CN205159803U - 一种220千伏风帆联合式户外gis出线布置结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种220千伏风帆联合式户外GIS出线布置结构，与现有技术相比解决了GIS出线布置结构无法满足实际使用需要的缺陷。本实用新型的构架柱平台组件A包括矗立在地面上的短立柱和长立柱，短立柱的顶端与长立柱之间垂直安装有下横杆，短立柱的顶端与长立柱的顶端安装有斜柱，上横杆的一端垂直安装在长立柱上，上横杆的另一端安装在斜柱上，上横杆位于下横杆的上方。本实用新型采用垂直出线形式，将户外GIS配电装置横向尺寸压缩，可显著减少占地面积，降低征地及GIS母线筒费用，节省工程造价。

Description

一种220千伏风帆联合式户外GIS出线布置结构

技术领域

本实用新型涉及GIS技术领域，具体来说是一种220千伏风帆联合式户外GIS出线布置结构。

背景技术

随着城市建设的不断发展，节约变电站的建设用地已成为设计重要的指导思想。GIS将母线、断路器、隔离开关、互感器、避雷器等元件封装在接地的金属壳体内，并在管内充SF6气体作为绝缘和灭弧介质，从而压缩了设备间的纵向和横向距离，大大减少变电站用地，在现代化变电站建设中被广为采用。而考虑到节约线路投资，大部分变电站仍采用架空出线，常规GIS出线构架一般采用和AIS设备相同的方案，出线的三相导线水平排列，间隔宽度和常规设备间隔宽度差异不大，出线间隔的横向尺寸没有得到有效压缩。

虽然专利号为201320401071.3、名称为“一种220千伏户外GIS双飞蜓出线布置结构”的专利实现了A、B、C三相垂直出线，较大幅度的减少了GIS出线间隔宽度。但由于双飞蜓结构所受的力均集中于单柱上，拉力、扭力只能通过单柱传递，柱底弯矩非常大，受力较不合理，且构架平面内外刚度均较小。经计算，采用双飞蜓结构，柱底钢管直径至少为1.2米才能满足受力和位移要求，用钢量极大，运输不便，与变电站周围设备极不协调，实际推广应用难度很大。另外，受制于单根立柱外径过大的因素，间隔宽度一定的情况下，考虑到电气距离的影响，双飞蜓出线GIS出线套管只能朝向构架外侧偏移，对于B相位于上层的开断线路达不到安全距离而无法适用，导致其使用范围具有较大的局限性。不仅如此，由于双飞蜓结构出线横担端头位于GIS套管上方，上、中层引线只能通过单串悬垂串引出，受制于电气距离校验，横担层间距无法有效压缩。

虽然专利号为201420780907.X、名称为“一种用于220kV户外GIS变电站三层联合式出线架构”的专利采用联合构架的形式，在实现了变电站垂直出线的同时，优化了构架受力。但由于三层联合式出线架构中、下层出线横梁端部位于多个杆件连接的节点上，使得梁柱连接节点结构非常繁琐，中、低层出线横梁柱节点安装杆件多达6根，即梁柱连接节点需要焊接至少6根直径约300mm连接接头，与之相应，节点处需承受6个方向的拉力或压力作用，加工制造非常困难，应力极其复杂，分析计算难度很大。另外，三层联合式出线架构出线横梁采用单一杆件，横梁不便上人检修安装，推广应用较为困难。

因此，如何开发一种新型的GIS配电装置结构形式，在减小出线间隔宽度、缩小变电站占地面积的同时，不仅可以减少构架用钢量、满足不同相序线路出线需要，而且易于实现便于运行维护，已经成为急需解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中GIS出线布置结构无法满足实际使用需要的缺陷，提供一种220千伏风帆联合式户外GIS出线布置结构来解决上述问题。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种220千伏风帆联合式户外GIS出线布置结构，包括GIS出线间隔和构架组件，所述的构架组件包括构架柱平台组件A和构架柱平台组件B，构架柱平台组件A和构架柱平台组件B镜像对应布置且两者结构相同，构架柱平台组件A包括矗立在地面上的短立柱和长立柱，短立柱的顶端与长立柱之间垂直安装有下横杆，短立柱的顶端与长立柱的顶端安装有斜柱，上横杆的一端垂直安装在长立柱上，上横杆的另一端安装在斜柱上，上横杆位于下横杆的上方；

低出线横梁垂直安装在构架柱平台组件A的下横杆与构架柱平台组件B的下横杆上，中出线横梁垂直安装在构架柱平台组件A的上横杆与构架柱平台组件B的上横杆上，上出线横梁垂直安装在构架柱平台组件A的长立柱顶端与构架柱平台组件B的长立柱顶端上，低出线横梁上悬挂有低耐张绝缘子串，中出线横梁上悬挂有中耐张绝缘子串和中V型悬垂绝缘子串，上出线横梁上悬挂有上耐张绝缘子串和上V型悬垂绝缘子串；

GIS出线间隔通过均竖向设置的出线套管A、出线套管B和出线套管C引上，出线套管A通过上V型悬垂绝缘子串悬垂过渡连接至线路上层出线，出线套管B通过中V型悬垂绝缘子串悬垂过渡连接至线路中层出线，出线套管C直接连接至线路下层出线。

所述的出线套管A、出线套管B和出线套管C均通过分支母线A连接至GIS出线间隔。

所述的低出线横梁、中出线横梁和上出线横梁三者等间距分层错位布置，所述的低出线横梁、中出线横梁和上出线横梁均为三角梁结构。

所述的GIS出线间隔的纵向中心线与构架组件的纵向中心线之间的垂直距离为3-3.5米。

有益效果

本实用新型的一种220千伏风帆联合式户外GIS出线布置结构，与现有技术相比采用垂直出线形式，将户外GIS配电装置横向尺寸压缩（双回出线间隔宽度由常规24米减少到12米），可显著减少占地面积，降低征地及GIS母线筒费用，节省工程造价。

与专利号为201320401071.3、名称为“一种220千伏户外GIS双飞蜓出线布置结构”的专利技术相比，本实用新型采用联合构架的形式，避免了单根立柱截面过大的弊端；另外，本实用新型GIS出线套管可灵活排布，实现与不同相序线路导线之间的匹配，通用性极强；不仅如此，本实用新型根据构架结构特点，通过采用V型绝缘子串的方式过渡出线，出线横梁垂直层间距可至少压缩0.5米。与专利号为201420780907.X、名称为“一种用于220kV户外GIS变电站三层联合式出线架构”的专利技术相比，本实用新型梁柱连接节点结构简单，受力清晰，便于加工安装；另外本实用新型出线横梁采用三角梁形式，与单一杆件横梁相比，安装检修人员可在三角梁横梁上行走，便于运行维护。

附图说明

图1为本实用新型的结构正视图；

图2为本实用新型的结构立体图；

图3为本实用新型BAC/BCA相序出线的结构俯视图；

图4为本实用新型CBA/ABC相序出线的结构俯视图；

图5为本实用新型构架组件上部的结构右侧图；

其中，1-GIS出线间隔、2-短立柱、3-长立柱、4-下横杆、5-上横杆、6-斜柱、7-低出线横梁、8-中出线横梁、9-上出线横梁、10-出线套管A、11-出线套管B、12-出线套管C、13-上V型悬垂绝缘子串、14-中V型悬垂绝缘子串、15-分支母线A、16-分支母线B、17-上耐张绝缘子串、18-中耐张绝缘子串、19-低耐张绝缘子串、20-构架柱平台组件A、21-构架柱平台组件B。

具体实施方式

为使对本实用新型的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下：

如图1和图2所示，本实用新型所述的一种220千伏风帆联合式户外GIS出线布置结构，包括GIS出线间隔1和构架组件，为了保证安全距离的需要，GIS出线间隔1的纵向中心线与构架组件的纵向中心线之间的垂直距离为3-3.5米。GIS出线间隔1的数量可以为两个，两个GIS出线间隔1中心线的间距为5-6米，在实际应用中，可以将两个GIS出线间隔1配合一个构架组件进行使用。构架组件包括构架柱平台组件A20和构架柱平台组件B21，构架柱平台组件A20和构架柱平台组件B21两者结构相同。构架柱平台组件A20包括矗立在地面上的短立柱2和长立柱3，短立柱2的顶端与长立柱3之间垂直安装有下横杆4，下横杆4一端垂直安装在短立柱2的顶端，下横杆4另一端垂直安装在长立柱3上，使得下横杆4、短立柱2和长立柱3三者形成了矩形结构,三者形成矩形结构后，使得其应力计算分析简单化。短立柱2的顶端与长立柱3的顶端安装有斜柱6，即斜柱6、下横杆4和长立柱3的上部组成一个近似三角形结构。上横杆5的一端垂直安装在长立柱3上，上横杆5的另一端安装在斜柱6上，上横杆5位于下横杆4的上方，即上横杆5、长立柱3和斜柱6又组成了一个小三角形结构。构架柱平台组件A20和构架柱平台组件B21多个矩形结构、三角形结构的组合，使其传力性能良好，稳定性优越，结构本身无需采用大直径杆件，减少了用钢量，方便了运输安装。

构架柱平台组件A和构架柱平台组件B两者镜像布置，低出线横梁7垂直安装在构架柱平台组件A的下横杆4与构架柱平台组件B的下横杆上。构架柱平台组件A的下横杆4和构架柱平台组件B的下横杆承担了低出线横梁7的受力，因此针对低出线横梁7与下横杆4连接节点的受力分析则简便得多，只需要计算低出线横梁7对构架柱平台组件A的下横杆4与构架柱平台组件B的下横杆的作用力即可，节点处应力分析更容易，节点板选材及加工制造更为简单和方便。同理，中出线横梁8垂直安装在构架柱平台组件A的上横杆5与构架柱平台组件B的上横杆上，上出线横梁9垂直安装在构架柱平台组件A的长立柱3顶端与构架柱平台组件B的长立柱顶端上，在中出线横梁8的应力分析中涉及到构架柱平台组件A的上横杆5和构架柱平台组件B的上横杆，在上出线横梁9的应力分析中涉及到构架柱平台组件A的长立柱3和构架柱平台组件B的长立柱，都大大减少了应力分析的难度。低出线横梁7、中出线横梁8和上出线横梁9三者等间距分层错位布置，低出线横梁7、中出线横梁8和上出线横梁9可以均为三角梁结构，进一步增加其稳定性。在进一步增加其稳定性的同时，也方便了工作人员的攀爬施工作业，减小了工作人员的安全隐患。

如图5所示，低出线横梁7上悬挂有低耐张绝缘子串19，中出线横梁8上悬挂有中耐张绝缘子串18和中V型悬垂绝缘子串14，上出线横梁9上悬挂有上耐张绝缘子串17和上V型悬垂绝缘子串13。低耐张绝缘子串19、中耐张绝缘子串18和上耐张绝缘子串17均按现有技术的连接方式连接出线线路，低耐张绝缘子串19连接线路下层出线，中耐张绝缘子串18连接线路中层出线，上耐张绝缘子串17连接线路上层出线。GIS出线间隔1通过均竖向设置的出线套管A10、出线套管B11和出线套管C12引上，出线套管A10、出线套管B11和出线套管C12均通过分支母线A15连接至GIS出线间隔1。出线套管A10通过上V型悬垂绝缘子串13悬垂过渡连接至出线线路，接在出线套管A10上的导线按现有技术的方式悬挂在上V型悬垂绝缘子串13上，再引到线路上层出线（纵向排列的三相线的最上一根线）。同理，出线套管B11通过中V型悬垂绝缘子串14悬垂过渡连接至线路中层出线（纵向排列的三相线的中间一根线），出线套管C12直接连接至线路下层出线（纵向排列的三相线的最下一根线），出线套管C12由于位于最外侧，无需V型悬垂绝缘子串的设计，直接接在线路下层出线上。

在实际使用时，两台GIS出线间隔1的避雷器和电压互感器内置。如图3所示，对于BAC/BCA相序出线，即三相出线从上至下的相序为BAC或BCA，最内侧出线套管A10位于GIS设备中心线，直接接在GIS出线间隔1上；外侧二只出线套管B11、出线套管C12通过分支母线折弯后延伸，接在GIS出线间隔1上，使三个套管位于GIS设备纵向中心线呈一字排列。如图4所示，对于ABC/CBA相序出线，最内侧出线套管A10则可以偏向GIS出线间隔1上A相（C相）的分支母线B16，直接接在分支母线B16上。外侧的出线套管B11、出线套管C12通过其他分支母线（分支母线A15）延伸后再折弯，使三个套管位于分支母线B16中心线呈一字排列。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围内。本实用新型要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (4)

1.一种220千伏风帆联合式户外GIS出线布置结构，包括GIS出线间隔（1）和构架组件，其特征在于：所述的构架组件包括构架柱平台组件A（20）和构架柱平台组件B（21），构架柱平台组件A（20）和构架柱平台组件B（21）镜像对应布置且两者结构相同，构架柱平台组件A（20）包括矗立在地面上的短立柱（2）和长立柱（3），短立柱（2）的顶端与长立柱（3）之间垂直安装有下横杆（4），短立柱（2）的顶端与长立柱（3）的顶端安装有斜柱（6），上横杆（5）的一端垂直安装在长立柱（3）上，上横杆（5）的另一端安装在斜柱（6）上，上横杆（5）位于下横杆（4）的上方；

低出线横梁（7）垂直安装在构架柱平台组件A的下横杆（4）与构架柱平台组件B的下横杆上，中出线横梁（8）垂直安装在构架柱平台组件A的上横杆（5）与构架柱平台组件B的上横杆上，上出线横梁（9）垂直安装在构架柱平台组件A的长立柱（3）顶端与构架柱平台组件B的长立柱顶端上，低出线横梁（7）上悬挂有低耐张绝缘子串（19），中出线横梁（8）上悬挂有中耐张绝缘子串（18）和中V型悬垂绝缘子串（14），上出线横梁（9）上悬挂有上耐张绝缘子串（17）和上V型悬垂绝缘子串（13）；

GIS出线间隔（1）通过均竖向设置的出线套管A（10）、出线套管B（11）和出线套管C（12）引上，出线套管A（10）通过上V型悬垂绝缘子串（13）悬垂过渡连接至线路上层出线，出线套管B（11）通过中V型悬垂绝缘子串（14）悬垂过渡连接至线路中层出线，出线套管C（12）直接连接至线路下层出线。

2.根据权利要求1所述的一种220千伏风帆联合式户外GIS出线布置结构，其特征在于：所述的出线套管A（10）、出线套管B（11）和出线套管C（12）均通过分支母线A（15）连接至GIS出线间隔（1）。

3.根据权利要求1所述的一种220千伏风帆联合式户外GIS出线布置结构，其特征在于：所述的低出线横梁（7）、中出线横梁（8）和上出线横梁（9）三者等间距分层错位布置，所述的低出线横梁（7）、中出线横梁（8）和上出线横梁（9）均为三角梁结构。

4.根据权利要求1所述的一种220千伏风帆联合式户外GIS出线布置结构，其特征在于：所述的GIS出线间隔（1）的纵向中心线与构架组件的纵向中心线之间的垂直距离为3-3.5米。