一種三相共體剛性氣體絕緣輸電線路的製作方法
2023-05-04 12:39:41 1
本發明涉及高壓輸電技術領域，特別是一種三相共體剛性氣體絕緣輸電線路。
背景技術：
剛性氣體絕緣輸電線路(GIL)，是通過封閉在金屬管道內部，具有一定壓力的絕緣氣體，提供電流通道的輸電單元，和其他絕緣組件構成的輸電設備。
GIL作為大容量、高電壓、長距離輸電線路具有可靠性高、使用壽命長和傳輸能力強等優點。GIL是一種金屬剛性的封閉結構，受外界大氣和環境影響較小，也沒有外部磁場影響。內部採用SF6或SF6和N2混合氣體或壓縮空氣作為絕緣介質，絕緣性能好，介質損耗低，無老化問題，無可燃性，可靠性極高。GIL的平均使用壽命在50年以上。目前GIL的傳輸功率可達4GW，輸電能力強。有利於減少輸電迴路數量。採用緊湊的封閉結構，比架空線路佔地更小。布置方式靈活，可簡化系統接線，提高整個系統供電可靠性。
GIL在工程設計中常常會遇到多種布置情況：轉角多，添加電流支路、加裝試驗設備或引入其他輔助檢測單元需要增加接口，輸電線路由一回分接為兩回，使用三相共體結構與架空線、GIS設備、變壓器設備以及電纜對接，長線路熱變形大等諸多技術難題。在線路空間較小的走廊位置，剛性氣體絕緣輸電線路(GIL)佔用空間大。
GIL母線方向的改變需要轉角段來完成。目前GIL對於非90°直角轉彎用鑄件或兩個直角拼裝實現。使用鑄件彎頭，以及兩個直角拼裝，在線路中無法吸收設備運行中熱脹冷縮產生的變形，需增加專用熱補償裝置，結構較複雜。而且熱補償裝置投資大，壽命短，可靠性差，嚴重影響整個母線的安全運行。
技術實現要素：
為了解決上述問題，降低成本、提高線路布置靈活性，本發明提出了一種多單元組合的三相共體剛性氣體絕緣輸電線路。具體方案如下：
一種三相共體剛性氣體絕緣輸電線路，包括n個直段單元，所述每個直段單元包括內部填充絕緣氣體的殼體和設置在殼體內部的三根直導體，n≥1，設有m個T型單元，所述T型單元包括：帶有法蘭的T型殼體和導體，m≥1，其中，
所述T型殼體包括上埠、左埠和右埠，所述導體安裝在T型殼體中；
所述n個直段單元與m個T型單元通過法蘭兩兩連接，各單元中的導體通過觸指插接。
進一步，所述導體分為第一導體和第二導體，所述第一導體安裝靜觸頭，所述第二導體安裝動觸頭，靜觸頭與動觸頭通過觸指插接；所述第二導體為T型或L型。
進一步，所述T型單元還包括蓋板，其安裝在上埠、左埠或右埠的法蘭上。
進一步，所述T型殼體為鑄造或焊接成型。
進一步，還包括a個轉角單元用於使輸電線路改變方向、b個分支單元用於使輸電線路分出三條支路連接其他設備、c個補償單元用於補償輸電線路直線段的受熱膨脹變化以實現線路補償偏轉，其中a≥0,b≥0,c≥0,各單元殼體內部填充絕緣氣體，各單元的殼體之間通過法蘭連接，各單元內的導體通過插接連接。
進一步，包括氣密絕緣支撐，所述氣密絕緣支撐安裝在相鄰兩個單元的法蘭上或單元的開口處，用於安裝導體。
本發明中，設計了柔性轉角單元，可以根據線路所需的角度選擇需要的轉角段角度，使GIL線路設計更加靈活。同時轉角單元具有較大的柔性，可以允許角度變化±1.5°能夠吸收線路的熱脹冷縮以及其他誤差。
本發明的有益效果在於：
1、本發明結構簡單可靠，組件標準，適用多種線路設計方案，布置靈活。根據不同安裝環境調整布置，方便組裝施工，結構緊湊佔用空間小。
2、本發明的轉角單元採用插接焊具有較大的柔性，可以允角度變化±1.5°，轉彎處的柔性設計，能夠通過外殼拼接焊結構實現小角度的變形，吸收線路中的誤差及變形。
3、本發明能降低法蘭連接數量，減少氣密絕緣支撐使用數量，減少密封面數量，去除熱補償裝置。降低了洩漏機率，提升線路運行的可靠性，節約工程造價，優化工程施工方案。
附圖說明
圖1為本發明實施例2示意圖；
圖2為本發明實施例3示意圖；
圖3為發明實施例4示意圖；
圖4為靜觸頭與動觸頭插接示意圖；
圖5為轉角單元示意圖；
圖6為T型單元示意圖；
圖7為分支單元示意圖；
圖8為補償單元示意圖；
圖9為直段單元示意圖；
圖10本發明實施例1示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明的具體實施方式做詳細的說明，需要說明的是，這些具體的說明只是讓本領域普通技術人員更加容易、清晰理解本發明，而非對本發明的限定性解釋
一種三相共體剛性氣體絕緣輸電線路，適用的電壓等級為66kV～330kV。
實施例1：
如圖10所示，一種三相共體剛性氣體絕緣輸電線路，直段單元2和T型單元5，每個直段單元2包括內部填充絕緣氣體的殼體和設置在殼體內部的三根直導體。T型單元包括：帶有法蘭的T型殼體52和導體。直段單元和T型單元的數量根據施工需要決定，可以有多個直段單元和T型單元並根據輸電線路鋪設的地形或者添加埠的需要確定組合的數量和排布順序。即，可以設置n個(n≥1)直段單元和m個(m≥1)T型單元,在使用中，n個直段單元2與m個T型單元5通過法蘭兩兩連接。T型單元用於在輸電線路中添加電流支路、加裝試驗設備或者引入其他輔助單元，T型單元在輸電線路有多種功能，可做導體分支、可做轉角、可直行，不做分支使用時可連接其他設備例如電壓互感器、避雷器。如圖6所示，T型殼體52包括上埠53、左埠54和右埠55，導體安裝在T型殼體中。T型殼體為鑄造或焊接成型。導體分為第一導體541和第二導體542，參考圖4，第一導體安裝靜觸頭33，所述第二導體安裝動觸頭33』，靜觸頭與動觸頭通過觸指插接；第二導體為T型或L型。T型單元還包括蓋板，其安裝在上埠、左埠或右埠的法蘭上，在埠沒有使用需求時，加蓋板密封。
如圖9所示，直段單元2為三相共體剛性氣體絕緣輸電線路的基本單元，包括直殼體21，直導體22(圖9由於角度原因只能看到兩相導體，實為三相導體)和三相支撐絕緣子26。直殼體採用成型管，卷制焊接管，螺旋焊接管，折彎焊接管或攪拌摩擦焊接管制成。直導體安裝在直殼體內部，與相鄰單元導體插接。直導體通過三相支撐絕緣子固定在直殼體內部，三相支撐絕緣子與直殼體之間為固定連接或滑動連接，在一個直段單元內部有兩個三相支撐絕緣子，三相支撐絕緣子與直導體之間通過或螺栓，焊接，壓接進行連接。
直段單元2與T型單元5通過法蘭兩兩連接，各單元中的導體通過觸指插接。
本發明的三相共體剛性氣體絕緣輸電線路還可以包括分支單元。如圖7所示，分支單元1包括氣密絕緣支撐11、帶有法蘭的分支殼體12和安裝在分支單元中的導體(圖7由於角度原因只能看到兩相導體，實為三相導體)，氣密絕緣支撐安裝在分支殼體的開口上，氣密絕緣支撐與導體連接。分支殼體包括主殼體和三個與主殼體相互連通的支路殼體13，支路殼體外端開口，與主殼體成一定角度，通常為90°。分支單元在三相母線單元上將其分出三條支路連接其他設備。這三條支路可以與單相母線連接，便於不同支路的試驗、運行和故障排查，並且大大減少了佔地面積，使安裝更加靈活可靠。
分支單元中的分支導體包括直導體和彎導體；直導體安裝在主殼體中，彎導體與軸線成一定角度，該角度與主殼體與分支殼體的軸線角度相同，通常為90°，彎導體安裝在支路殼體中。支路殼體的排布可以沿主殼體軸向方向平行分布，也可以分布在主殼體徑向的同一截面上。
分支單元，將三相共體GIL分支為單相GIL，方便與架空線、GIS設備、變壓器等設備連接。或者將一回三相共體GIL分為：一回三相共體GIL和一回單相GIL，在沒有這些需求時，在分支殼體開口處加蓋板密封。
如圖4所示，輸電線路中各單元中的導體兩端分別設有觸頭，其通過觸頭兩兩連接。導體一端為靜觸頭33，與相鄰單元導體的動觸頭通過觸指31插接；另一端為動觸頭33』，與相鄰單元導體的靜觸頭通過觸指31插接。
本發明的三相共體剛性氣體絕緣輸電線路還可以包括補償單元。補償單元用於補償輸電線路直線段的受熱膨脹變化，實現線路補償偏轉。如圖8所示，補償單元4設置在與補償線路垂直方向的轉角部分,包括中間殼體42、兩個帶法蘭的波紋管41、短流片43、限位片44和導體，中間殼體42兩端分別固定安裝一個波紋管41，所述波紋管41上固定安裝有短流片43和限位片44。
本發明的三相共體剛性氣體絕緣輸電線路還可以包括轉角單元。轉角單元用於使輸電線路改變方向。如圖5所示，轉角單元3包括短段殼體34、長段殼體35和轉角導體32，短段殼體34或長段殼體35的一端開口平面傾斜於殼體軸線，短段殼體34和長段殼體35傾斜於殼體軸線的開口平面相鄰並固定連接，使所述長段殼體和短段殼體的殼體軸線具有夾角；短段殼體34和長段殼體35為等直徑，通過插接焊接成型：將短段殼體34和長段殼體35插接焊成一定角度。短段殼體34和長段殼體35的對接部位進行圓滑處理，使局部電場強度降低。
每個轉角導體32為一根軸線帶彎曲角度的導體，其安裝在短段殼體34和長段殼體35中，轉角導體的軸線彎曲角度與長段殼體和短段殼體的殼體軸線夾角相同；其中，所述長段殼體35中設有固定絕緣支撐件36和滑動絕緣支撐件37，其中，固定絕緣支撐件36靠近轉角處，轉角單元3的兩端設有法蘭，與相鄰單元連接；轉角導體32通過固定絕緣支撐件36和滑動絕緣支撐件37安裝在短段殼體34和長段殼體35中。在每個轉角導體32的一端也同樣安裝有靜觸頭33，在其另一端安裝動觸頭33』，相鄰單元的靜觸頭和動觸頭通過觸指31插接。
氣密絕緣支撐安裝在相鄰兩個單元的法蘭上或單元的開口處，用於安裝導體並保證輸電線路的氣密性。
各單元根據線路布局選擇不同單元、任意數量組合。也就是說，本發明的三相共體剛性氣體絕緣輸電線路，除上述的直段單元和T型單元外，還可以包括a個轉角單元3，其用於使輸電線路改變方向，b個分支單元1，其用於使輸電線路分出三條支路連接其他設備，以及c個補償單元4用於補償輸電線路直線段的受熱膨脹變化以實現線路補償偏轉，其中a≥0,b≥0,c≥0,各單元殼體內部填充絕緣氣體，各單元的殼體之間通過法蘭連接，各單元內的導體通過插接連接。
實施例2：
如圖1所示，一種三相共體剛性氣體絕緣輸電線路，包括直段單元2，分支單元1，轉角單元3，補償單元4和T型單元5。T型單元5的右埠55與補償單元4的一端連接，補償單元4的另一端與轉角單元3的短段殼體34連接，長段殼體35與直段單元2一端連接，直段單元2的另一端與分支單元3連接。各單元殼體內部填充絕緣氣體，各單元的殼體通過法蘭連接，各單元內的導體插接連接。
實施例3：
如圖2所示，一種三相共體剛性氣體絕緣輸電線路包括兩個直段單元2，轉角單元3，分支單元1，補償單元4和T型單元5。補償單元4的一端與左埠54連接，另一端與轉角單元3的短段殼體34連接，轉角單元偏轉角度為120°，當然也可以根據需要設置成其他角度。轉角單元3的長段殼體35依次連接兩個直段單元2，再連接分支單元1。各單元內部填充絕緣氣體。
實施例4：
如圖3所示，一種三相共體剛性氣體絕緣輸電線路包括四個直段單元2，轉角單元3，補償單元4和T型單元5。轉角單元3的偏轉角度為90°。兩個直段單元2依次連接然後與T型單元5的上埠53相連，補償單元一端連接T型單元的左埠54，另一端連接轉角單元3的短段殼體34，轉角單元的長段殼體35與兩個依次連接的直段單元連接。各單元內部填充絕緣氣體，所述的轉角單元偏轉角度為90°。
本發明的三相共體剛性氣體絕緣輸電線路，結構簡單可靠，組件標準，適用多種線路設計方案，布置靈活。根據不同安裝環境調整布置，方便組裝施工，結構緊湊佔用空間小。