CN114121350A - 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，涉及高压输电技术领域，能够在不增大导电杆尺寸和避免冷却水与导电杆直接接触的前提下，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，沿轴线方向延伸形成通道，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；水流管的外管壁和导电杆的内管壁之间有间隙，间隙内设有传热件，传热件的一侧抵靠导电杆的内管壁，另一侧抵靠水流管的外管壁。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

本发明涉及高压输电技术领域，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，导电杆会产生热量，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，加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，导电杆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，在保持导电杆尺寸不变的前提下，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，水流管内具有冷却水，冷却水在水流管的内部流动，用于吸收导电杆产生的热量；水流管的外管壁与导电杆的内管壁之间有间隙，间隙处设有传热件，传热件的一侧抵靠导电杆的内管壁，传热件的另一侧抵靠水流管的外管壁。

本发明实施例提供的导电杆，在导电杆的内部设有水流管，在水流管的内部流动有冷却水，通过流动的冷却水将导电杆所产生的热量进行吸收，然后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，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，也减少了绝缘套承受的载荷，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，防止冷却水的泄漏。同时，为了加快传热速度，在水流管和导电杆的间隙处设有传热件，能够将热量从导电杆传递至水流管，提高冷却水的换热效率。

进一步地，传热件为表带触指。

进一步地，表带触指包括多个固定连接在一起的触指片，触指片的中部凸起，呈夹角设置。

进一步地，水流管的外管壁上设有环状凹槽，表带触指安装于环状凹槽内，触指片的两端抵靠环状凹槽的槽壁，触指片的中部凸起抵靠导电杆的内管壁。

进一步地，环状凹槽为多个，多个环状凹槽内均设有表带触指。

进一步地，沿水流管的轴向方向，多个环状凹槽之间的间距相同。

进一步地，导电杆的第一端设有开口，开口与通道连通，水流管的第二端通过开口伸入至导电杆的第二端的内侧；水流管的第一端位于导电杆的第一端的外侧；水流管的第一端设有进水口和出水口。

进一步地，进水口的进水方向与水流管的轴向方向平行，出水口的出水方向与水流管的径向方向平行。

进一步地，开口处固定连接有固定结构；所述水流管通过所述固定结构固定在所述导电杆内。

进一步地，水流管由铝合金材料制成。

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，避免了冷却水与导电杆的直接接触，防止冷却水泄漏到导电杆外，损坏高压套管的绝缘性能。此外，利用传热件进行传热，加快了导电杆与水流管之间的传热效率，提高冷却水的冷却效果。

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一种结构示意图；

图2为本发明实施例提供的导电杆内水流管的一种结构示意图；

图3为本发明实施例提供的表带触指的一种结构示意图；

图4为本发明实施例提供的圆环固定盘的一种结构示意图。

附图标记：

1-导电杆；11-通道；2-水流管；21-进水口；22-出水口；23-环状凹槽；3-表带触指；31-触指片；311-子触指片；312-连接部；4-圆环固定盘；41-孔。

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，减少绝缘套的载荷，提高抗震性能，同时能够减少高压套管的成本。同时，本申请实施例高压套管内的导电杆能够避免冷却水与导电杆的直接接触，防止出现冷却水泄漏到导电杆外，造成高压套管损坏的问题。

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。水流管2的外管壁和导电杆1的内管壁之间有间隙，间隙内设有传热件，传热件的一侧抵靠导电杆1的内管壁，传热件的另一侧抵靠水流管2的外管壁。

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，经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进行散热和冷却，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，提高了抗震能力。

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。

同时，由于导电杆1和水流管2之间有间隙，单纯的使用空气传热效率不高。为了加快水流管2内的冷却水与导电杆1之间的换热效率，在两者的间隙内填充有传热件，传热件能够将热量从导电杆1传递到水流管2上，然后再由水流管2内的冷却水进行吸收，极大的加快了传热的效率，从而提高了冷却水的冷却效率。

需要说明的是，因为导电杆1所起到的导流的重要作用，导电杆1选择用纯铜制作。而水流管2需要有良好的水密性，以防止冷却水的泄漏，同时需要有良好的导热性能。例如，水流管2可以采用水密性较好的轻金属材料制成，例如金属铝或者铝合金。在这里，水流管选择使用铝合金材料制成。

在一些可能的实现方式中，如图1所示，导热件可以为表带触指3，表带触指3包括多个固定连接在一起的触指片，触指片的中间凸起，呈夹角设置。通过多个固定片连接在一起形成一个表带式的结构，而设置中间凸起，能够更好的接触到导电杆1的内管壁。当然，也可以选择其它的部件作为传热件，例如，在水流管2的外管壁安装多个长条形的部件，使得长条形部件的两侧分别和导电杆1与水流管2接触，进而起到传递热量的作用。又例如，在水流管2的外管壁设置一个环形部件，环形部件的两侧分别与导电杆1和水流管2接触，同样能够达到传递热量的效果。在这里，采用表带触指3。

其中，如图3所示，触指片31的具体结构可以包括两个子触指片311，然后通过中间的连接部312进行连接。当然，触指片31也可以一体成型，弯折形成一个中间凸起的部分。

此外，关于多个触指片31的连接，可以通过焊接的方式连接，也可以通过设置其它的连接结构进行可拆卸连接，或者多个触指片31一体成型。在这里不做进一步地限定。

通过表带触指3作为传热件，可以加快导热的速度。同时，表带触指3可以选择具有导电性能的材料制成，使得水流管2也可以进行导电，从而可以进一步地减小导电杆1的截面面积，进一步地减小导电杆1的尺寸和体积。

如图1和图2所示，在一些实施方式中，在水流管的外管壁设有环状凹槽23，表带触指3安装于环状凹槽23内，表带触指3中的多个图3中所示的触指片31的两端抵靠环状凹槽23的槽壁，触指片31的中间凸起部分抵靠导电杆1的内管壁。通过环状凹槽23可以更好的进行表带触指3的安装，将表带触指3固定在环状凹槽23内，使得表带触指23不会沿着水流管2的外管壁移动，进而保证表带触指23位置的固定。

进一步地，可以设置多个环状凹槽23，多个环状凹槽23内均设有表带触指3。通过将多个表带触指3安装在水流管2的外管壁上，可以在导电杆1的各个位置进行热量的传递。进一步地的提升了换热效率。

其中，沿水流管2的轴向方向，多个环状凹槽23之间的间距可以相同。多个环状凹槽23之间的间隔具体为多大，可以根据实际情况确定。

当然，沿水流管2的轴向方向，多个环状凹槽23之间的间距也可以不同。如图2所示，将三个环状凹槽23分为一组，同组内的各个环状凹槽23之间的间距较小，各组环状凹槽23的间距较大。

此外，也可以根据导电杆1的散热状况进行设计。例如，当导电杆1中间位置的温度较高时，那么，沿水流管2的轴向方向，水流管2上对应导电杆1中间区域的位置，环状凹槽23的间隔较小；水流管2上对应导电杆1两端区域的位置，环状凹槽23之间的间隔较大。这样，由于导电杆1中间区域有较多的表带触指3，可以传递较多的热量，从而使得散热性不好的导电杆1的中间区域得到较好的热量传递。又或者当导电杆1的一端热量较多时，水流管2对应导电杆1这一端的位置，环形凹槽23的间隔较小。具体的，可根据实际情况中，导电杆1各位置温度的分布情况确定。

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。

此外，为了对导电杆1内部的水流管进行固定，可以设置固定结构。可以在导电杆1的内部设置固定部件或者在导电杆1的第一端设置固定部件，用来保持水流管2的轴线和导电杆的轴线1相互平行。可以理解的是，可以通过多种方式对水流管2进行固定，只要能够使水流管2维持固定即可，此处不做进一步的限定。在这里，优选的，在导电杆1的第一端设置固定部件。

具体的固定方式，开口处固定连接有固定结构；所述水流管通过所述固定结构固定在所述导电杆内，固定结构可用是圆环固定盘4。如图1和图2所示，在导电杆1的第一端的开口处固定连接有圆环固定盘4。圆环固定盘4的外环直径大于等于导电杆1的直径，圆环固定盘4的内环与水流管2之间为间隙配合，水流管2穿过圆环固定盘4的内环。这样，由于圆环固定盘4固定连接在导电杆1第一端的开口处，水流管2可以在圆环固定盘4的限制下，保持固定。此外，可以通过多种方式对水流管2进行固定，只要能够使水流管2能够维持在固定的位置即可，此处不做进一步的限定。

其中，关于圆环固定盘4与开口的固定，可以通过螺纹连接的方式，进行固定。如图4所示，为圆环固定盘4的结构示意图，圆环固定盘4上设有孔41。可以在图1中所示的导电杆1开口处的管壁上设置螺纹槽，通过孔41和导电杆1开口处的管壁上的螺纹槽来固定圆环固定盘4。当然，也可以选择其它的方式进行固定。

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。

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 (11)

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；所述水流管的外管壁和所述导电杆的内管壁之间有间隙，所述间隙内设有传热件，所述传热件的一侧抵靠所述导电杆的内管壁，所述传热件的另一侧抵靠所述水流管的外管壁。

2.根据权利要求1所述的导电杆，其特征在于，所述传热件为表带触指。

3.根据权利要求2所述的导电杆，其特征在于，所述表带触指包括多个固定连接在一起的触指片，所述触指片的中部凸起，呈夹角设置。

4.根据权利要求3所述的导电杆，其特征在于，所述水流管的外管壁上设有环状凹槽，所述表带触指安装于所述环状凹槽内，所述触指片的两端抵靠所述环状凹槽的槽壁，所述触指片的中部凸起抵靠所述导电杆的内管壁。

5.根据权利要求4所述的导电杆，其特征在于，所述环状凹槽为多个，多个所述环状凹槽内均设有所述表带触指。

6.根据权利要求5所述的导电杆，其特征在于，沿所述水流管的轴向方向，多个所述环状凹槽之间的间距相同。

7.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。

8.根据权利要求7所述的导电杆，其特征在于，所述进水口的进水方向与所述水流管的轴向方向平行，所述出水口的出水方向与所述水流管的径向方向平行。

9.根据权利要求7所述的导电杆，其特征在于，所述开口处固定连接有固定结构；所述水流管通过所述固定结构固定在所述导电杆内。

10.根据权利要求1所述的导电杆，其特征在于，所述水流管由铝或铝合金材料制成。

11.一种高压套管，其特征在于，包括绝缘套和权利要求1～10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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