氣體絕緣輸電線路的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種氣體絕緣輸電線路，包括若干連接的管道單元，各管道單元包括殼體、安裝在所述殼體內(nèi)的導(dǎo)體，以及設(shè)置在所述殼體和所述導(dǎo)體之間的絕緣氣體，其中，所述殼體包括金屬層和復(fù)合材料層，所述金屬層構(gòu)成金屬管，所述復(fù)合材料層構(gòu)成復(fù)合管。通過(guò)將氣體絕緣輸電線路的殼體設(shè)置為配接的復(fù)合管和金屬管，能夠使整體成本大大降低，同時(shí)可利用其重量輕、耐腐蝕性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)大規(guī)模應(yīng)用于城市地下輸電系統(tǒng)，充分發(fā)揮經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
【專(zhuān)利說(shuō)明】氣體絕緣輸電線路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高壓輸電用氣體絕緣輸電線路，具體涉及一種氣體絕緣輸電線路的殼體結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前傳統(tǒng)的輸電方式主要由架空線路和電纜線路構(gòu)成，架空線路存在著線損大、易受環(huán)境氣候因素影響，消耗大量空間和土地資源等缺陷，而電纜線路雖然可應(yīng)用于城市地下輸電，但其同樣存在著線損大、電容電流大的問(wèn)題，且目前電纜線路的截面積幾乎已達(dá)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的極限，載流量受到限制，還必須配以無(wú)功補(bǔ)償裝置和冷卻系統(tǒng)。
[0003]近年，根據(jù)特殊氣候地理環(huán)境要求或者城市地下輸電發(fā)展需求，產(chǎn)生了氣體絕緣輸電線路(GIL:Gas Insulated Line),是一種采用絕緣氣體絕緣、夕卜殼與導(dǎo)體同軸布置的高電壓、大電流電力傳輸設(shè)備。氣體絕緣輸電線路的特性與架空線路相似，無(wú)絕緣老化的問(wèn)題，損耗低，安全防護(hù)性好，占地空間小，在大容量長(zhǎng)距離輸電方面具有優(yōu)勢(shì)。由于GIL為管道封閉結(jié)構(gòu)，通?？刹捎弥甭穹笤O(shè)、戶外架設(shè)和隧道安裝。因此對(duì)于不同的自然環(huán)境，安裝十分靈活。與電纜和架空線相比，導(dǎo)體和外殼界面積大，電阻小，因而損耗顯得相對(duì)較小。此夕卜，電容要比電纜小，即使長(zhǎng)距離輸電也無(wú)需無(wú)功補(bǔ)償和冷卻系統(tǒng)，運(yùn)行成本大大降低。
[0004]然而，氣體絕緣輸電線路存在的問(wèn)題是一次設(shè)備投資較大，盡管在大容量高電壓輸送中，其投資低于電纜線路，但較高的鋁合金等材料成本還是制約了其發(fā)展和推廣應(yīng)用。雖然通過(guò)發(fā)展直埋氣體絕緣輸電線路可以大大降低施工成本，但金屬材質(zhì)外殼直接與土壤接觸存在著腐蝕性問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種氣體絕緣輸電線路，能夠在保證殼體強(qiáng)度的同時(shí)，大大降低材料成本。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)手段如下:一種氣體絕緣輸電線路，包括若干連接的管道單元，各管道單元包括殼體、安裝在所述殼體內(nèi)的導(dǎo)體，以及設(shè)置在所述殼體和所述導(dǎo)體之間的絕緣氣體，其中，所述殼體包括金屬層和復(fù)合材料層，所述金屬層構(gòu)成金屬管，所述復(fù)合材料層構(gòu)成復(fù)合管。
[0007]進(jìn)一步地，所述復(fù)合管位于金屬管的外部。
[0008]進(jìn)一步地，所述復(fù)合管由浸潰基體材料的玻璃纖維紗纏繞成型。
[0009]進(jìn)一步地，所述復(fù)合管直接在所述金屬管的外部纏繞成型。
[0010]進(jìn)一步地，所述復(fù)合管是在外部纏繞成型后，再安裝在所述金屬管的外部。
[0011]進(jìn)一步地，所述復(fù)合管位于所述金屬管的內(nèi)部。
[0012]進(jìn)一步地，所述復(fù)合管和所述金屬管之間設(shè)置偶聯(lián)劑。通過(guò)所述偶聯(lián)劑的作用，使所述復(fù)合材料層和所述金屬層更好的結(jié)合在一起，大大提高所述復(fù)合管與所述金屬管的連接強(qiáng)度。[0013]進(jìn)一步地，所述金屬管與所述復(fù)合管接合的表面進(jìn)行粗糙度處理。通過(guò)進(jìn)行粗糙度處理，可以提高所述復(fù)合管和所述金屬管之間的接合摩擦力，從而進(jìn)一步地提高兩者的結(jié)合強(qiáng)度。
[0014]進(jìn)一步地，所述粗糙度處理為噴砂或表面紋理處理工藝。
[0015]進(jìn)一步地，所述金屬管的至少一端安裝有法蘭，所述復(fù)合管是在所述法蘭焊接至所述金屬管之后，在所述金屬管上纏繞成型。所述法蘭與所述金屬管焊接時(shí)，產(chǎn)生大量的熱量，使焊接溫度過(guò)高。將所述復(fù)合管在焊接后設(shè)置，從而避免因焊接而受到損傷。
[0016]通過(guò)將占成本構(gòu)成40%以上的金屬殼體用經(jīng)濟(jì)性的復(fù)合管和金屬管混合結(jié)構(gòu)加以替代，可使氣體絕緣輸電線路的整體成本下降20%以上。從而使得在輸電容量大于1000MVA時(shí)，氣體絕緣輸電線路就可比電纜線路具備經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢(shì)，具有應(yīng)用于城市地下輸電的前景。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和操作方式以及進(jìn)一步的目的和優(yōu)點(diǎn)將通過(guò)下面結(jié)合附圖的描述得到更好地理解，其中，相同的參考標(biāo)記標(biāo)識(shí)相同的元件:
[0018]圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式氣體絕緣輸電線路的管道單元的剖視圖；
[0019]圖2是圖1中所示管道單元?dú)んw的局部放大圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]根據(jù)要求，這里將披露本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，這里所披露的實(shí)施方式僅僅是本發(fā)明的典型例子而已，其可體現(xiàn)為各種形式。因此，這里披露的具體細(xì)節(jié)不被認(rèn)為是限制性的，而僅僅是作為權(quán)利要求的基礎(chǔ)以及作為用于教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員以實(shí)際中任何恰當(dāng)?shù)姆绞讲煌貞?yīng)用本發(fā)明的代表性的基礎(chǔ)，包括采用這里所披露的各種特征并結(jié)合這里可能沒(méi)有明確披露的特征。
[0021]如圖1所示，為本發(fā)明實(shí)施方式氣體絕緣輸電線路若干管道單元的其中一個(gè)管道單元100，其包括殼體1、安裝在殼體I內(nèi)的導(dǎo)體2，以及設(shè)置在殼體I和導(dǎo)體2之間的絕緣氣體3。殼體I的兩端分別安裝有法蘭4，導(dǎo)體2的兩端分別通過(guò)盆式絕緣子5支撐。法蘭4與相對(duì)應(yīng)的盆式絕緣子5通過(guò)連接件6固定后，使導(dǎo)體2同軸地固定在殼體I內(nèi)，并形成填充絕緣氣體3的密閉空間。
[0022]導(dǎo)體2采用導(dǎo)電性能高的鋁合金材料，作用是傳輸電流，其外徑根據(jù)具體的電壓等級(jí)等參數(shù)要求來(lái)定。盆式絕緣子5的材料為環(huán)氧樹(shù)脂，用于形成容納絕緣氣體3的密閉空間，同時(shí)支撐導(dǎo)體2并保持導(dǎo)體2與殼體I同心。絕緣氣體3可選用SF6氣體或SF6-N2混合氣體，內(nèi)部發(fā)生電弧時(shí)，不會(huì)爆炸和燃燒，有利于防火。本實(shí)施方式中，絕緣氣體3選用SF6氣體。
[0023]結(jié)合圖2所示，殼體I具體包括金屬層11和復(fù)合材料層12，金屬層11構(gòu)成金屬管13，復(fù)合材料層12構(gòu)成復(fù)合管14。金屬管13和復(fù)合管14配接后，使殼體I成為雙層復(fù)合結(jié)構(gòu)，大大降低成本。
[0024]本實(shí)施方式中，金屬管13通過(guò)鋁合金材質(zhì)的薄片卷制焊接而成，厚度根據(jù)電壓等級(jí)和電流大小等參數(shù)要求來(lái)定。復(fù)合管14設(shè)置在金屬管13的外部，由浸潰基體材料的玻璃纖維紗直接在金屬管13的外壁纏繞成型。
[0025]復(fù)合管14由作為增強(qiáng)材料的玻璃纖維紗和基體材料復(fù)合而成?；w材料可以為環(huán)氧樹(shù)脂，乙烯基酯樹(shù)脂，或者是聚氨酯樹(shù)脂。在本實(shí)方式中，基體材料為環(huán)氧樹(shù)脂。在復(fù)合管14的成型過(guò)程中，環(huán)氧樹(shù)脂膠液會(huì)和玻璃纖維紗經(jīng)過(guò)一系列物理化學(xué)變化，形成環(huán)氧樹(shù)脂固化物。同時(shí)，該環(huán)氧樹(shù)脂固化物在環(huán)氧樹(shù)脂膠液與玻璃纖維紗之間形成結(jié)構(gòu)和性能優(yōu)越的界面層，該界面層把玻璃纖維紗與環(huán)氧樹(shù)脂膠結(jié)合成一個(gè)整體，使得由該環(huán)氧樹(shù)脂與玻璃纖維紗制成的復(fù)合管14具有良好的機(jī)械性能和電氣性能，從而滿足殼體I的整體強(qiáng)度需求。
[0026]具體加工復(fù)合管14時(shí)，先將金屬管13固定至纏繞芯模上，并貼合緊密；然后在金屬管13的外表面纏繞浸潰過(guò)基體材料的玻璃纖維紗，并增加至預(yù)定的厚度；接著進(jìn)行脫模，最后進(jìn)行車(chē)削，即完成加工。
[0027]為了提高復(fù)合管14和金屬管13之間的接合摩擦力，進(jìn)一步地提高兩者的結(jié)合強(qiáng)度。金屬管13與復(fù)合管14接合的表面進(jìn)行粗糙度處理。粗糙度處理通常為噴砂或表面紋理處理工藝，本實(shí)施方式中是直接在金屬管13的外表面進(jìn)行噴砂處理。
[0028]另外，本實(shí)施方式中，復(fù)合管14和金屬管13之間還設(shè)置偶聯(lián)劑，即在纏繞前將偶聯(lián)劑涂覆在金屬管13的外表面。通過(guò)偶聯(lián)劑的作用，使復(fù)合材料層12和金屬層11更好的結(jié)合在一起，大大提高復(fù)合管14與金屬管13之間的連接強(qiáng)度。
[0029]特別地，本實(shí)施方式中，復(fù)合管14是在將法蘭4焊接至金屬管13之后，然后在金屬管13上纏繞成型。法蘭4與金屬管13焊接時(shí)，產(chǎn)生大量的熱量，使焊接溫度過(guò)高。將復(fù)合管14在焊接后設(shè)置，從而可避免因焊接而受到損傷。
[0030]需要指出，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體結(jié)構(gòu)，其中，復(fù)合管14也可以設(shè)置在金屬管13的內(nèi)部；復(fù)合管14可以單獨(dú)地在纏繞芯棒上纏繞并加工成型后，然后再安裝在金屬管13的外部或內(nèi)部；金屬管13的材質(zhì)也可以是鋁、鐵或其它金屬，也可以通過(guò)整體成型工藝加工一體成型，而無(wú)需焊接。
[0031]本發(fā)明的氣體絕緣輸電線路，其殼體包括復(fù)合管和金屬管，能夠使整體成本大大降低，同時(shí)可利用其重量輕、耐腐蝕性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)大規(guī)模應(yīng)用于城市地下輸電系統(tǒng)，充分發(fā)揮經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
[0032]本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容及技術(shù)特點(diǎn)已揭示如上，然而可以理解，在本發(fā)明的創(chuàng)作思想下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)上述結(jié)構(gòu)和材料作各種變化和改進(jìn)，包括這里單獨(dú)披露或要求保護(hù)的技術(shù)特征的組合，明顯地包括這些特征的其它組合。這些變形和/或組合均落入本發(fā)明所涉及的【技術(shù)領(lǐng)域】?jī)?nèi)，并落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種氣體絕緣輸電線路，包括若干連接的管道單元，各管道單元包括殼體、安裝在所述殼體內(nèi)的導(dǎo)體，以及設(shè)置在所述殼體和所述導(dǎo)體之間的絕緣氣體，其特征在于:所述殼體包括金屬層和復(fù)合材料層，所述金屬層構(gòu)成金屬管，所述復(fù)合材料層構(gòu)成復(fù)合管。
2.如權(quán)利要求1所述的氣體絕緣輸電線路，其特征在于:所述復(fù)合管位于金屬管的外部。
3.如權(quán)利要求2所述的氣體絕緣輸電線路，其特征在于:所述復(fù)合管由浸潰基體材料的玻璃纖維紗纏繞成型。
4.如權(quán)利要求3所述的氣體絕緣輸電線路，其特征在于:所述復(fù)合管直接在所述金屬管的外部纏繞成型。
5.如權(quán)利要求3所述的氣體絕緣輸電線路，其特征在于:所述復(fù)合管是在外部纏繞成型后，再安裝在所述金屬管的外部。
6.如權(quán)利要求1所述的氣體絕緣輸電線路，其特征在于:所述復(fù)合管位于所述金屬管的內(nèi)部。
7.如權(quán)利要求1所述的氣體絕緣輸電線路，其特征在于:所述復(fù)合管和所述金屬管之間設(shè)置偶聯(lián)劑。
8.如權(quán)利要求1所述的氣體絕緣輸電線路，其特征在于:所述金屬管與所述復(fù)合管接合的表面進(jìn)行粗糙度處理。
9.如權(quán)利要求8所述的氣體絕緣輸電線路，其特征在于:所述粗糙度處理為噴砂或表面紋理處理工藝。
10.如權(quán)利要求1所述的氣體絕緣輸電線路，其特征在于:所述金屬管的至少一端安裝有法蘭，所述復(fù)合管是在所述法蘭焊接至金屬管之后，在所述金屬管上纏繞成型。
【文檔編號(hào)】H02G9/06GK103795017SQ201410074628
【公開(kāi)日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2014年3月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月3日
【發(fā)明者】馬斌, 朱勇, 董立輝, 曹冬林, 仲留寄 申請(qǐng)人:江蘇神馬電力股份有限公司