一种三相共体刚性气体绝缘输电线路的制作方法

本发明涉及高压输电技术领域，特别是一种三相共体刚性气体绝缘输电线路。

背景技术：

刚性气体绝缘输电线路(GIL)，是通过封闭在金属管道内部，具有一定压力的绝缘气体，提供电流通道的输电单元，和其他绝缘组件构成的输电设备。

GIL作为大容量、高电压、长距离输电线路具有可靠性高、使用寿命长和传输能力强等优点。GIL是一种金属刚性的封闭结构，受外界大气和环境影响较小，也没有外部磁场影响。内部采用SF₆或SF₆和N₂混合气体或压缩空气作为绝缘介质，绝缘性能好，介质损耗低，无老化问题，无可燃性，可靠性极高。GIL的平均使用寿命在50年以上。目前GIL的传输功率可达4GW，输电能力强。有利于减少输电回路数量。采用紧凑的封闭结构，比架空线路占地更小。布置方式灵活，可简化系统接线，提高整个系统供电可靠性。

GIL在工程设计中常常会遇到多种布置情况：转角多，添加电流支路、加装试验设备或引入其他辅助检测单元需要增加接口，输电线路由一回分接为两回，使用三相共体结构与架空线、GIS设备、变压器设备以及电缆对接，长线路热变形大等诸多技术难题。在线路空间较小的走廊位置，刚性气体绝缘输电线路(GIL)占用空间大。

GIL母线方向的改变需要转角段来完成。目前GIL对于非90°直角转弯用铸件或两个直角拼装实现。使用铸件弯头，以及两个直角拼装，在线路中无法吸收设备运行中热胀冷缩产生的变形，需增加专用热补偿装置，结构较复杂。而且热补偿装置投资大，寿命短，可靠性差，严重影响整个母线的安全运行。

技术实现要素：

为了解决上述问题，降低成本、提高线路布置灵活性，本发明提出了一种多单元组合的三相共体刚性气体绝缘输电线路。具体方案如下：

一种三相共体刚性气体绝缘输电线路，包括n个直段单元，所述每个直段单元包括内部填充绝缘气体的壳体和设置在壳体内部的三根直导体，n≥1，设有m个补偿单元，补偿单元包括中间壳体、两个带法兰的波纹管、短流片、限位片、绝缘支撑件和三根直导体，m≥1，其中，

所述中间壳体两端分别固定安装一个波纹管，所述波纹管上固定安装有短流片和限位片，直导体和绝缘支撑件安装在中间壳体中，直导体通过绝缘支撑件支撑，所述短流片和限位片与波纹管两端法兰固定连接；

所述n个直段单元与m个补偿单元通过法兰两两连接，各单元中的导体通过触指两两插接。

进一步，所述短流片的数量为2的倍数，且至少有两个。

进一步，所述限位片有2个。

进一步，包括a个转角单元用于使输电线路改变方向，b个分支单元用于使输电线路分出三条支路连接其他设备，以及c个T型单元用于在输电线路中添加电流支路、加装试验设备或者引入其他辅助单元，其中a≥0,b≥0,c≥0,各单元壳体内部填充绝缘气体，各单元的壳体之间通过法兰连接，各单元内的导体通过插接连接。进一步，包括气密绝缘支撑，所述气密绝缘支撑安装在相邻两个单元的法兰上或单元的开口处，用于安装导体。

本发明中，设计了柔性转角单元，可以根据线路所需的角度选择需要的转角段角度，使GIL线路设计更加灵活。同时转角单元具有较大的柔性，可以允许角度变化±1.5°能够吸收线路的热胀冷缩以及其他误差。

本发明的有益效果在于：

1、本发明结构简单可靠，组件标准，适用多种线路设计方案，布置灵活。根据不同安装环境调整布置，方便组装施工，结构紧凑占用空间小。

2、本发明的转角单元采用插接焊具有较大的柔性，可以允角度变化±1.5°，转弯处的柔性设计，能够通过外壳拼接焊结构实现小角度的变形，吸收线路中的误差及变形。

3、本发明能降低法兰连接数量，减少气密绝缘支撑使用数量，减少密封面数量，去除热补偿装置。降低了泄漏几率，提升线路运行的可靠性，节约工程造价，优化工程施工方案。

附图说明

图1为本发明实施例2示意图；

图2为本发明实施例3示意图；

图3为发明实施例4示意图；

图4为静触头与动触头插接示意图；

图5为转角单元示意图；

图6为T型单元示意图；

图7为分支单元示意图；

图8为补偿单元示意图；

图9为直段单元示意图；

图10为本发明实施例1示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，需要说明的是，这些具体的说明只是让本领域普通技术人员更加容易、清晰理解本发明，而非对本发明的限定性解释

一种三相共体刚性气体绝缘输电线路，适用的电压等级为66kV～330kV。

实施例1：

如图10所示，一种三相共体刚性气体绝缘输电线路，包括直段单元2和补偿单元4，每个直段单元2包括内部填充绝缘气体的壳体和设置在壳体内部的三根直导体。补偿单元包括中间壳体42、两个带法兰的波纹管41、短流片43、限位片44、绝缘支撑件和三根直导体。直段单元和补偿单元的数量根据施工需要决定，可以有多个直段单元和补偿单元根据输电线路铺设的地形或者添加端口的需要确定组合的数量和排布顺序。即，可以设置n个(n≥1)直段单元和m个(m≥1)补偿单元,在使用中，n个直段单元2与m个补偿单元4通过法兰两两连接。补偿单元用于补偿输电线路直线段的受热膨胀变化，实现线路补偿偏转。

如图8所示，补偿单元的中间壳体42两端分别固定安装一个波纹管41，所述波纹管41上固定安装有短流片43和限位片44，直导体和绝缘支撑件安装在中间壳体中，直导体通过绝缘支撑件支撑，所述短流片43和限位片44与波纹管1两端法兰固定连接。短流片43的数量为2的倍数，且至少有两个。限位片44有2个。中间壳体2和波纹管1使用法兰螺栓固定连接。中间壳体42中设有绝缘支撑件，绝缘支撑件包括支撑绝缘子和盆式绝缘子，导体与支撑绝缘子或盆式绝缘子连接；支撑绝缘子通过焊接铝排与中间壳体构成固定连接，或通过滚轮机构与中间壳体构成滑动连接。

如图9所示，直段单元2为三相共体刚性气体绝缘输电线路的基本单元，包括直壳体21，直导体22(图9由于角度原因只能看到两相导体，实为三相导体)和三相支撑绝缘子26。直壳体采用成型管，卷制焊接管，螺旋焊接管，折弯焊接管或搅拌摩擦焊接管制成。直导体安装在直壳体内部，与相邻单元导体插接。直导体通过三相支撑绝缘子固定在直壳体内部，三相支撑绝缘子与直壳体之间为固定连接或滑动连接，在一个直段单元内部有两个三相支撑绝缘子，三相支撑绝缘子与直导体之间通过或螺栓，焊接，压接进行连接。

波纹管连接中间壳体和相邻单元的壳体，导体之间通过触头插接。导体通过支撑绝缘子支撑在壳体内部。当GIL线路出现α角度的偏移，α在0°-3°之间，导体随壳体同时移动，补偿单元吸收变形，导体通过与相邻单元壳体中导体通过触头插接，通过触头实现补偿作用，此时GIL线路即使发生热胀冷缩也不会影响线路的正常使用，保证了设备运行时的安全。

直段单元2与补偿单元4通过法兰两两连接。

本发明的三相共体刚性气体绝缘输电线路还可以包括分支单元。如图7所示，分支单元1包括气密绝缘支撑11、带有法兰的分支壳体12和安装在分支单元中的导体(图7由于角度原因只能看到两相导体，实为三相导体)，气密绝缘支撑安装在分支壳体的开口上，气密绝缘支撑与导体连接。分支壳体包括主壳体和三个与主壳体相互连通的支路壳体13，支路壳体外端开口，与主壳体成一定角度，通常为90°。分支单元在三相母线单元上将其分出三条支路连接其他设备。这三条支路可以与单相母线连接，便于不同支路的试验、运行和故障排查，并且大大减少了占地面积，使安装更加灵活可靠。

分支单元中的分支导体包括直导体和弯导体；直导体安装在主壳体中，弯导体与轴线成一定角度，该角度与主壳体与分支壳体的轴线角度相同，通常为90°，弯导体安装在支路壳体中。支路壳体的排布可以沿主壳体轴向方向平行分布，也可以分布在主壳体径向的同一截面上。

分支单元，将三相共体GIL分支为单相GIL，方便与架空线、GIS设备、变压器等设备连接。或者将一回三相共体GIL分为：一回三相共体GIL和一回单相GIL，在没有这些需求时，在分支壳体开口处加盖板密封。

如图4所示，输电线路中各单元中的导体两端分别设有触头，其通过触头两两连接。导体一端为静触头33，与相邻单元导体的动触头通过触指31插接；另一端为动触头33’，与相邻单元导体的静触头通过触指31插接。

本发明的三相共体刚性气体绝缘输电线路还可以包括转角单元。转角单元用于使输电线路改变方向。如图5所示，转角单元3包括短段壳体34、长段壳体35和转角导体32，短段壳体34或长段壳体35的一端开口平面倾斜于壳体轴线，短段壳体34和长段壳体35倾斜于壳体轴线的开口平面相邻并固定连接，使所述长段壳体和短段壳体的壳体轴线具有夹角；短段壳体34和长段壳体35为等直径，通过插接焊接成型：将短段壳体34和长段壳体35插接焊成一定角度。短段壳体34和长段壳体35的对接部位进行圆滑处理，使局部电场强度降低。

每个转角导体32为一根轴线带弯曲角度的导体，其安装在短段壳体34和长段壳体35中，转角导体的轴线弯曲角度与长段壳体和短段壳体的壳体轴线夹角相同；其中，所述长段壳体35中设有固定绝缘支撑件36和滑动绝缘支撑件37，其中，固定绝缘支撑件36靠近转角处，转角单元3的两端设有法兰，与相邻单元连接；转角导体32通过固定绝缘支撑件36和滑动绝缘支撑件37安装在短段壳体34和长段壳体35中。在每个转角导体32的一端也同样安装有静触头33，在其另一端安装动触头33’，相邻单元的静触头和动触头通过触指31插接。

本发明的三相共体刚性气体绝缘输电线路还可以包括T型单元。T型单元用于在输电线路中添加电流支路、加装试验设备或者引入其他辅助单元。如图6所示，T型单元5包括T型壳体52和导体。T型壳体包括上端口53、左端口54和右端口55，气密绝缘支撑安装在端口上，导体安装在气密绝缘支撑上。

气密绝缘支撑安装在相邻两个单元的法兰上或单元的开口处，用于安装导体并保证输电线路的气密性。

各单元根据线路布局选择不同单元、任意数量组合。也就是说，本发明的三相共体刚性气体绝缘输电线路，除上述的直段单元和补偿单元外，还可以包括a个转角单元3，其用于使输电线路改变方向，b个分支单元1，其用于使输电线路分出三条支路连接其他设备，以及c个T型单元5，其用于在输电线路中添加电流支路、加装试验设备或者引入其他辅助单元，其中a≥0,b≥0,c≥0,各单元壳体内部填充绝缘气体，各单元的壳体之间通过法兰连接，各单元内的导体通过插接连接。

实施例2：

如图1所示，一种三相共体刚性气体绝缘输电线路，包括直段单元2，分支单元1，转角单元3，补偿单元4和T型单元5。T型单元5的右端口55与补偿单元4的一端连接，补偿单元4的另一端与转角单元3的短段壳体34连接，长段壳体35与直段单元2一端连接，直段单元2的另一端与分支单元3连接。各单元壳体内部填充绝缘气体，各单元的壳体通过法兰连接，各单元内的导体插接连接。

实施例3：

如图2所示，一种三相共体刚性气体绝缘输电线路包括两个直段单元2，转角单元3，分支单元1，补偿单元4和T型单元5。补偿单元4的一端与左端口54连接，另一端与转角单元3的短段壳体34连接，转角单元偏转角度为120°，当然也可以根据需要设置成其他角度。转角单元3的长段壳体35依次连接两个直段单元2，再连接分支单元1。各单元内部填充绝缘气体。

实施例4：

如图3所示，一种三相共体刚性气体绝缘输电线路包括四个直段单元2，转角单元3，补偿单元4和T型单元5。转角单元3的偏转角度为90°。两个直段单元2依次连接然后与T型单元5的上端口53相连，补偿单元一端连接T型单元的左端口54，另一端连接转角单元3的短段壳体34，转角单元的长段壳体35与两个依次连接的直段单元连接。各单元内部填充绝缘气体，所述的转角单元偏转角度为90°。

本发明的三相共体刚性气体绝缘输电线路，结构简单可靠，组件标准，适用多种线路设计方案，布置灵活。根据不同安装环境调整布置，方便组装施工，结构紧凑占用空间小。