氣體絕緣輸電線路的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開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，所述殼體包括導(dǎo)電層和復(fù)合材料層，所述導(dǎo)電層由包含導(dǎo)電纖維的材質(zhì)加工而成。通過將包含導(dǎo)電纖維的材質(zhì)加工成導(dǎo)電層，能夠在保證良好電氣性能的同時，使整體成本大大降低。
【專利說明】氣體絕緣輸電線路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型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，還必須配以無功補償裝置和冷卻系統(tǒng)。
[0003]近些年，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，無絕緣老化的問題，損耗低，安全防護(hù)性好，占地空間小，在大容量長距離輸電方面具有優(yōu)勢。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，因而損耗顯得相對較小。此外，電容要比電纜小，即使長距離輸電也無需無功補償和冷卻系統(tǒng)，運行成本大大降低。
[0004]然而，氣體絕緣輸電線路存在的問題是一次設(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題。
實用新型內(nèi)容
[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型的目的是提供一種氣體絕緣輸電線路，能夠在保證殼體強度的同時,大大降低材料成本。
[0006]為實現(xiàn)上述實用新型目的，本實用新型所采用的技術(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，所述殼體包括導(dǎo)電層和復(fù)合材料層，所述導(dǎo)電層由包含導(dǎo)電纖維的材質(zhì)加工而成。
[0007]進(jìn)一步地，所述導(dǎo)電層由包含導(dǎo)電纖維的材質(zhì)纏繞而成，所述復(fù)合材料層由浸潰基體材料的玻璃纖維紗纏繞成型。
[0008]進(jìn)一步地，所述導(dǎo)電層位于內(nèi)部，所述復(fù)合材料層位于所述導(dǎo)電層的外部。
[0009]進(jìn)一步地，所述復(fù)合材料層在所述導(dǎo)電層的外部直接纏繞成型。
[0010]進(jìn)一步地，所述復(fù)合材料層是在外部纏繞成型后，再安裝至所述導(dǎo)電層的外部。
[0011]進(jìn)一步地，所述復(fù)合材料層分為內(nèi)復(fù)合材料層和外復(fù)合材料層，所述導(dǎo)電層位于所述內(nèi)復(fù)合材料層和所述外復(fù)合材料層之間。
[0012]進(jìn)一步地，所述導(dǎo)電層和所述復(fù)合材料層之間設(shè)置偶聯(lián)劑。通過所述偶聯(lián)劑的作用，使所述導(dǎo)電層和所述復(fù)合材料層更好的結(jié)合在一起，大大提高所述導(dǎo)電層與所述復(fù)合材料層的連接強度。
[0013]進(jìn)一步地，所述導(dǎo)電纖維為金屬纖維、碳纖維或有機纖維中的任意一種。
[0014]通過將占成本構(gòu)成40%以上的金屬殼體用經(jīng)濟(jì)性的導(dǎo)電層和導(dǎo)電層混合結(jié)構(gòu)加以替代，并由包含導(dǎo)電纖維的材質(zhì)加工成導(dǎo)電層，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，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，具有應(yīng)用于城市地下輸電的前景。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]本實用新型的結(jié)構(gòu)和操作方式以及進(jìn)一步的目的和優(yōu)點將通過下面結(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)識相同的元件:
[0016]圖1是根據(jù)本實用新型第一實施方式中氣體絕緣輸電線路的管道單元的剖視圖；
[0017]圖2是圖1中所示管道單元的殼體的局部放大圖。
[0018]圖3是本實用新型第二實施方式中氣體絕緣輸電線路的管道單元的殼體的局部剖視圖。

【具體實施方式】
[0019]根據(jù)要求，這里將披露本實用新型的【具體實施方式】。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，這里所披露的實施方式僅僅是本實用新型的典型例子而已，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)人員以實際中任何恰當(dāng)?shù)姆绞讲煌貞?yīng)用本實用新型的代表性的基礎(chǔ)，包括采用這里所披露的各種特征并結(jié)合這里可能沒有明確披露的特征。
[0020]實施方式一:
[0021]如圖1所示，為本實用新型第一實施方式中氣體絕緣輸電線路若干管道單元的其中一個管道單兀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的兩端分別通過盆式絕緣子5支撐。法蘭4與相對應(yīng)的盆式絕緣子5通過緊固件固定后，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)具體的電壓等級等參數(shù)要求來定。盆式絕緣子5的材料為環(huán)氧樹脂，用于形成容納絕緣氣體3的密閉空間，同時支撐導(dǎo)體2并保持導(dǎo)體2與殼體I同軸設(shè)置。絕緣氣體3可選用SF6氣體或SF6-N2混合氣體，具有良好的穩(wěn)定性和絕緣性。本實施方式中，絕緣氣體3選用SF6氣體。
[0023]結(jié)合圖2所不,殼體I包括導(dǎo)電層11和位于導(dǎo)電層外部的復(fù)合材料層12,導(dǎo)電層11由包含導(dǎo)電纖維的材質(zhì)加工而成。導(dǎo)電層和復(fù)合材料層12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]本實施方式中，殼體I整體纏繞成型，位于內(nèi)部的導(dǎo)電層11是由導(dǎo)電纖維直接纏繞成型，復(fù)合材料層12直接在導(dǎo)電層11的外部纏繞成型，兩者的厚度均根據(jù)電壓等級和電流大小等參數(shù)要求來定。具體地，復(fù)合材料層12是由浸潰基體材料的玻璃纖維紗直接在導(dǎo)電層11的外壁上纏繞而成。
[0025]導(dǎo)電層11可以全部由導(dǎo)電纖維加工而成，也可以部分由導(dǎo)電纖維再配合其它纖維加工而成。導(dǎo)電纖維可以為金屬纖維、碳纖維或有機纖維中的任意一種。導(dǎo)電纖維具有良好的導(dǎo)電性能，從而使加工成型的導(dǎo)電層11具有優(yōu)良的電學(xué)性能。
[0026]復(fù)合材料層12由作為增強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)氧樹脂，乙烯基酯樹脂，或者是聚氨酯樹脂。在本實方式中，基體材料為環(huán)氧樹脂。在復(fù)合材料層12的成型過程中，環(huán)氧樹脂膠液會和玻璃纖維紗經(jīng)過一系列物理化學(xué)變化，形成環(huán)氧樹脂固化物。同時，該環(huán)氧樹脂固化物在環(huán)氧樹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)氧樹脂膠結(jié)合成一個整體，使得由該環(huán)氧樹脂與玻璃纖維紗制成的復(fù)合材料層12具有良好的機械性能和電氣性能，從而滿足殼體I的整體強度需求。
[0027]本實施方式中，導(dǎo)電層11和復(fù)合材料層12之間還設(shè)置偶聯(lián)劑，即在纏繞前將偶聯(lián)劑涂覆在導(dǎo)電層11的外表面。通過偶聯(lián)劑的作用，使復(fù)合材料層12和導(dǎo)電層11更好的結(jié)合在一起，大大提高復(fù)合材料層12與導(dǎo)電層11之間的連接強度。
[0028]具體加工殼體I時，先用導(dǎo)電纖維在纏繞機(未圖示)的芯模上纏繞出預(yù)定厚度的導(dǎo)電層11;然后在導(dǎo)電層11的表面涂偶聯(lián)劑；接著在導(dǎo)電層11的外表面纏繞浸潰過基體材料的玻璃纖維紗，并增加至預(yù)定的厚度，形成復(fù)合材料層12 ;最后經(jīng)過固化、脫模和車削等工藝，即完成加工，形成新型的雙層復(fù)合殼體I。殼體I加工好后，再將法蘭4套設(shè)在殼體I的兩端并膠裝在一起，此時導(dǎo)電層11與兩端的法蘭4連接實現(xiàn)接地導(dǎo)通。
[0029]需要指出，本實用新型并不限于上述實施方式中的具體結(jié)構(gòu)，其中，復(fù)合材料層12也可以設(shè)置在導(dǎo)電層11的內(nèi)部；復(fù)合材料層12可以單獨地在纏繞芯棒上纏繞并加工成型后，然后再安裝在導(dǎo)電層11的外部或內(nèi)部。
[0030]實施方式二:
[0031]本實用新型的第二實施方式，所揭示的氣體絕緣輸電線路的管道單元與第一實施方式中的管道單元100結(jié)構(gòu)基本相同，不同之處在于具有不同的殼體結(jié)構(gòu)。具體如圖3所不，本實施方式中的殼體6,自內(nèi)而外依次分為內(nèi)復(fù)合材料層61、導(dǎo)電層62和外復(fù)合材料層63,導(dǎo)電層62與第一實施方式中的導(dǎo)電層11結(jié)構(gòu)相同，內(nèi)復(fù)合材料層61和外復(fù)合材料層63的結(jié)構(gòu)與復(fù)與第一實施方式中的復(fù)合材料層12結(jié)構(gòu)相同。
[0032]加工殼體6時，先在纏繞機的芯模的外表面纏繞浸潰過基體材料的玻璃纖維紗，形成預(yù)定厚度的內(nèi)復(fù)合材料層61 ;接著在內(nèi)復(fù)合材料層61的外表面纏繞導(dǎo)電纖維，形成預(yù)定厚度的導(dǎo)電層62 ;然后在導(dǎo)電層62的外表面繼續(xù)纏繞浸潰過基體材料的玻璃纖維紗，形成預(yù)定厚度的外復(fù)合材料層63 ;最后通過纏繞、固化、車削等工藝，形成殼體6。
[0033]本實用新型的氣體絕緣輸電線路，其殼體包括導(dǎo)電層和復(fù)合材料層，且導(dǎo)電層由包含導(dǎo)電纖維的材質(zhì)加工而成，在保證電氣性能的同時，能夠使整體成本大大降低，同時可利用其重量輕、耐腐蝕性強的優(yōu)點大規(guī)模應(yīng)用于城市地下輸電系統(tǒng)，充分發(fā)揮經(jīng)濟(jì)和社會效益。
[0034]本實用新型的技術(shù)內(nèi)容及技術(shù)特點已揭示如上，然而可以理解，在本實用新型的創(chuàng)作思想下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對上述結(jié)構(gòu)和材料作各種變化和改進(jìn)，包括這里單獨披露或要求保護(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/或組合均落入本實用新型所涉及的【技術(shù)領(lǐng)域】內(nèi)，并落入本實用新型權(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:所述殼體包括導(dǎo)電層和復(fù)合材料層，所述導(dǎo)電層由包含導(dǎo)電纖維的材質(zhì)加工而成。
2.如權(quán)利要求1所述的氣體絕緣輸電線路，其特征在于:所述導(dǎo)電層由包含導(dǎo)電纖維的材質(zhì)纏繞而成，所述復(fù)合材料層由浸潰基體材料的玻璃纖維紗纏繞成型。
3.如權(quán)利要求2所述的氣體絕緣輸電線路，其特征在于:所述導(dǎo)電層位于內(nèi)部，所述復(fù)合材料層位于所述導(dǎo)電層的外部。
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)合材料層在所述導(dǎo)電層的外部直接纏繞成型。
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)合材料層是在外部纏繞成型后，再安裝至所述導(dǎo)電層的外部。
6.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)合材料層分為內(nèi)復(fù)合材料層和外復(fù)合材料層，所述導(dǎo)電層位于所述內(nèi)復(fù)合材料層和所述外復(fù)合材料層之間。
7.如權(quán)利要求1所述的氣體絕緣輸電線路，其特征在于:所述導(dǎo)電層和所述復(fù)合材料層之間設(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:所述導(dǎo)電纖維為金屬纖維、碳纖維或有機纖維中的任意一種。
【文檔編號】H02G9/06GK204190332SQ201420378274
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年7月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月9日
【發(fā)明者】馬斌, 朱勇, 董立輝, 曹冬林, 仲留寄 申請人:江蘇神馬電力股份有限公司