本實用新型涉及超高電壓、特高電壓輸電技術領域，尤其涉及氣體絕緣金屬封閉輸電線路的外殼套管。

背景技術：

氣體絕緣金屬封閉輸電線路是一種采用SF₆等氣體絕緣、外殼套管與導體同軸布置的高電壓、大電流電力傳輸設備，它作為大容量、高電壓、長距離輸電線路，相對于高壓電纜輸電線路和架空線路，具有可靠性高、傳輸能力強、損耗低及使用壽命長等諸多技術性能優(yōu)勢，特別適用于變電站、核電站、大型水電站及地下超高壓輸電網(wǎng)中。

填充于外殼套管與導體間的SF₆等絕緣氣體絕緣性能十分優(yōu)良，是一種優(yōu)于空氣和油的新一代超高壓絕緣介質(zhì)材料，并且隨著氣體間隙的增大和壓力增加都能明顯地提高間隙的絕緣能力，擊穿場強約為空氣間隙的3倍。然而電場強度的均勻性對SF₆氣體間隙擊穿電壓的影響要比空氣大得多，在極不均勻電場下，SF₆氣體間隙擊穿電壓將低于空氣3倍，因此在氣體絕緣輸電線路的設計中應嚴格控制電場分布的不均勻性。

雖然可以通過提高氣體間隙來提高絕緣強度，但要增加氣體間隙就必然要增大外殼套管的外徑尺寸，而外殼套管尺寸的增大不僅會增大輸電線路的占據(jù)空間，加大安裝和布置難度，而且外殼套管的耗材會成倍增多，加工制作難度更是明顯加大，尤其是輸電線路電壓達到750Kv以上，甚至達到1100 Kv超高或特高電壓時，必然帶來外殼套管管徑的無限制增大，其實用性和經(jīng)濟性均受到嚴重影響。因此目前的氣體絕緣輸電線路的輸電電壓大都集中在220Kv的電力系統(tǒng)中，其外殼管徑也在φ400mm以下。

目前外殼套管的輸電電壓和管徑尺寸尚局限于有限范圍內(nèi)，使得氣體絕緣金屬封閉輸電技術的應用范圍受到很大制約。同時為了減少外殼套管的焊縫長度，避免絕緣氣體的泄漏，現(xiàn)有的外殼套管大都采用金屬板卷制縱向對焊的結構，這種結構雖然可以控制和減少焊縫長度，但管段的長度受板材長度和卷制設備幅寬的限制，使得輸電線路中連接管道數(shù)量變多、相鄰管段間的連接結構件增加，既增加了管段連接安裝的工作量和連接結構耗材，又使?jié)撛诘臍怏w漏泄點變多；尤其是這種縱焊結構很難保證外殼套管的圓度，容易造成套管的失圓，而這種大管徑的外殼套管其圓度又難以校正，給使用中的電場分布均勻度留下隱患。

因此，尋找在超高壓情況下輸電電壓與外殼套管管徑間的恰當關系，并且能夠較好地控制電場分布均勻性顯得十分迫切。

技術實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術所存在的上述不足，本實用新型所要解決的技術問題是提供一種氣體絕緣輸電線路用螺旋焊管，它不僅具有合理的管徑和氣體間隙，并保持均勻的電場分布，而且便于制作加工。

為了解決上述技術問題，本實用新型的氣體絕緣輸電線路用螺旋焊管，它包括焊管本體，該焊管本體由板帶以螺旋狀卷曲焊接成圓管狀結構，所述焊管本體的外徑D=800mm～910mm，該焊管本體上的螺旋焊縫的螺距T=1.8m～2.5m；所述焊管本體的額定電壓V與焊管本體的外徑D之比V/D=0.90 KV/mm～1.25 KV/mm；所述焊管本體圓度t與外徑D之比t/D=0～1.5/1000，焊管本體的直線度f=0～1.5mm/m。

采用上述結構后，由于焊管本體由板帶以螺旋狀卷曲焊接而成管狀結構，且螺旋焊縫的螺距控制在T=1.8m～2.5m之間，一方面以板材卷為原料進行螺旋狀卷曲焊接，能夠制作加工出任意長度的螺旋焊管，不僅可以根據(jù)實際需要來制作相應長度的焊管，使得制管效率大大提高，而且可以減少輸電線路外殼套管的連接結構件，既能降低制作加工及安裝維護成本，又使生產(chǎn)效率大為提高；另一方面過短的焊縫螺距使焊管上的焊縫變長，焊接工作量變大，焊接成本提高，且在使用中焊縫隙的泄漏、脫焊等缺陷會增加，而螺距過大雖然減少了焊縫的焊接長度，但又使螺旋焊管的耐壓強度變小，不利于氣體絕緣輸電系統(tǒng)中氣壓的穩(wěn)定和絕緣性能的增強；而將焊縫螺距控制在T =1.8m～2.5m之間兼有良好的耐壓性、經(jīng)濟性和加工性。又由于將焊管本體的外徑D控制在800mm—910mm之間，并且考慮管徑與輸電系統(tǒng)額定電壓的關系，將焊管本體的額定電壓V與外徑D之比V/D設計在0.90KV/mm—1.25KV/mm，使得管徑隨著額定電壓在一定數(shù)值范圍選擇確定，以保證在一定的額定電壓工作狀況下，氣體螺旋管具有合理的氣體間隙，保證氣體絕緣輸電系統(tǒng)保持優(yōu)良的氣體絕緣性能，同時也使得螺旋焊管的加工制作性能變優(yōu)，且具有合理的安裝空間和良好的經(jīng)濟性。更由于本實用新型通過控制螺旋焊管的圓度和直線度來達到均勻和優(yōu)化焊管電場的目的，焊管電場均勻性是決定絕緣特性的主要因素，焊管中導體電極在焊管中的位置以及焊管本身的形狀尺寸均明顯影響焊管內(nèi)各點處的電場強度，彎曲的焊管使得導體電極不能在焊管不同截面上均處于焊管中心位置，會使導體表面距焊管壁的距離變化和波動，造成電場強度變化；同時不圓的螺旋焊管也使焊管壁面至導體距離發(fā)生變化，造成管內(nèi)各處電場強度變化，因此焊管圓度和直線度均會引起電場不均勻，本實用新型的直線度和圓度很好的保持了導體電極與焊管之間的相對位置，控制了導體電極在焊管縱向中心位置的偏移和變化，保持焊管結構的電場分布均勻性，從而有效增強氣體絕緣性能。同時合理的焊管直線度和圓度也控制和減少焊管壁上的因電磁感應所形成渦流和環(huán)流，既能減少輸電耗能，又不會對其他設備和人員產(chǎn)生影響，具有安全環(huán)保的優(yōu)點。因此本實用新型依據(jù)輸電額定電壓綜合確定管徑、焊管圓度和直線度，不僅氣體間隙合理，管內(nèi)電場強度分布均勻，具有優(yōu)良的氣體絕緣特性，而且便于制作加工。

本實用新型的進一步實施方式，所述焊管本體上的螺旋焊縫為雙V型對接焊縫。采用雙V型對接焊縫，具有焊接牢度高、焊接變形小，既有利于提高焊管的機械強度，又利于保證焊管精確的結構尺寸和形狀公差。

本實用新型又進一步實施方式，所述焊管本體的管壁厚度為8mm～10mm。能保證焊管良好的機械強度、經(jīng)濟性，且便于制作加工。

本實用新型的優(yōu)選實施方式，所述焊管本體的額定電壓為1100KV，該焊管本體的外徑D=900mm，焊管本體的管壁厚度為10mm。該結構很好地適應了1100Kv氣體絕緣輸電線路，具有良好的電場均勻度和較高的機械強度，保證焊管具有足夠的氣體間隙和絕緣性能。

本實用新型的又一優(yōu)選實施方式，所述焊管本體的額定電壓為750KV，該焊管本體的外徑D=810mm，焊管本體的管壁厚度為8mm。該結構很好地適應了750Kv氣體絕緣輸電線路，具有良好的電場均勻度和較高的機械強度，保證焊管具有足夠的氣體間隙和絕緣性能。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型氣體絕緣輸電線路用螺旋焊管作進一步說明。

圖1是本實用新型氣體絕緣輸電線路用螺旋焊管一種具體實施方式的結構示意圖；

圖2是圖1所示結構的左視結構示意圖。

圖中，1—焊管本體、2—螺旋焊縫、3—電極導體。

具體實施方式

氣體絕緣輸電線路用螺旋焊管以鋁合金板卷為材料，制作加工時從原料鋁合金鋼帶卷拉開并矯平后的鋁合金鋼帶（鋁合金鋼帶寬度優(yōu)選1.5 m～1.8 m）在鋼帶傳送輥的牽動下，按螺旋角θ連續(xù)不斷地送入卷板成型機中將鋁合金板帶彎曲卷成螺旋狀圓筒，并對螺旋狀圓筒的螺旋對接縫進行焊接，焊接縫采用雙V型對接焊縫。經(jīng)上述卷制和焊接而形成圓管狀的焊管本體1，焊管本體1可以根據(jù)實際需要加工成任意長，在焊管本體1上形成螺線狀的螺旋焊縫2。使用時在焊管本體1的圓心位置絕緣地支承有用于傳輸電能的電極導體3。本實用新型對焊管本體1的外徑D、管壁厚度及螺旋焊縫2的螺距T均在大量試驗對比和計算的基礎上進行優(yōu)選，焊管本體1的外徑D=800mm～910mm，管壁厚度為8mm～10mm，螺旋焊縫2的螺距T= 1.8m～2.5m，并且找出了螺旋焊管額定電壓V與管徑的關系，以達到優(yōu)良的氣體絕緣性和制作加工經(jīng)濟性，使得螺旋管本體的額定電壓V與焊管本體的外徑D之比V/D=0.90 KV/mm～1.25KV/mm。同時焊管本體1的圓度和直線度也進行了選擇設計，焊管本體圓度t與其外徑這比t/D=0～1.5/1000之間，焊管本體1的直線度f=0～1.5mm/m之間，以確保導體電極與焊管本體的相對位置關系，從結構上控制電場強度的均勻性，實現(xiàn)高氣體絕緣性能。焊管本體1的圓度t為圓管同一截面上最大外徑和最小外徑的差值。焊接本體1的直線度是包含其中心線的兩條平行直線的最小距離，它反應了實際中心線對理想中心線的變動量。

實施例一：

如圖1、圖2所示以鋁合金鋼帶卷為原料，將寬度為1.75 m的鋁合金板帶以螺旋狀彎曲卷制并焊接成圓筒狀的焊管本體1，焊管本體1的長度為任意長，焊管本體1上的螺旋焊縫2的螺距T=2.30m，外徑D=φ900m。管壁厚度為10mm，焊管本體1的設計額定電壓為1100KV，因此額定電壓V與焊管本體外徑D之比V/D=1.22KV/mm，焊管本體1圓度t與外徑之比t/D小于1/1000，焊管本體直線度為1mm/m。

實施例二：

如圖1、圖2所示以鋁合金鋼帶卷為原料，將寬度為1.60 m的鋁合金板帶以螺旋狀彎曲卷制并焊接成圓筒狀的焊管本體1，焊管本體1的長度為任意長，焊管本體1上的螺旋焊縫2的螺距T=2.0m，外徑D=φ810m。管壁厚度為8mm，焊管本體1的設計額定電壓為750KV，因此額定電壓V與焊管本體外徑D之比V/D=0.926KV/mm，焊管本體1圓度t與外徑D之比t/D=0.8/1000，焊管本體直線度為0.8mm/m。

以上僅列出了本實用新型的一些優(yōu)選實施方式，但本實用新型并不僅限于此，還可以作出較多的改進與變換。如額定電壓并不限于1100 KV或750 KV，其額定電壓應為實際工程需要而設計；焊管材料既可是鋁合金材料，也可以是其它常用的金屬材料；如此等等。只要是在本實用新型基本原理基礎上所作出的改進與變換，均應視為落入本實用新型的保護范圍內(nèi)。