一种特高压直流穿墙套管的端部密封结构
技术领域
本实用新型涉及一种特高压直流穿墙套管的端部密封结构。
背景技术
特高压直流输电是新能源等电力大规模远距离输送的最佳技术解决方案,是推动低碳型战略性新兴产业发展的重要力量。2020年前我国预计将建设23个特高压直流工程,市场前景非常广阔,特高压直流穿墙套管是特高压直流工程中的重要组成部分,市场需求较大。目前,ABB、ALSTOM(阿尔斯通)以及一些国内厂家的直流穿墙套管均采用纯SF6气体穿墙套管的技术方案,套管内同轴穿过导电杆,套管中充入纯SF6气体以防止导电杆与套管击穿,此类套管将是今后特高压直流穿墙套管发展的主流方向。但是直流SF6气体穿墙套管具有较多问题,如为了避免击穿问题,套管直径通常较大,整个套管中设置一整根导电杆导致导电杆的长度较长,超长的导电杆刚度不足,在水平安装时,导电杆在其自重的影响下中部会下垂,从而导致导电杆与套管的同轴度差的问题,在特高压下,场强分布很难达到理想状态。目前的解决方案通常是把超长的导电杆分为两段,两段导电杆在端部对接,并在对接处设置支撑在套管与导电杆之间的支柱绝缘子进行支撑。但采用支柱绝缘子方案时,设计、制造、安装、绝缘可靠性等多方面的问题都需要解决,会严重降低产品的可靠性。
技术人员还探索了其他解决方案,如申请公布号为CN105119217A、申请日为2015年09月23日的中国专利文件公开了一种高压穿墙套管,如图1所示,所述高压穿墙套管包括具有用于容纳绝缘介质的容纳腔的套管1、设置在套管1的端面的连接法兰3和与套管1同轴设置的导电杆2,所述导电杆2为导电体。连接法兰3的中心设有供导电杆2穿过的导电杆穿孔,导电杆2滑动穿过所述导电杆穿孔并延伸出套管1形成导电杆穿出段,所述高压穿墙套管还包括设置在套管1的外部的与所述导电杆2连接的拉伸装置,所述拉伸装置包括与导电杆穿出段的端部连接的挡止板6和弹性支撑在所述挡止板6与所述连接法兰3之间的弹簧5,弹簧5套设在所述导电杆穿出段上且其弹力经挡止板6作用于导电杆2,拉伸装置对导电杆2施加的轴向的拉力以克服导电杆2在非垂直安装时因自身重力引起的下垂问题,使得导电杆2在非垂直安装时可以尽可能保持在直线状态。在使用高压穿墙套管时,向所述容纳腔内充入绝缘介质以起到径向的绝缘作用,如向容纳腔内充入SF6或变压器油。
但是,由于所述导电杆2滑动穿过连接法兰3并延伸出套管1的外部,所以连接法兰3与导电杆2之间必须采取滑动密封,上述方案中采用密封套4实现导电杆2与连接法兰3之间的滑动密封,而滑动密封的密封效果较差,绝缘介质泄露后套管1内的绝缘能力下降可能会导致较大的安全事故。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种特高压直流穿墙套管的端部密封结构,以解决现有技术中的穿墙套管的导电杆与套管端部的连接法兰之间的滑动密封效果较差的问题。
为解决上述问题,本实用新型中的特高压直流穿墙套管的端部密封结构采取如下技术方案:
方案一:特高压直流穿墙套管的端部密封结构包括具有用于容纳绝缘介质的容纳腔的套管、封盖在套管端部的连接法兰和与套管同轴设置的导电杆,所述导电杆具有从连接法兰上的导电杆穿孔中穿出的导电杆穿出段,所述连接法兰的背向套管的一侧设有用于轴向拉伸导电杆的拉伸装置,所述连接法兰上设有罩住所述拉伸装置和所述导电杆穿出段的密封罩,所述密封罩与连接法兰密封配合。
方案二:在方案一的基础上,密封罩上设有将导电杆上的电流导出密封罩的导流件,所述导电杆与密封罩和/或导流件之间通过软连接导电连接或通过插接导电连接。
通过密封罩和/或密封罩上设置的导流件导流,能够避免在套管内设置导流结构导致的结构复杂的问题。导电杆与导流件之间通过软连接导电连接或通过插接导电连接能够实现距离可调,从而适应导电杆的轴向位移的变化。
方案三:在方案二的基础上,所述密封罩上设有安装孔,所述导流件包括封盖在所述安装孔上的密封法兰,密封法兰为导电体,所述密封法兰与密封罩密封配合。
所述密封法兰与密封罩分体设置,密封法兰密封固定在密封罩上实现对密封罩的静密封,密封效果较好。
方案四:在方案三的基础上,所述密封法兰的朝向密封罩的侧面上设有用于与导电杆导电连接的密封法兰导电柱、背向密封罩的侧面上设有接线板。
设置接线板便于与密封罩外部的电缆连接,设置密封法兰导电柱便于与导电杆导电连接。
方案五:在方案四的基础上,所述拉伸装置包括与所述导电杆穿出段固定连接的挡止板和支撑在挡止板周边与连接法兰之间的两个以上沿周向均布的弹性支撑件。
所述弹簧分布在挡止板的周边,使连接法兰和挡止板之间的弹性支撑更加稳定。
方案六:在方案五的基础上,所述弹性支撑件包括导杆,导杆上套设有弹簧,所述弹簧弹性支撑在连接法兰和挡止板之间。
方案七:在方案六的基础上,所述导杆的一端固定在连接法兰上、另一端贯穿挡止板,所述导杆的贯穿挡止板的一端设有螺母以限制挡止板脱出导杆,所述导杆与挡止板滑动配合。
通过调节螺母可以实现弹簧的压缩量,从而调节弹簧对导电杆的轴向拉力的大小。
方案八:在方案六或方案七的基础上,所述挡止板朝向连接法兰的侧面与导电杆穿出段的端面对接连接、背向连接法兰的侧面上设有用于与所述导流件导电连接的挡止板导电柱。
设置挡止板导电柱便于与导流件导电连接。
方案九:在方案八的基础上,所述导电杆穿出段为空心结构,导电杆穿出段的端部设有导电杆封板,所述导电杆封板贴合固定在所述挡止板上并通过螺栓连接。
导电杆穿出段为空心结构减轻了自身重量,通过螺栓连接,简单方便。
方案十:在方案八的基础上,所述软连接的两端分别设有套设在挡止板导电柱和密封法兰导电柱上的转接头,所述转接头分别与挡止板导电柱和密封法兰导电柱通过螺纹连接。
上述螺纹连接使转接头方便拆卸。
方案十一:在方案十的基础上,所述软连接沿转接头的周向均匀布置。
使软连接附近的电场分布更加均匀。
方案十二:在方案一的基础上,所述导电杆穿孔的内表面上设有用于与导电杆支撑滑动导向配合的导向环。
导向环对导电杆起到支撑导向作用,使导电杆沿其轴向滑动。
本实用新型的有益效果是:特高压直流穿墙套管的端部密封结构包括具有用于容纳绝缘介质的容纳腔的套管、封盖在套管端部的连接法兰和与套管同轴设置的导电杆,所述导电杆具有从连接法兰上的导电杆穿孔中穿出的导电杆穿出段,所述连接法兰的背向套管的一侧设有用于轴向拉伸导电杆的拉伸装置,所述连接法兰上设有罩住所述拉伸装置和所述导电杆穿出段的密封罩,所述密封罩与连接法兰密封配合,密封罩上密封固定有将导电杆上的电流导出密封罩的导流件,所述导电杆与导流件之间通过软连接导电连接或通过插接导电连接。密封罩与连接法兰密封配合能够防止绝缘介质泄露,并且密封罩与连接法兰是静密封,密封结构简单,密封可靠性高,易于实现,即使导电杆与连接法兰之间的密封结构失效,也可以有效避免绝缘介质泄露,与现有技术相比能够实现更好的密封效果。
附图说明
图1为现有技术中的高压穿墙套管的剖视结构示意图;
图2为本实用新型中的特高压直流穿墙套管的端部密封结构的实施例一的剖视结构示意图。
附图2中,1-套管,2-导电杆,3-连接法兰,5-弹簧,6-挡止板,7-导向环,8-弹性支撑件,9-软铜带,10-密封罩,11-密封圈,12-密封法兰,13-接线板,14-安装孔,15-密封法兰导电柱,16-转接头,17-挡止板导电柱,18-导电杆穿孔。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的实施方式作进一步说明。
本实用新型中的特高压直流穿墙套管的端部密封结构的实施例一,如图2所示,特高压直流穿墙套管的端部密封结构包括具有用于容纳绝缘介质的容纳腔的套管1、封盖在套管1的端部的连接法兰3和与套管1同轴设置的导电杆2,导电杆2具有从连接法兰3上的导电杆穿孔18中穿出的导电杆穿出段,连接法兰3的背向套管1的一侧设有用于轴向拉伸导电杆2的拉伸装置,连接法兰3上设有罩住拉伸装置和导电杆穿出段的密封罩10,密封罩10与连接法兰3密封配合,密封罩10上密封固定有将导电杆2上的电流导出密封罩10的导流件,导电杆2与导流件之间通过软连接导电连接。
本实施例中,密封罩10为导电体,导流件包括封盖在密封罩10的轴向端部的密封法兰12,密封法兰12与密封罩10分体设置,密封法兰12的背向密封罩10的侧面上设有接线板13、朝向密封罩10的侧面设有密封法兰导电柱15,密封法兰12为导电体,密封罩10的轴向的端部设有供密封法兰导电柱15穿过安装的安装孔14。密封法兰12通过螺栓固定在密封罩10上,密封法兰12与密封罩10的接触面之间设有增强密封效果的密封圈11。
本实施例中,拉伸装置设置在密封罩10内,密封罩10和套管1设置在连接法兰3的两侧,三者的端部层叠设置并通过螺栓连接。拉伸装置包括与导电杆2固定连接的挡止板6和支撑在挡止板6周边与连接法兰3之间的两个以上沿周向均布的弹性支撑件8,弹性支撑件8包括导杆,导杆上套设有弹簧5,弹簧5弹性支撑在连接法兰3和挡止板6之间,弹簧5承受压力。导杆的一端固定在连接法兰3上、另一端贯穿挡止板6,导杆的贯穿挡止板6的一端设有螺母以限制挡止板6脱出导杆,导杆与挡止板6滑动配合。使用时,通过选用不同的弹簧5及通过螺母调整弹簧5的压缩量来调节拉伸装置的预紧拉力的大小,通过调节螺母可以设置导电杆2的最长拉伸值以避免弹簧5的拉力过大损坏导电杆2。在其他实施例中,弹性支撑件8的数量根据实际需求进行增减。
本实施例中,挡止板6朝向连接法兰3的侧面与导电杆穿出段的端面对接连接、背向连接法兰3的侧面上设有挡止板导电柱17,挡止板6为导电体,导电杆2中的电流通过挡止板6与挡止板导电柱17导通。导电杆穿出段为空心结构,导电杆穿出段的端部设有导电杆2封板,导电杆2封板贴合固定在挡止板6上并通过螺栓连接。密封法兰12的朝向密封罩10的侧面设有与导电杆2连通的密封法兰导电柱15,密封法兰导电柱15与挡止板导电柱17之间通过软连接导电连接以适应导电杆2轴向位移的变化,这里的密封法兰12为用于导通密封法兰导电柱15和接线板13的导电体,本实施例中的软连接为沿转接头16的周向均匀布置的软铜带9。软铜带9的两端分别设有套设在挡止板导电柱17和密封法兰导电柱15上的转接头16,转接头16分别与导电杆2和密封法兰导电柱15通过螺纹连接。
本实施例中,导电杆穿孔18的内表面与导电杆2的外周面之间设有供两者支撑滑动导向配合的导向环7。
实施例二,密封罩的安装孔设置在密封罩10的非端部的位置,如设置在密封罩的外圆周面上,密封法兰封盖在安装孔上。
实施例三,密封法兰与密封罩的连接方式替换为焊接或铆接。
实施例四,密封法兰与密封罩一体设置。
实施例五,弹簧替换为其他弹性件,如弹性橡胶或波纹管。
实施例六,导杆的一端固定在密封罩上、另一端与挡止板滑动连接,在挡止板和连接法兰之间设置弹簧,将螺母设置在挡止板的朝向连接法兰的一侧,弹簧承受拉力。
实施例七,软连接替换为插接,实现导电杆和导流件之间的距离可调。
实施例八,导电杆穿出段的端部与挡止板通过焊接或铆接的方式连接。
实施例九,导电杆穿过挡止板并与挡止板固定连接,导电杆穿出段中位于挡止板的朝向导流体一侧的部分形成挡止板导电柱。
实施例十,软铜带也可以替换为其他软连接导电体,如银质或铝质的软性导电带。
实施例十一,导向环替换为使导电杆与导电杆穿孔滑动密封配合的密封导向环。
实施例十二,导电杆是通过设置在连接法兰上的导流件实现电流的导出,连接法兰与导电杆之间通过软连接导电连接。另外,在其他实施例中,密封罩为导体时,也可以取消密封罩上设置的安装孔和密封法兰,直接将导流件固定在密封罩上,或者将导流件设置为密封罩的一部分。
以上仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。