氣體絕緣輸電線路的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)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(guò)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(shí)，使整體成本大大降低。
【專(zhuān)利說(shuō)明】氣體絕緣輸電線路

【技術(shù)領(lǐng)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(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(wèn)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(wú)功補(bǔ)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(wú)絕緣老化的問(wèn)題，損耗低，安全防護(hù)性好，占地空間小，在大容量長(zhǎng)距離輸電方面具有優(yōu)勢(shì)。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(duì)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(duì)較小。此夕卜，電容要比電纜小，即使長(zhǎng)距離輸電也無(wú)需無(wú)功補(bǔ)償和冷卻系統(tǒng)，運(yùn)行成本大大降低。
[0004]然而，氣體絕緣輸電線路存在的問(wèn)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(guò)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(wèn)題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)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(qiáng)度的同時(shí)，大大降低材料成本。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明所采用的技術(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)電層位于所述第一復(fù)合材料和所述外復(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(guò)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(qiáng)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(jī)纖維中的任意一種。
[0014]通過(guò)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(shí)，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(shì)，具有應(yīng)用于城市地下輸電的前景。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和操作方式以及進(jìn)一步的目的和優(yōu)點(diǎn)將通過(guò)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(shí)相同的元件:
[0016]圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)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是本發(fā)明第二實(shí)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(shí)施方式】
[0019]根據(jù)要求，這里將披露本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，這里所披露的實(shí)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(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(shí)際中任何恰當(dāng)?shù)姆绞讲煌貞?yīng)用本發(fā)明的代表性的基礎(chǔ)，包括采用這里所披露的各種特征并結(jié)合這里可能沒(méi)有明確披露的特征。
[0020]實(shí)施方式一:
[0021]如圖1所示，為本發(fā)明第一實(shí)施方式中氣體絕緣輸電線路若干管道單元的其中一個(gè)管道單元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(guò)盆式絕緣子5支撐。法蘭4與相對(duì)應(yīng)的盆式絕緣子5通過(guò)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(jí)等參數(shù)要求來(lái)定。盆式絕緣子5的材料為環(huán)氧樹(shù)脂，用于形成容納絕緣氣體3的密閉空間，同時(shí)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(shí)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(shí)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(jí)和電流大小等參數(shù)要求來(lái)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(jī)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(qiáng)材料的玻璃纖維紗和基體材料復(fù)合而成。基體材料可以為環(huán)氧樹(shù)脂，乙烯基酯樹(shù)脂，或者是聚氨酯樹(shù)脂。在本實(shí)方式中，基體材料為環(huán)氧樹(shù)脂。在復(fù)合材料層12的成型過(guò)程中，環(huán)氧樹(shù)脂膠液會(huì)和玻璃纖維紗經(jīng)過(guò)一系列物理化學(xué)變化，形成環(huán)氧樹(shù)脂固化物。同時(shí)，該環(huán)氧樹(shù)脂固化物在環(huán)氧樹(shù)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(shù)脂膠結(jié)合成一個(gè)整體，使得由該環(huán)氧樹(shù)脂與玻璃纖維紗制成的復(fù)合材料層12具有良好的機(jī)械性能和電氣性能，從而滿足殼體I的整體強(qiáng)度需求。
[0027]本實(shí)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(guò)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(qiáng)度。
[0028]具體加工殼體I時(shí)，先用導(dǎo)電纖維在纏繞機(jī)(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(guò)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(guò)固化、脫模和車(chē)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(shí)導(dǎo)電層11與兩端的法蘭4連接實(shí)現(xiàn)接地導(dǎo)通。
[0029]需要指出，本發(fā)明并不限于上述實(shí)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(dú)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(shí)施方式二:
[0031]本發(fā)明的第二實(shí)施方式，所揭示的氣體絕緣輸電線路的管道單元與第一實(shí)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所示，本實(shí)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(shí)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(shí)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(shí)，先在纏繞機(jī)的芯模的外表面纏繞浸潰過(guò)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(guò)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(guò)纏繞、固化、車(chē)削等工藝，形成殼體6。
[0033]本發(fā)明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(shí)，能夠使整體成本大大降低，同時(shí)可利用其重量輕、耐腐蝕性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)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(huì)效益。
[0034]本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容及技術(shù)特點(diǎn)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(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)上述結(jié)構(gòu)和材料作各種變化和改進(jìn)，包括這里單獨(dú)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/或組合均落入本發(fā)明所涉及的【技術(shù)領(lǐng)域】?jī)?nèi)，并落入本發(fā)明權(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)電層位于所述第一復(fù)合材料和所述外復(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(jī)纖維中的任意一種。
【文檔編號(hào)】H02G9/06GK104052011SQ201410326294
【公開(kāi)日】2014年9月17日 申請(qǐng)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(qǐng)人:江蘇神馬電力股份有限公司