專利名稱：：共箱式氣體絕緣輸電線路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及高壓輸電傳輸設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種共箱式氣體絕緣輸電線路。
背景技術(shù)：
：氣體絕緣輸電線路為管道封閉結(jié)構(gòu)，安裝方式較為靈活，可分為直埋敷設(shè)、戶外架設(shè)和隧道安裝。早期應(yīng)用氣體絕緣輸電線路的目的是實現(xiàn)與架空輸電線路輸電容量相當(dāng)?shù)牡叵螺旊娋€路以適應(yīng)各種惡劣的自然環(huán)境。目前ABB、西門子、美國和日本生產(chǎn)的252550kV氣體絕緣輸電線路全是三相分箱式，即三相高壓母線分別安裝在三個金屬外殼內(nèi)。每個金屬外殼與其內(nèi)的高壓母線(內(nèi)導(dǎo)體)共軸，此內(nèi)導(dǎo)體由盆式絕緣子固定，下方由若干支撐絕緣子支撐，位于內(nèi)導(dǎo)體和外殼之間的空間用絕緣氣體填充。其中絕緣氣體是SF6氣體絕緣，或是SF6+N2混合氣體絕緣。工程安裝占地(空間)面積大，所用的材料費用高。所需技術(shù)難度低。尤其地下隧道安裝時，需三根鋁合金管并行，占用空間大，地下隧道工程投資大。比如西門子公司生產(chǎn)的550kV、SF6+N2混合氣體絕緣GIL在隧道中的安裝形式為二回路分箱式，即A、B、C三相分別在三個金屬管道(外殼)中，占用空間大。又如，美國AZZ公司生產(chǎn)的550kV氣體絕緣GIL,在隧道和地溝安裝，為三相分箱式，占地空間較大。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種共箱式氣體絕緣輸電線路，以解決傳統(tǒng)分箱式氣體絕緣輸電線路中所存在的占地空間大的問題。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下方案一種共箱式氣體絕緣輸電線路，其包括外殼和設(shè)置于外殼內(nèi)的內(nèi)導(dǎo)體，所述外殼與內(nèi)導(dǎo)體之間的空間充有絕緣氣體，所述內(nèi)導(dǎo)體為固設(shè)于所述外殼內(nèi)的三相導(dǎo)體。所述三相導(dǎo)體通過若干支撐絕緣子按等邊三角形均布于所述外殼內(nèi)。所述每個支撐絕緣子上設(shè)有三個供三相導(dǎo)體穿越的通孔，且所述每個支撐絕緣子外周緣上設(shè)有若干用于連接所述外殼內(nèi)壁的絕緣支撐腳。所述絕緣支撐腳與所述外殼內(nèi)壁通過壓縮彈簧連接。所述共箱式氣體絕緣輸電線路分成若干充氣單元，每個充氣單元由若干制造單元連接組成，相鄰充氣單元之間通過圓板形氣隔絕緣子隔開。所述制造單元是直線段單元或彎角單元，每個制造單元內(nèi)設(shè)有若干用于支撐三相導(dǎo)體的支撐絕緣子。所述相鄰制造單元間的三相導(dǎo)體分別通過梅花觸頭插接連接。所述相鄰充氣單元之間設(shè)有伸縮單元。所述伸縮單元由波紋管和可拆卸節(jié)連接組成。所述共箱式氣體絕緣輸電線路兩端裝有用于連接架空線的進(jìn)出線高壓套管。所述絕緣氣體為干燥凈化壓縮空氣。所述干燥凈化壓縮空氣的壓力為1.5MPa2.5Mpa。所述干燥凈化壓縮空氣的塵埃粒度小于或等于O.l拜，油含量小于或等于0.01mg/m3，水分含量小于或等于-70攝氏度的凝露點。所述絕緣氣體為SF6氣體絕緣，或SF6+N2混合氣體。所述內(nèi)導(dǎo)體為三相鋁導(dǎo)電管母線。所述共箱式氣體絕緣輸電線路的輸電電壓是252-550KV。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明三相共箱式氣體絕緣輸電線路GIL，三相母線導(dǎo)體安裝在一個公共的金屬管道中，大大地縮小了體積，減小工程安裝占用空間，不論是地面安裝、地下隧道或者地下沆道，可以有效減小工程投資。對于大城市，由于其地皮昂貴，采用三相共箱式GIL，可以減小占用空間，進(jìn)而可以節(jié)約大量投資，經(jīng)濟(jì)效益更加顯著。雖然，三相共箱式GIL比分箱式GIL技術(shù)難度大，三相共箱式只需一個外殼(鋁管)，但設(shè)備總造價反而較低。同時，現(xiàn)發(fā)明設(shè)計的三相共箱式GIL是以干燥凈化壓縮空氣為主絕緣的新產(chǎn)品，代替分箱式以SF6氣體為主絕緣的產(chǎn)品，是屬于第三代具有安全環(huán)保性的產(chǎn)品，尤其在大城市使用，具有廣闊的市場前景。綜上所述，本發(fā)明三相共箱式GIL具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。同時，也是國家電網(wǎng)重大裝備改造項目之一。實際工程中可按工程需要，由各個標(biāo)準(zhǔn)單元(如制造單元、伸縮單元等)進(jìn)行組合，模塊化生產(chǎn)，標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)化程度高，生產(chǎn)周期短，可大大降低成本，方便維護(hù)和檢修。以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明的共箱式氣體絕緣輸電線路作進(jìn)一步詳細(xì)具體的說明。圖l是共箱式氣體絕緣輸電線路的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1的俯視圖。圖3是圖1的A-A剖視圖。圖4是壓縮空氣擊穿強(qiáng)度隨壓力變化的測試曲線圖。圖中1、2-直線段單元，3-伸縮單元，4-彎角單元，5-進(jìn)出線高壓套管，6-圓盤形氣隔絕緣子，7-梅花觸頭，8-三相導(dǎo)體，9-支撐絕緣子，10-外殼。具體實施例方式請參閱圖1所示，這種共箱式氣體絕緣輸電線路，其包括外殼和設(shè)置于外殼內(nèi)的內(nèi)導(dǎo)體，所述外殼與內(nèi)導(dǎo)體之間的空間充有絕緣氣體。所述內(nèi)導(dǎo)體為固設(shè)于所述外殼內(nèi)的三相導(dǎo)體8，該三相導(dǎo)體包括三根單相導(dǎo)體，用于傳輸交流電。請參閱圖3，所迷三相導(dǎo)體8通過若干支'撐絕緣子9按等邊三角形均布于所述外殼內(nèi)。所述每個支撐絕緣子9呈等邊三角形框架，其上設(shè)有三個供這三相導(dǎo)體8中的單相導(dǎo)體穿越的通孔，且每個所述支撐絕緣子9外周緣上設(shè)有若干用于連接所述外殼10內(nèi)壁的絕緣支撐腳。本實施例中，每個支撐絕緣子9外周緣上均布三個絕緣支撐腳。并且，所述絕緣支撐腳與所述外殼10內(nèi)壁通過壓縮彈簧連接。通過采用壓縮彈簧可以調(diào)節(jié)外殼10內(nèi)徑的制造誤差，以保證支撐絕緣子9與外殼10內(nèi)壁的可靠接觸。本實施例中，所述支撐絕緣子9和圓盤形氣隔絕緣子6均采用環(huán)氧樹脂澆注而成。所述共箱式氣體絕緣輸電線路分成若干充氣單元。相鄰充氣單元之間通過圓盤形氣隔絕緣子6隔開。相鄰充氣單元之間設(shè)有伸縮單元3。所述伸縮單元3由波紋管(伸縮節(jié))和可拆卸節(jié)連接組成。本實施例中每100米充氣單元之間裝有由不銹鋼制造的波紋管(伸縮節(jié))和可拆卸節(jié)組成的伸縮單元3，以便熱脹冷縮和4t修時拆卸。每個充氣單元由若干制造單元連接組成。所述制造單元主要是直線段單元1、2。本實施例中，每個直線段單元l、2為10米，工程現(xiàn)場將10個直線段單元焊接為一體，成為一個充氣單元(IOO米)。每個直線段單元l、2內(nèi)沿縱向設(shè)有五個用于支撐三相導(dǎo)體8的支撐絕緣子9。所述支撐絕緣子9將所述三相導(dǎo)體8均布于所述外殼10內(nèi)腔體中。所述制造單元還包括彎角單元4，角度可以從90°~179°，用于工程轉(zhuǎn)角處。本實施例中，所述三相導(dǎo)體8為三相鋁導(dǎo)電管母線，即采用鋁合金管，可通過電流4000A以上，其由環(huán)氧樹脂支撐絕緣子9支撐。另外，每個制造單元兩端均采用梅花觸頭7插接連線，以方便工程安裝對接。所述共箱式氣體絕緣輸電線路GIL兩端裝有進(jìn)出線高壓套管5,以便與架空線連接。所述共箱式氣體絕緣輸電線路GIL兩端也可與氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備GIS、變壓器等直接連接。所述絕緣氣體可以為SF6氣體絕緣，或SF6+N2混合氣體。本實施例中，所述絕緣氣體采用高環(huán)保的干燥凈化壓縮空氣。所述干燥凈化壓縮空氣的壓力為1.5MPa2.5Mpa。所述干燥凈化壓縮空氣的塵埃粒度小于或等于0.1拜，油含量小于或等于0.01mg/m3,水分含量小于或等于-70攝氏度的凝露點。干燥凈化壓縮空氣的絕緣特性可以參見2008年12月03日公布的文獻(xiàn)號為CN101315817的中國發(fā)明專利"氣體絕緣輸電線"。所述共箱式氣體絕緣輸電線路的輸電電壓可以是252-550KV。目前，氣體絕緣輸電線預(yù)實現(xiàn)輸送的四種高壓電的參數(shù)請參閱表l。四種高壓電的額定電壓請參閱表1中第一欄。要求氣體絕緣輸電線中絕緣氣體的絕緣對地水平請參閱第8欄。局部放電要求請參閱第9欄。輸送的電壓越高，要求干燥凈化壓縮空氣的絕緣水平越高。氣體絕緣輸電線中干燥凈化壓縮空氣的絕緣水平大小取決于兩個因素1、氣體絕緣輸電線內(nèi)導(dǎo)體與外殼之間的間距；2、干燥凈化壓縮空氣的擊穿強(qiáng)度。使用兩種不同壓力的干燥凈化壓縮空氣的氣體絕緣輸電線為達(dá)到相同的內(nèi)導(dǎo)體與外殼之間絕緣水平，使用壓力小的干燥凈化壓縮空氣的氣體絕緣輸電線需通過增大內(nèi)導(dǎo)體與外殼之間的間距(增大氣體絕緣輸電線橫截直徑)來達(dá)到使用壓力大的干燥凈化壓縮空氣的氣體絕緣輸電線的絕緣水平。然而，當(dāng)^f吏用壓力大的干燥凈化壓縮空氣，氣體絕緣輸電線的外殼需制作的較厚。以共箱式氣體絕緣輸電線傳送額定電壓為252kV的高壓電為例，絕緣氣體采用2.2Mpa的干燥凈化壓縮空氣。參考圖4的曲線1,2.2Mpa的1級標(biāo)準(zhǔn)干燥凈化壓縮空氣的擊穿強(qiáng)度約為44kV/mm。若要求氣體絕緣輸電線需達(dá)到額定雷電沖擊耐受電壓1050kV標(biāo)準(zhǔn)，則氣體絕緣輸電線的單相導(dǎo)體和其他導(dǎo)體以及外殼之間的距離為1050/44，約為23.86mm。本實施例中，所述外殼采用外徑為716mm,內(nèi)徑為680mm，壁厚為18mm的鋁管。其設(shè)計壓力為2.6Mpa,工作壓力為2.2Mpa。其尺寸可以放大。其壁厚是按設(shè)計壓力和內(nèi)徑及材質(zhì)許應(yīng)應(yīng)力計算出來的。其材料為防銹鋁板5083。252kV共箱式氣體絕緣輸電線內(nèi)部的三相導(dǎo)體為三根鋁導(dǎo)電管，材質(zhì)為6063合金鋁管，規(guī)格為c})120mmx15mm，即外徑為120mm、壁厚為15mm、內(nèi)徑為卯mm。綜合考慮，電場設(shè)計的均勻性，單相導(dǎo)體和其他導(dǎo)體以及外殼內(nèi)壁之間的距離最小約為120mm，大于23.86mm。該尺寸的氣體絕緣輸電線的尺寸在預(yù)期輸送額定電壓252kV的氣體絕緣輸電線的標(biāo)準(zhǔn)制作范圍內(nèi)。因此采用2.2Mpa的干燥凈化壓縮空氣作為絕緣氣體的共箱式氣體絕緣輸電線輸送額定電壓相對較高的高壓電時是可行的?？捎眯?40mmx20mm，以通過更大電流。本實施例相當(dāng)于三相分箱式220kVGIL的所輸送的電量，其包括三根直徑約為400mm的外殼。三個直徑為400mm的外殼排列在一起所占用的空間比直徑為720mm的外殼大多了。相對于分箱式GIL的體積，本發(fā)明所占安裝空間縮小到分箱式GIL的30-50%。這對于地皮昂貴的大城市或地下隧道安裝來說，將大大減少工程施X費用，具有顯著經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，有廣闊的市場前景。以共箱式氣體絕緣輸電線傳送額定電壓為550kV的高壓電為例，絕緣氣體采用2.5Mpa的干燥凈化壓縮空氣。參考圖4的曲線1，2.5Mpa的1級標(biāo)準(zhǔn)干燥凈化壓縮空氣的擊穿強(qiáng)度約為48kV/mm。若要求氣體絕緣輸電線需達(dá)到額定雷電沖擊耐受電壓1550kV標(biāo)準(zhǔn)，則氣體絕緣輸電線的外殼與內(nèi)導(dǎo)體之間的距離為1550/48，約為32.3毫米。綜合考慮，電場設(shè)計的均勻性，550kV三相導(dǎo)體與外殼之間的距離以及三相導(dǎo)體的三根單相導(dǎo)體之間的最小距離約為l50-l60mm,大于32.3毫米，可滿足絕纟彖要求。該尺寸的氣體絕緣輸電線的尺寸在預(yù)期輸送額定電壓550kV的氣體絕緣輸電線的標(biāo)準(zhǔn)制作范圍內(nèi)。因此采用2.5Mpa的干燥凈化壓縮空氣作為絕緣氣體的氣體絕緣輸電線輸送額定電壓相對較高的高壓電時是可行的。雖然，三相共箱式GIL比分箱式GIL技術(shù)難度大，但設(shè)備總造價較低，因此，本發(fā)明三相共箱式GIL具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。本發(fā)明的應(yīng)用廣泛，如以下幾個方面一、目前我國在山東、浙江、廣東等地投資修建多個核電站，多采用GIL向外輸電。由于目前國內(nèi)很少廠家制造GIL，多采用ABB(美國AZZ)、西門子和法國的三相分箱式的產(chǎn)品，不但價格昂貴，而且工程投資量大。本發(fā)明三相共箱式空氣絕緣GIL可用于核電站遠(yuǎn)距離輸電。二、該產(chǎn)品可用于大城市的電網(wǎng)改造，尤其北京、上海、廣州等地。目前上海有一條252kV雙回路架空線路，""長1.5公里，在城市繁華區(qū)、大樓中間穿過，每年短路事故率很高，嚴(yán)重影響安全供電，上海電力公司計劃采用GIL代替架空線路進(jìn)行改造。我院開發(fā)設(shè)計的252kV共箱式GIL為空氣絕緣的全環(huán)保型產(chǎn)品，并在上海華東電力集團(tuán)公司金山基地生產(chǎn)，可列入首選產(chǎn)品。三、我國西南水利資源豐富，階梯電站很多，但高山峻嶺向外輸電極為困難，需要開掘山洞、隧道輸電。所以采用GIL輸電應(yīng)是首選方案，尤其共箱式GIL,體積小，一條山洞隧道就可架設(shè)多條回路，且能大容量、遠(yuǎn)距離、安全可靠送電，將會大大節(jié)約工程施工費用，具有廣闊的市場前景。四、湖南、貴州、廣西、是我國冰災(zāi)嚴(yán)重地區(qū)，每年冬季，冰災(zāi)事故頻繁，嚴(yán)重影響安全供電。2008年初的嚴(yán)重冰災(zāi)造成數(shù)百個高壓鐵塔倒塌，該地區(qū)126kV，252kV,550kV電網(wǎng)幾乎全部解裂，造成大面積長時間停電，給交通運輸、人民生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成極大危害，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)上千億元，該地區(qū)將來若用GIL構(gòu)建一個252、550kV的骨架電網(wǎng)，將會保證冬季安全供電，將給國民經(jīng)濟(jì)帶來極大的經(jīng)濟(jì)效益。同時，還具有戰(zhàn)略意義。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>權(quán)利要求1.一種共箱式氣體絕緣輸電線路，其包括外殼和設(shè)置于外殼內(nèi)的內(nèi)導(dǎo)體，所述外殼與內(nèi)導(dǎo)體之間的空間充有絕緣氣體，其特征在于，所述內(nèi)導(dǎo)體為固設(shè)于所述外殼內(nèi)的三相導(dǎo)體。2.如權(quán)利要求1所述的共箱式氣體絕緣輸電線路，其特征在于，所述三相導(dǎo)體通過若干支撐絕緣子按等邊三角形均布于所述外殼內(nèi)。3.如權(quán)利要求2所述的共箱式氣體絕緣輸電線路，其特征在于，所述每個支撐絕緣子上設(shè)有三個供三相導(dǎo)體穿越的.通孔，且所述每個支撐絕緣子外周緣上設(shè)有若干用于連接所述外殼內(nèi)壁的絕緣支撐腳。4.如權(quán)利要求3所述的共箱式氣體絕緣輸電線路，其特征在于，所述絕緣支撐腳與所述外殼內(nèi)壁通過壓縮彈簧連接。5.如權(quán)利要求2所述的共箱式氣體絕緣輸電線路，其特征在于，所述共箱式氣體絕緣輸電線路分成若干充氣單元，每個充氣單元由若干制造單元連接組成，相鄰充氣單元之間通過圓板形氣隔絕緣子隔開。6.如權(quán)利要求5所述的共箱式氣體絕緣輸電線路，其特征在于，所述制造單元是直線段單元或彎角單元，每個制造單元內(nèi)設(shè)有若干用于支撐三相導(dǎo)體的支撐絕緣子。7.如權(quán)利要求5所述的共箱式氣體絕緣輸電線路，其特征在于，所述相鄰制造單元間的三相導(dǎo)體分別通過梅花觸頭插接連接。8.如權(quán)利要求5所述的共箱式氣體絕緣輸電線路，其特征在于，所述相鄰充氣單元之間設(shè)有伸縮單元。9.如權(quán)利要求8所述的共箱式氣體絕緣輸電線路，其特征在于，所述伸縮單元由波紋管和可拆卸節(jié)連接組成。10.如權(quán)利要求1所述的共箱式氣體絕緣輸電線路，其特征在于，所述共箱式氣體絕緣輸電線路兩端裝有用于連接架空線的進(jìn)出線高壓套管。11.如權(quán)利要求1所述的共箱式氣體絕蜂輸電線路，其特征在于，所述絕緣氣體為干燥凈化壓縮空氣。12.如權(quán)利要求11所述的共箱式氣體絕緣輸電線路，其特征在于，所述干燥凈化壓縮空氣的壓力為1.5MPa2.5Mpa。13.如權(quán)利要求12所述的共箱式氣體絕緣輸電線路，其特征在于，所述干燥凈化壓縮空氣的塵埃粒度小于或等于O.lpm，油含量小于或等于0.01mg/m3，水分含量小于或等于-70攝氏度的凝露點。14.如權(quán)利要求1所述的共箱式氣體絕緣輸電線路，其特征在于，所述絕緣氣體為SF6氣體絕^彖或SF6+N2混合氣體。15.如權(quán)利要求1所述的共箱式氣體絕緣輸電線路，其特征在于，所述內(nèi)導(dǎo)體為三相鋁導(dǎo)電管母線。16.如權(quán)利要求1所述的共箱式氣體絕緣輸電線路，其特征在于，所述共箱式氣體絕緣輸電線路的輸電電壓是252-550KV。全文摘要本發(fā)明提供了一種共箱式氣體絕緣輸電線路，其包括外殼和設(shè)置于外殼內(nèi)的內(nèi)導(dǎo)體，所述外殼與內(nèi)導(dǎo)體之間的空間充有絕緣氣體，其特征在于，所述內(nèi)導(dǎo)體為固設(shè)于所述外殼內(nèi)的三相導(dǎo)體。本發(fā)明將三相導(dǎo)體安裝在一個公共的金屬管道中，大大地縮小了體積，減小工程安裝占用空間，不論是地面安裝、地下隧道或者地下沆道，可以有效減小工程投資，經(jīng)濟(jì)效益更加顯著。同時，本發(fā)明設(shè)計的三相共箱式GIL是以干燥凈化壓縮空氣為主絕緣的新產(chǎn)品，代替分箱式以SF6氣體為主絕緣的產(chǎn)品，是屬于第三代具有安全環(huán)保性的產(chǎn)品，具有廣闊的市場前景，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。文檔編號H02B13/035GK101577401SQ200910045938公開日2009年11月11日申請日期2009年1月22日優(yōu)先權(quán)日2009年1月22日發(fā)明者葉德隆,李鴻儒,鳴雷申請人:維依埃龍源電工研究院有限公司;雷鳴