口12，水流管2的第二端通过开口12伸入到导电杆1的第二端的内侧，在水流管2的第一端设有进水口21和出水口22，进水口21和出水口22的位置位于导电杆1第一端的外侧，即进水口21和出水口22位于导电杆1外。通过这样设置，可以方便水流管2中的进水口21和出水口22连接对应的进水管和出水管。当然，在另一些实施例中，也可以将水流管2的进水口21和出水口22设置在导电杆第一端的内部。

需要说明的是，如图1所示，进水口21的进水方向与水流管2的轴向方向平行，出水口22的出水方向与水流管2的径向方向平行，进水和出水的方向相互垂直。也可以选择其它的进出水方向，例如，进水口21的进水方向和出水口22的出水方向均与水流管2的轴向方向平行。当然，其进水口和出水口的设置方向并不限于以上方式，也可以根据实际情况选择其它的方式。在这里，选择图1所示的方式，这样可以使得进水口21和出水口22的位置相对分离，方便实际操作中，安装和放置与进水口21和出水口22连接的对应的水管。

如图2所示，水流管2的内部可以设有进水通道30和出水通道31，进水通道30的延伸方向和出水通道31的延伸方向与水流管2的延伸方向一致，进水通道30的第一端与进水口21连通，出水通道31的第一端与出水口22连通；进水通道30的第二端和出水通道31的第二端延伸至水流管2的第二端的内侧并相互连通。这样，冷却水在水流管2内能够按照一定的方向进行流动，能够提高流动的速率，进而也提高换热的效率。

需要说明的是，水流管2的内部也可以不设置如图2中所示的进水通道30和出水通道31。此时，水流管2内部不区分通道，内部中空，冷却水填满水流管2的内部，进水口21和出水口22分别连接对应的水管，控制水流管内部冷却水的流入和流出。这样设置，可以简化水流管2的结构，在制作过程中更加方便。在本实施例中，选择对水流管2的内部进行区分，分出如图2所示的进水通道30和出水通道31，以增加冷却水的流动速率，提高换热的效率。

进一步地，如图2所示，在水流管2内部具有进水通道30和出水通道31的情况下，进水通道30可以位于水流管2的轴线上，出水通道31位于进水通道30和水流管2的管壁之间。由于进水通道30位于水流管2的轴线上，则可以将进水通道30的尺寸设置的大一些，可以提高进水的流量，对应的，将出水通道31设置在进水通道30和水流管2的管壁之间，出水通道31相对于进水通道30而言，其水流量较小。当然，也可以在其它的位置设置进水通道30。此外，也可以将进水通道30的大小和出水通道31的大小设置成相同大小。

在本实施例中，为了让冷却水能够更好的进行换热，出水通道31设靠近水流管2的管壁。由于水流管2位于导电杆1的通道11内，水流管2中越靠近管壁的位置，温度越高，所以水流管2的管壁会吸收较多的热量。为了让冷却水能够更好的吸收热量，在靠近水流管2的管壁位置设置出水通道31，冷却水能够接触到更多的热量，能够更好的进行换热，冷却水的换热效率也就会更佳。

进一步地，为了能够让吸热较多的水流管的管壁能够充分的与冷却水进行换热，可以设置多个出水通道31。出水通道31的数量越多，冷却水与水流管2的接触面积也就越大，其在流动过程中所吸收的热量越多。需要说明的是，也可以设置一个环形的出水通道31，同样能够达到较好的散热效果。

如图3所示，本申请实施例提供了一种具有多个出水通道31的截面示意图，可以看到，多个出水通道31以进水通道30为中心，环形阵列分布于进水通道30的外围，这样排列，使得水流管2的各个方位都能够比较好的与冷却水进行换热。当然，也可以为其它的设置方式。例如，以水流管2的轴线为中心，设置多层的出水通道31。其中，多个出水通道31的大小可以相同，也可以不同。优选的，将多个出水通道31的大小设为相同。选择环形阵列多个出水通道31已经能够达到比较好的换热效果，再增多出水通道31的数量，效率提升不太大，反而会在制作水流管2的过程中增大难度。因此，选择图3中所示的，环形阵列分布多个出水通道31。

在一些实施例中，如图2所示，为了连通进水通道30的第二端和出水通道31的第二端，在水流管2的第二端的内侧设有第一空腔40，进水通道30的第二端和出水通道31的第二端通过第一空腔40进行连通。通过上述第一空腔40，进水通道30中的水在第二端进入到第一空腔40中，然后从第一空腔40中进行分流，进入到出水通道31中。当然也可以以其它的方式完成进水通道30的分流，如直接将进水通道30的第二端与多个出水通道31的第二端进行连通。相比较而言，利用第一空腔40的方式能够更加高效的进行分流，因此，优选择利用第一空腔40进行作为进水通道31的分流方式。

同样的，如图2所示，在水流管2的第一端的内侧设有第二空腔41，第二空腔41与出水通道31的第一端连通，且和出水口22连通。出水通道31中的水，在从出水口22流出之前，先通过第二空腔41连通，然后再通过第二空腔41从出水口22流出。通过设置第二空腔41，出水通道31中的水可以先进入第二空腔41中进行汇流，然后再从出水口22排出，第二空腔41可以起到一个临时存储的作用，将要排出的水可以先在第二空腔41进行暂存。当然，也有其它的方式，可以选择一个出水通道31的第一端与出水口22直接连通，然后其它出水通道31的第一端与这个指定的出水通道31的第一端连通进行出水。

需要说明的是，在本发明实施例中，水流管2可以通过挤压工艺一体成型。通过挤压工艺一体成型，可以减少制作流程，提高制作的效率。当然，也可以通过组装的方式得到本发明实施例中的水流管2。如图2所示，在水流管的两端有一个空腔封头50和出水端头51，可以将这些分别进行制作，然后在最后的步骤中进行组成，形成本申请实施例中需要的水流管结构。组装成型的方法可以简化模具的制作过程。在这里选择挤压工艺一次成型，通过简单的制作过程就可以得到可靠的水流管2内部的进出水通道的结构。

以上，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，可轻易想到的变化或替换，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权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种导电杆，其特征在于，所述导电杆的内部中空，沿轴向方向延伸形成通道，所述通道内设有水流管，所述水流管的延伸方向与所述通道的延伸方向一致；所述水流管内具有冷却水，所述冷却水在所述水流管的内部流动，用于吸收所述导电杆产生的热量。

2.根据权利要求1所述的导电杆，其特征在于，所述导电杆的第一端设有开口，所述开口与所述通道连通，所述水流管的第二端通过所述开口伸入至所述导电杆的第二端的内侧，所述水流管的第一端位于所述导电杆的第一端的外侧；所述水流管的第一端设有进水口和出水口。

3.根据权利要求2所述的导电杆，其特征在于，所述水流管内设有进水通道和出水通道，所述进水通道和所述出水通道的延伸方向与所述水流管的延伸方向一致，所述进水通道的第一端与所述进水口连通，所述出水通道的第一端与所述出水口连通；所述进水通道的第二端和所述出水通道的第二端延伸至所述水流管的第二端的内侧并相互连通。

4.根据权利要求3所述的导电杆，其特征在于，所述进水通道位于所述水流管的轴线上，所述出水通道位于所述进水通道和所述水流管的管壁之间。

5.根据权利要求4所述的导电杆，其特征在于，所述出水通道靠近所述水流管的管壁。

6.根据权利要求5所述的导电杆，其特征在于，所述出水通道为多个。

7.根据权利要求6所述的导电杆，其特征在于，以所述进水通道为中心，多个所述出水通道环形阵列分布于所述进水通道的外围。

8.根据权利要求3～7中任一项所述的导电杆，其特征在于，所述水流管的第二端的内侧设有第一空腔，所述进水通道的第二端与所述出水通道的第二端通过所述第一空腔连通。

9.根据权利要求8所述的导电杆，其特征在于，所述水流管的第一端的内侧设有第二空腔，所述第二空腔与所述出水通道的第一端连通，且所述第二空腔与所述出水口连通。

10.根据权利要求9所述的导电杆，其特征在于，所述水流管通过挤压工艺一体成型。

11.根据权利要求1所述的导电杆，其特征在于，所述导电杆由铝或铝合金材料制成。

12.一种高压套管，其特征在于，包括绝缘套和权利要求1～11中任一项所述的导电杆，所述导电杆位于所述绝缘套内部。

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