用于高压气体绝缘变电站（GIS）、母线和管线（GIL）的紧凑型地下GIS的制作方法

本公开涉及高压和中压气体绝缘开关装置(gis)、气体绝缘母线和气体绝缘线(gil)领域。公开了一种气体绝缘装置的三个相位的模块化紧凑布置，其适于放置在隧道或管道或其他受限空间内。此外，本公开还涉及将这种三相布置组装和安装到受限空间中的方法。

背景技术：

1、jp9121437a2于1997年5月6日以日立公司(hitachi ltd.)的名义首次公布。其涉及一种大型圆形隧道中的气体绝缘管线(gil)。两个线性布置的三相单相封装的气体绝缘管线gil被固定安装在隧道中。在隧道底板的中央设有沟道。所述沟道的作用是为人员提供工作空间和设备存储空间。沟道还可以防止水渗透隧道中的设备，可以用来储存或安装另外的气体绝缘管线gil，并可以容纳排气管和配水管。用于安装气体绝缘管线gil外壳的传送滑架可在沟道上方的底板上移动。

2、jp51685于1976年首次公布，也公开了一种用于安装和容纳电缆的大型可进入的圆形隧道。所述隧道包含以两个竖直堆栈布置的多个三相三角形电缆系统。所述隧道通过与冷却系统连接的软管进行冷却。

3、cn106207812a于2016年12月7日以中国西电电气股份有限公司(china westernelectric co.)的名义首次公布。其涉及一种刚性气体绝缘输电线路(gil)在大型半圆形隧道中的安装方法，所述隧道具有用于运输车辆和安装车辆移动的轨道，这些车辆配备有用于支撑和移动气体绝缘输电线路gil的支撑臂。在安装过程中，车轮提供运输车辆和安装车辆与转运车之间以及转运车与气体绝缘管线gil之间的相对运动。在通过隧道在运输车辆和安装车辆上运输气体绝缘开关装置gis的过程中，这些车轮被阻挡。

4、cn203933009u于2014年11月5日以国家电网公司(national grid corporation)等的名义首次公布。其涉及一种大型可进入的隧道中的交流特高压过江输电系统。气体绝缘管线gil可以安装成一条直线或竖直的v形线。在v形线中，气体绝缘管线gil的两个部分通过弯头连接。气体绝缘管线gil中充有sf6气体或sf6/n2气体混合物或压缩空气。输送管线位于水域两岸上，可以是竖井或斜井的形式。

5、在已知的隧道设施中，这三个相位可以放置在隧道的各侧(上下放置)；隧道的底部(例如在路面上方或在路面下方)或隧道的顶部(使地面上的人或机器能够进入)，并且在隧道内为人员提供额外空间。因此，需要很多空间，这些空间增加了建造隧道的成本，所述成本随着隧道直径的平方而增加。矩形隧道可用于三个相位的并排布置。同样，在气体绝缘管线的安装、维护或维修过程中，需要很大空间来为人员提供平等的进入每一相的机会。

技术实现思路

1、因此，本发明的目的是提供一种改进的气体绝缘管线或其线-段模块，其特别适合布置在隧道中，并允许将气体绝缘管线的可进入性、装配、拆卸和维护所需的空间固定在最低限度。

2、这些目的通过独立权利要求的主题来实现。从属权利要求和权利要求组合中给出的一些实施例提供了进一步的改进。

3、根据本发明，气体绝缘管线具有纵向轴线，包括具有彼此平行对齐的单相外壳的相位，并被分成具有段长度的线段，其中，所述线段中的至少一个线段包括：至少一个固定装置，所述固定装置布置在所述线段的至少一个纵向位置，用于将所述线段的单相外壳相对于彼此固定，从而将所述线段的单相外壳安装在一起，并形成单元式线-段模块。

4、与已知的系统相比，这样的气体绝缘管线具有各种优点。通过直接从固定装置和三个单相外壳形成线-段模块，可以创建非常紧凑的模块。这样的线-段模块可以具有减少横向或径向空间要求，并且可以容易地安装在例如管道或隧道等狭窄的受限空间中。另外，提供单元式线-段模块允许创建可单独操控和移动的单元，例如，在施工现场或在安装管道或隧道内。对于被推入或拖出管道或隧道，单元式线-段模块在机械上是稳定的，特别是在长度方向上。这在很大程度上简化了气体绝缘管线的施工，以及它们在地下管道或隧道等受限空间的安装。此外，受限空间的大小可以减小，需要较少的基础工作时间和成本。

5、通过在线段的第一纵向位置提供用于在第一纵向位置处将线段的单相外壳相对于彼此固定的第一固定装置；在线段的第二纵向位置提供用于在第二纵向位置处将线段的单相外壳相对于彼此固定的第二固定装置，从而将线段的单相外壳安装在一起并形成单元式线-段模块，可以实现非常好的效果。这进一步改进了单元式线-段模块的机械稳定性。

6、通过为线-段模块提供移动装置，用于促进线-段模块的移动(特别是通过在线-段模块的纵向端部位置对线-段模块施加推力或拖力的方式)，可以实现非常好的效果。特别地，移动装置包括或者是用于支撑和移动，特别是推动或拖动线-段模块的滚轮。

7、在实施例中，移动装置可以布置在每个固定装置中，和/或适于支持并允许在受限空间，特别是处于直立体位的人员不可进入的或者是人员无法进入的受限空间中滚动线-段模块。

8、在实施例中，移动装置，特别是滚轮，可以安装在每个固定装置中，使移动装置的外轮廓与受限空间的底部相适应，特别是与管道的圆底或隧道的平坦底部相适应。

9、在实施例中，移动装置，特别是每个固定装置中的第一滚轮和第二滚轮，可以永久性地安装在线-段模块上。另外，移动装置可以安装用于：在安装期间将线-段模块插入受限空间中，和/或用于将线-段模块从受限空间中移出以进行维护或维修，和/或用于补偿气体绝缘管线在运行期间的热膨胀。

10、在实施例中，气体绝缘管线可以包括具有单相外壳的三个相位，其中固定装置，特别是第一和第二固定装置，将三个相位固定为三角形布置。

11、在实施例中，气体绝缘管线可以包括具有单相外壳的三个相位，以及固定装置，特别是第一和第二固定装置，以将三个相位固定为三角形布置。

12、在实施例中，气体绝缘管线的每个单相外壳可以包括第一外壳管和第二外壳管以及两者之间的连接部，第一外壳管和第二外壳管均具有纵向轴线和径向厚度，连接部用于在第一外壳管的第一端和第二外壳管的第二端之间提供气密连接，其中所述连接部通过在第一端和第二端之间提供密封元件，使得气体排出路径以气密方式密封，所述气体排出路径在第一端和第二端之间形成，并且从第一和第二外壳管的内部开始，在第一和第二外壳管的外部结束，所述气体排出路径具有第一段，所述第一段的延伸方向具有平行于纵向轴线的方向分量，并且所述密封元件设置在第一段中。

13、这样的设计允许延长外壳管的端部之间的气体排出路径，或气体排出路径在径向方向(当在外壳的中心长度截面中观察时)上是最小的，从而在不增加集成法兰设计的径向范围的情况下改善密封。另外，气体排出路径的部分轴向方向可以允许沿气体排出路径连续设置多个密封环。

14、在实施例中，气体绝缘管线特别是在运行期间的热膨胀可以通过提供以下项来补偿：在第一纵向固定位置，特别是第一端位置处将气体绝缘管线固定安装到第一参考部位；在第二纵向固定位置，特别是第二端位置处将气体绝缘管线固定安装到第二参考部位；在气体绝缘管线中的第一纵向固定位置和第二纵向固定位置之间，特别是两个线-段模块之间设置长度补偿元件；以及在第一和第二纵向固定位置之间布置不受阻挡的线-段模块的移动装置，特别是滚轮，以允许由于气体绝缘管线在第一和第二纵向固定位置之间的热膨胀或收缩而产生的移动。

15、在实施例中，在气体绝缘管线中，特别是在两个线-段模块之间，存在柔性角度单元，以提供非直线的气体绝缘管线。

16、本发明还涉及一种用于气体绝缘管线，特别是用于本发明所公开的气体绝缘管线的线-段模块，所述线-段模块具有段长度并且包括：由彼此对齐的单相外壳封装的相位；以及至少一个固定装置，所述固定装置布置在线-段模块的至少一个纵向位置处，用于将线段的单相外壳相对于彼此固定，从而将单相外壳安装在一起，构成单元式线-段模块。

17、在线-段模块的实施例中，固定装置可以是或包括：位于线-段模块的第一纵向位置的第一固定装置，用于在所述第一纵向位置处将线段的单相外壳相对于彼此固定；以及位于线-段模块的第二纵向位置的第二固定装置，用于在所述第二纵向位置处将线段的单相外壳相对于彼此固定，从而将线段的单相外壳安装在一起并形成单元式线-段模块。

18、在实施例中，线-段模块可以包括或者是至少是以下项中的至少一项：气体绝缘母线；气体绝缘连接元件；气体绝缘开关装置(gis)，如隔离开关、断路器；或其他电气部件。

19、在另一个方面，本发明涉及一种系统，包括：具有线-段模块的气体绝缘管线，特别是本发明所公开的气体绝缘管线；以及提供用于容纳所述气体绝缘管线的容积的受限空间。

20、在所述系统的实施例中，受限空间与至少一个检查井连接，所述检查井是人员可进入的，用于安装、维护和/或移除线-段模块。

21、在所述系统的实施例中，所述至少一个检查井位于气体绝缘管线的起始位置、结束位置和/或中间位置，并且具有大于线-段模块的段长度的检查井长度，特别是检查井长度大于6m或8m或10m。

22、在所述系统的实施例中，气体绝缘管线呈相位的多边布置，优选为三个相位的星形三角形布置，特别是本发明所公开的，并且所述受限空间具有一清晰横截面，所述横截面具有至少部分近似圆形形状(例如拱形隧道)或至少部分正圆形形状(例如圆形管道)。

23、在所述系统的其他实施例中，气体绝缘管线呈至少三个相位的线性布置，特别是本发明所公开的三个相位和可选地备用相位的线性布置，并且受限空间具有底部平坦的清晰横截面。

24、在所述系统的实施例中，受限空间的清晰横截面的第一临界横向尺寸，特别是内径或内高或内宽，比气体绝缘管线的横截面的第二临界横向尺寸，特别是外径或外高或外宽大了气体绝缘模块的横截面的不到50％，优选不到30％，更优选不到20％，最优选不到10％。特别地，受限空间的第一临界横向尺寸，特别是内径，对于100kv的气体绝缘管线约为0.5米，对于550kv的气体绝缘管线约为1.2米。

25、在另一个方面，本发明涉及一种在受限空间中安装气体绝缘管线，特别是本发明所公开的气体绝缘管线的方法，所述气体绝缘管线具有纵向轴线，包括具有单相外壳的相位，并被分成线段，所述方法包括以下方法步骤：

26、a.将线段的三个单相外壳对齐，

27、b.通过至少一个固定装置，特别是通过位于线段的第一纵向位置的第一固定装置和位于线段的第二纵向位置的第二固定装置将三个单相外壳固定在一起，从而形成单元式线-段模块，以及

28、c.将线-段模块与布置在受限空间，例如管道或隧道中的气体绝缘管线的已组装部分的一端连接。

29、在实施例中，方法要素c.包括方法要素d.和e.：

30、d.将线-段模块的成型或加工端插入气体绝缘管线的已组装部分的成型或加工端中，以提供法兰连接，和

31、e.通过能弹性打开和关闭的支架固定法兰连接，并可选地通过固定杆和/或热缩管固定支架。

32、在实施例中，所述方法包括以下方法要素：

33、f.在升高的气体压力下用绝缘气体填充三个单相外壳的气体容积，特别是在3bar至8bar范围内的超压下填充空气、sf6、替代气体或气体混合物或它们的组合。

34、在实施例中，所述方法包括以下方法步骤：

35、g.在线-段模块的顶部布置供应管，并将其与气体绝缘管线的已组装部分的供应管的匹配端相连接，和/或

36、h.提供永久地安装在所述至少一个固定装置上的移动装置，特别是滚轮。

37、在实施例中，所述方法包括以下方法要素：

38、i.通过推力或拖力将具有所连接的线-段模块(102)的气体绝缘管线(100)移动或滚动到受限空间(106)中，以及特别地

39、j.重复步骤a.至i.。

40、在实施例中，所述方法还可以包括拆除气体绝缘管线(例如，通过以相反的方式执行方法要素a.至i.的方法要素。

41、在所述方法的实施例中，移动装置，特别是滚轮，用于以下项中的至少一项：在安装期间将线-段模块插入受限空间中，将线-段模块从受限空间中移出以进行维护或维修，以及补偿气体绝缘管线安装后或运行期间的热膨胀。

42、在本发明中，术语“径向”、“轴向”、“中心长度截面”、“圆周”是指外壳的纵向轴线z，或者说是指外壳的基本圆柱形状或对称性。

43、应当理解的是，上述一般描述和以下详细描述都提出了具有可选特征的实施例，并且旨在提供概述或框架，以理解本发明的性质和特征。附图是为了提供进一步的理解，并被纳入本说明书并构成其一部分。

44、附图说明了各种实施例，并与说明书一起用于举例解释所公开概念的原理和操作。