氣體絕緣輸電線路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明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、安裝在所述殼體內的導體，以及設置在所述殼體和所述導體之間的絕緣氣體，其中，所述殼體包括金屬層和復合材料層，所述金屬層構成金屬管，所述復合材料層構成復合管。通過將氣體絕緣輸電線路的殼體設置為配接的復合管和金屬管，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)模應用于城市地下輸電系統(tǒng)，充分發(fā)揮經濟和社會效益。
【專利說明】氣體絕緣輸電線路
【技術領域】
[0001]本發(fā)明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構。
【背景技術】
[0002]目前傳統(tǒng)的輸電方式主要由架空線路和電纜線路構成，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技術和經濟的極限，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]近年，根據特殊氣候地理環(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、夕卜殼與導體同軸布置的高電壓、大電流電力傳輸設備。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為管道封閉結構，通?？刹捎弥甭穹笤O、戶外架設和隧道安裝。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，導體和外殼界面積大，電阻小，因而損耗顯得相對較小。此夕卜，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，但金屬材質外殼直接與土壤接觸存在著腐蝕性問題。

【發(fā)明內容】

[0005]針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明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)上述發(fā)明目的，本發(fā)明所采用的技術手段如下: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、安裝在所述殼體內的導體，以及設置在所述殼體和所述導體之間的絕緣氣體，其中，所述殼體包括金屬層和復合材料層，所述金屬層構成金屬管，所述復合材料層構成復合管。
[0007]進一步地，所述復合管位于金屬管的外部。
[0008]進一步地，所述復合管由浸潰基體材料的玻璃纖維紗纏繞成型。
[0009]進一步地，所述復合管直接在所述金屬管的外部纏繞成型。
[0010]進一步地，所述復合管是在外部纏繞成型后，再安裝在所述金屬管的外部。
[0011]進一步地，所述復合管位于所述金屬管的內部。
[0012]進一步地，所述復合管和所述金屬管之間設置偶聯(lián)劑。通過所述偶聯(lián)劑的作用，使所述復合材料層和所述金屬層更好的結合在一起，大大提高所述復合管與所述金屬管的連接強度。[0013]進一步地，所述金屬管與所述復合管接合的表面進行粗糙度處理。通過進行粗糙度處理，可以提高所述復合管和所述金屬管之間的接合摩擦力，從而進一步地提高兩者的結合強度。
[0014]進一步地，所述粗糙度處理為噴砂或表面紋理處理工藝。
[0015]進一步地，所述金屬管的至少一端安裝有法蘭，所述復合管是在所述法蘭焊接至所述金屬管之后，在所述金屬管上纏繞成型。所述法蘭與所述金屬管焊接時，產生大量的熱量，使焊接溫度過高。將所述復合管在焊接后設置，從而避免因焊接而受到損傷。
[0016]通過將占成本構成40%以上的金屬殼體用經濟性的復合管和金屬管混合結構加以替代，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濟性優(yōu)勢，具有應用于城市地下輸電的前景。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]本發(fā)明的結構和操作方式以及進一步的目的和優(yōu)點將通過下面結合附圖的描述得到更好地理解，其中，相同的參考標記標識相同的元件:
[0018]圖1是根據本發(fā)明實施方式氣體絕緣輸電線路的管道單元的剖視圖；
[0019]圖2是圖1中所示管道單元殼體的局部放大圖。
【具體實施方式】
[0020]根據要求，這里將披露本發(fā)明的【具體實施方式】。然而，應當理解的是，這里所披露的實施方式僅僅是本發(fā)明的典型例子而已，其可體現(xiàn)為各種形式。因此，這里披露的具體細節(jié)不被認為是限制性的，而僅僅是作為權利要求的基礎以及作為用于教導本領域技術人員以實際中任何恰當的方式不同地應用本發(fā)明的代表性的基礎，包括采用這里所披露的各種特征并結合這里可能沒有明確披露的特征。
[0021]如圖1所示，為本發(fā)明實施方式氣體絕緣輸電線路若干管道單元的其中一個管道單元100，其包括殼體1、安裝在殼體I內的導體2，以及設置在殼體I和導體2之間的絕緣氣體3。殼體I的兩端分別安裝有法蘭4，導體2的兩端分別通過盆式絕緣子5支撐。法蘭4與相對應的盆式絕緣子5通過連接件6固定后，使導體2同軸地固定在殼體I內，并形成填充絕緣氣體3的密閉空間。
[0022]導體2采用導電性能高的鋁合金材料，作用是傳輸電流，其外徑根據具體的電壓等級等參數要求來定。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，同時支撐導體2并保持導體2與殼體I同心。絕緣氣體3可選用SF6氣體或SF6-N2混合氣體，內部發(fā)生電弧時，不會爆炸和燃燒，有利于防火。本實施方式中，絕緣氣體3選用SF6氣體。
[0023]結合圖2所示，殼體I具體包括金屬層11和復合材料層12，金屬層11構成金屬管13，復合材料層12構成復合管14。金屬管13和復合管14配接后，使殼體I成為雙層復合結構，大大降低成本。
[0024]本實施方式中，金屬管13通過鋁合金材質的薄片卷制焊接而成，厚度根據電壓等級和電流大小等參數要求來定。復合管14設置在金屬管13的外部，由浸潰基體材料的玻璃纖維紗直接在金屬管13的外壁纏繞成型。
[0025]復合管14由作為增強材料的玻璃纖維紗和基體材料復合而成?；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。在復合管14的成型過程中，環(huán)氧樹脂膠液會和玻璃纖維紗經過一系列物理化學變化，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構和性能優(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合管14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。
[0026]具體加工復合管14時，先將金屬管13固定至纏繞芯模上，并貼合緊密；然后在金屬管13的外表面纏繞浸潰過基體材料的玻璃纖維紗，并增加至預定的厚度；接著進行脫模，最后進行車削，即完成加工。
[0027]為了提高復合管14和金屬管13之間的接合摩擦力，進一步地提高兩者的結合強度。金屬管13與復合管14接合的表面進行粗糙度處理。粗糙度處理通常為噴砂或表面紋理處理工藝，本實施方式中是直接在金屬管13的外表面進行噴砂處理。
[0028]另外，本實施方式中，復合管14和金屬管13之間還設置偶聯(lián)劑，即在纏繞前將偶聯(lián)劑涂覆在金屬管13的外表面。通過偶聯(lián)劑的作用，使復合材料層12和金屬層11更好的結合在一起，大大提高復合管14與金屬管13之間的連接強度。
[0029]特別地，本實施方式中，復合管14是在將法蘭4焊接至金屬管13之后，然后在金屬管13上纏繞成型。法蘭4與金屬管13焊接時，產生大量的熱量，使焊接溫度過高。將復合管14在焊接后設置，從而可避免因焊接而受到損傷。
[0030]需要指出，本發(fā)明并不限于上述實施方式中的具體結構，其中，復合管14也可以設置在金屬管13的內部；復合管14可以單獨地在纏繞芯棒上纏繞并加工成型后，然后再安裝在金屬管13的外部或內部；金屬管13的材質也可以是鋁、鐵或其它金屬，也可以通過整體成型工藝加工一體成型，而無需焊接。
[0031]本發(fā)明的氣體絕緣輸電線路，其殼體包括復合管和金屬管，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)模應用于城市地下輸電系統(tǒng)，充分發(fā)揮經濟和社會效益。
[0032]本發(fā)明的技術內容及技術特點已揭示如上，然而可以理解，在本發(fā)明的創(chuàng)作思想下，本領域的技術人員可以對上述結構和材料作各種變化和改進，包括這里單獨披露或要求保護的技術特征的組合，明顯地包括這些特征的其它組合。這些變形和/或組合均落入本發(fā)明所涉及的【技術領域】內，并落入本發(fā)明權利要求的保護范圍。
【權利要求】
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、安裝在所述殼體內的導體，以及設置在所述殼體和所述導體之間的絕緣氣體，其特征在于:所述殼體包括金屬層和復合材料層，所述金屬層構成金屬管，所述復合材料層構成復合管。
2.如權利要求1所述的氣體絕緣輸電線路，其特征在于:所述復合管位于金屬管的外部。
3.如權利要求2所述的氣體絕緣輸電線路，其特征在于:所述復合管由浸潰基體材料的玻璃纖維紗纏繞成型。
4.如權利要求3所述的氣體絕緣輸電線路，其特征在于:所述復合管直接在所述金屬管的外部纏繞成型。
5.如權利要求3所述的氣體絕緣輸電線路，其特征在于:所述復合管是在外部纏繞成型后，再安裝在所述金屬管的外部。
6.如權利要求1所述的氣體絕緣輸電線路，其特征在于:所述復合管位于所述金屬管的內部。
7.如權利要求1所述的氣體絕緣輸電線路，其特征在于:所述復合管和所述金屬管之間設置偶聯(lián)劑。
8.如權利要求1所述的氣體絕緣輸電線路，其特征在于:所述金屬管與所述復合管接合的表面進行粗糙度處理。
9.如權利要求8所述的氣體絕緣輸電線路，其特征在于:所述粗糙度處理為噴砂或表面紋理處理工藝。
10.如權利要求1所述的氣體絕緣輸電線路，其特征在于:所述金屬管的至少一端安裝有法蘭，所述復合管是在所述法蘭焊接至金屬管之后，在所述金屬管上纏繞成型。
【文檔編號】H02G9/06GK103795017SQ201410074628
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年3月3日 優(yōu)先權日:2014年3月3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