一种管道母线转角单元结构及基于该结构的管道母线的制作方法

本实用新型涉及电力系统高压设备领域，特别涉及一种管道母线转角单元结构及基于该结构的管道母线。

背景技术：

随着刚性气体绝缘输电线路设备(以下简称GIL)在输变电系统中的广泛使用，其敷设环境和敷设路线也更趋于多样化，尤其是在水电站或者是特定路线的隧道环境中敷设时，GIL可能需要偏转角度来适应敷设路线的方向变化。针对这一问题，常规的措施是采用GIL长直线段端部焊接带有弯角结构的外壳和导体，来实现角度的偏转。因GIL直线段的长度较长，在其外壳和导体端部焊接弯角，加工工艺复杂，制作难度大，零部件精度及质量较难保证。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种管道母线转角单元结构及基于该结构的管道母线，偏转角度范围为90°～179.5°，解决GIL需要沿着敷设路线任意转角的问题。

为了解决上述问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种管道母线转角单元结构，包括转角外壳、转角导体；带有偏转角度的转角外壳两端设置有法兰，转角外壳通过法兰与GIL其他单元外壳连接；所述转角导体固定于转角外壳内，转角导体与转角外壳偏转相同角度并通过电联接触头与GIL其他单元导体相连接。

进一步，所述转角外壳由两段端面加工有倾斜面的筒体偏转所需角度后焊接而成。

进一步，在转角外壳法兰上加工倾斜角度实现外壳角度的偏转。

进一步，所述转角导体的角度偏转面与转角外壳转角处倾斜面重合。

进一步，所述转角导体采用整体导体毛坯偏转制成。

进一步，所述转角外壳法兰上的螺栓孔轴线与法兰端面垂直。

进一步，所述转角外壳转角处倾斜面与其两侧法兰端面之间的距离相等且不超过1m。

一种管道母线，包括与转角单元相连接的直线段单元、补偿单元，直线段单元、补偿单元与转角单元之间通过法兰螺栓连接；管道母线的直线段单元、补偿单元均装配有支撑、固定导体的支撑绝缘子，导体通过支撑绝缘子安装在外壳内并与外壳之间保持同轴。

本实用新型的管道母线转角单元结构采用模块化、单元化的设计结构，与常规采用焊接连接的方式不同，转角单元同GIL其他单元采用装配的连接方式，所述转角外壳两端设置有法兰，与GIL其他单元导体通过螺栓装配的方式连接；所述转角导体与外壳偏转相同的角度后通过电联接触头GIL其他单元导体相连接。

进一步，转角外壳转角处倾斜面与外壳两侧法兰端面之间的距离相等且不超过1m，长度相等可使得零部件标准、种类少，便于制造；长度上的限制可使得外壳整体外形尺寸较小，能便于焊接工艺以及焊接角度精度的保证。

进一步，转角导体的角度偏转面的两条延伸线的交点位于外壳的角度偏转面之上，采用这种设计结构可保证所述转角结构装配完成之后，外壳与导体的轴线重合，保证产品被施加高压之后导体与外壳之间的电场均匀性。

本实用新型还提供了一种使用该转角单元的管道母线，管道母线的其他单元上装配有支撑、固定导体的支撑绝缘子，可使得在与转角单元连接、装配时导体与外壳之间始终保持同轴，保证产品被施加高压之后导体与外壳之间的电场均匀性。

与现有技术相比，本实用新型还具有如下优点：

1、常规GIS母线或GIL的转角结构采用在GIL端部分别焊接外壳和导体弯头来实现角度的偏转，焊接工序是在GIL段装配完成后进行的，焊接外壳及导体产生的热量会对GIL内部的绝缘件带来不利影响；本实用新型技术采用转角单元的结构，外壳通过法兰螺栓连接，导体通过装配及电联接触头连接的方式，实施容易；

2、对于偏转角度接近180°转角结构，如仍采用焊接的方式，角度的精度难以保证，本实用新型技术对于这种转角结构，采用在外壳和导体法兰上用机加工的方式加工出倾斜角度来实现角度的偏转，可以保证偏转角度的准确性。

附图说明

图1为90°～177°转角单元结构示意图(以135°转角单元为例)；

图2为本实用新型中135°转角单元外壳示意图；

图3为本实用新型中135°转角单元导体示意图；

图4为本实用新型中135°转角单元外壳与导体相对位置示意图；

图5为177°～179.5°转角单元结构示意图(以178°转角单元为例)；

图6为本实用新型中178°转角单元外壳示意图；

图7为本实用新型中178°转角单元与管道母线其他单元外壳连接示意图；

图8为本实用新型中178°转角单元导体示意图；

图9为本实用新型中178°转角单元内部绝缘支撑结构示意图；

图10为本实用新型中管道母线结构示意图；

其中：1-转角外壳；2-转角导体；3-法兰；4-电联接触头；5-GIL其他单元外壳；6-GIL其他单元导体；7-支撑绝缘子。

具体实施方式

为使本实用新型更明显易懂，下面结合具体的实施例对本实用新型作进一步说明，所述是对本实用新型的解释而不是限定。

本实用新型的GIS母线或GIL的转角单元结构，根据转角单元偏转范围不同，分为两种典型的设计结构。

90°～177°转角单元(以135°转角为例)结构如图1所示，转角单元结构包括转角外壳1、转角导体2，转角外壳通过法兰3与GIL其他单元外壳5相连接，转角导体2通过电联接触头4同两侧GIL其他单元导体6相连接。

135°转角单元外壳结构如图2所示，转角外壳包括两件斜角筒体、两件法兰3，两件斜角体的斜角均为67.5°(135°的二分之一)，两件筒体拼焊后，即可使的外壳的转角为135°，随后再与法兰进行焊接，完成外壳的制造。转角外壳转角处倾斜面与外壳两侧法兰端面之间的距离相等且不超过1m，长度相等。

135°转角单元导体结构如图3所示，首先加工90°的标准转角导体毛坯，随后在毛坯上加工出所需角度的弯管段，最后在弯管段两端焊接法兰，以便转角导体同其他GIL单元的导体或电联接触头相连接。如4所示，转角导体的角度偏转面的两条延伸线的交点位于外壳的角度偏转面之上。

177°～179.5°转角单元(以178°转角为例)结构如图5所示，转角单元结构包括转角外壳、转角导体，转角外壳通过两端法兰3与GIL其他单元外壳5相连接，转角导体通过电联接触头4同两侧GIL其他单元导体相连接。

178°转角单元外壳结构如图6所示，如按照小于177°转角单元的设计结构，针对其偏转角度小的特点，加工特殊的偏角法兰，法兰端面与外壳轴线偏转2°，随后将法兰与外壳圆筒焊接，实现外壳角度的偏转。转角外壳偏转角度法兰的上加工与相邻单元连接的螺栓孔时，螺栓孔的轴线与法兰倾斜的端面垂直。

如图7所示，在与其他GIL单元向装配、连接时，在所述转角外壳3偏转角度法兰的未加工角度侧加装一件过渡法兰，该过渡法兰外径与外壳法兰相同，其上也加工有直径及位置均与外壳法兰相同的圆孔，其端面也加工出与外壳偏转角度法兰相同的角度。过渡法兰与外壳偏转角度法兰配合使用，补偿外壳法兰因偏转角度而被加工掉的角度，保证在装配时螺栓轴线和两端法兰与螺母相接的平面垂直。

178°转角单元导体结构如图8所示，与外壳的设计结构类似，将导体的连接端面加工出需要的倾斜角度，转角导体2的倾斜面的倾斜角度与外壳法兰3的倾斜角度相同，装配时外壳法兰3与转角导体2的倾斜面重合。

如图9所示，较小角度的转角单元其内部至少设置一处支撑绝缘子7，用于支撑、固定导体，该支撑绝缘子与外壳和导体固定，限制导体与外壳之间不发生相对转动、轴向移动。

除了转角单元外，管道母线还包括与之相连接的直线段单元、补偿单元等结构，这些单元与所述转角单元之间通过法兰螺栓连接的方式连接。

如图10所示，管道母线的其他单元上装配有支撑、固定导体的支撑绝缘子7，可使得在与转角单元连接、装配时导体与外壳之间始终保持同轴，保证产品被施加高压之后导体与外壳之间的电场均匀性。

本实用新型还具有以下特点：

当转角单元偏转角度范围为177°～179.5°(角度较小)时：

1、因偏转角度较小，所述转角外壳需转角的法兰上加工出倾斜的角度，实现外壳角度的偏转；

2、所述转角外壳偏转角度法兰的上加工与相邻单元连接的螺栓孔时，螺栓孔的轴线与法兰倾斜的端面垂直；

3、在与其他GIL单元向装配、连接时，在所述转角外壳偏转角度法兰的未加工角度侧加装一件过渡法兰，该过渡法兰外径与外壳法兰相同，其上也加工有直径及位置均与外壳法兰相同的圆孔，其端面也加工处外壳偏转角度法兰相同的角度。该法兰与外壳偏转角度法兰配合使用，补偿外壳法兰因偏转角度而被加工掉的角度，保证在装配时螺栓轴线与两端法兰与螺母相接的平面垂直。

4、所述转角导体端部法兰上加工出倾斜面来实现角度偏转。

5、所述转角导体的倾斜面的倾斜角度与所述外壳法兰的倾斜角度相同，装配时外壳与导体的倾斜面重合，可保证所述转角结构装配完成之后，外壳与导体的轴线重合，保证产品被施加高压之后导体与外壳之间的电场均匀性。

6、与偏转角度较大的转角单元采用焊接外壳偏转角度的方式不同，偏转角度较小的转角单元采用在外壳及导体端面机加工角度的方式实现角度偏转，这种实现方式不受焊接工艺的限制，其长度与管道母线直线段单元(直线段单元为管道母线中最常用的结构，其长度大都采用标准的固定长度)的标准长度相同，在实现角度偏转的前提下还可使得管道母线零部件种类相对较少，布置标准。

7、所述较小角度的转角单元，其内部至少设置一处支撑绝缘子，用于支撑、固定导体，该支撑绝缘子与外壳和导体固定，限制导体与外壳之间不发生相对转动、轴向移动；

以上内容是结合具体的实施例对本实用新型所做的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施仅限于此，在本实用新型的实质范围内，技术人员做出的变化、改型，也应属于本实用新型的保护范围。