一種聚合物混凝土固體絕緣輸電線路的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型提供一種聚合物混凝土固體絕緣輸電線路，所述輸電線路包括中空導(dǎo)電管和包覆在所述中空導(dǎo)電管外部的防護(hù)體，所述中空導(dǎo)電管內(nèi)充有冷卻介質(zhì)；所述輸電線路上設(shè)有熱交換站；所述熱交換站包括內(nèi)部充有耐高溫絕緣液體的集液箱體和安裝在所述集液箱體內(nèi)的金屬熱交換管；所述輸電線路貫穿所述集液箱體，并通過(guò)對(duì)接固定套管與所述集液箱體固定。本實(shí)用新型提供的輸電線路極大節(jié)約了輸電設(shè)備成本，提升了輸電容量和可靠性，可與電信線纜、輸油輸氣管道同走廊或同隧道共建，對(duì)未來(lái)能源輸送通道建設(shè)和城市基礎(chǔ)建設(shè)布局具有重大意義。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種聚合物混凝土固體絕緣輸電線路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種輸電線路，具體講涉及一種可余熱利用的低成本聚合物混凝土固體絕緣輸電線路。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電網(wǎng)“西電東送、南北互供、全國(guó)聯(lián)網(wǎng)”和“全球能源互聯(lián)網(wǎng)”戰(zhàn)略的實(shí)施，面臨輸電線路容易受到自然天氣的影響，以及跨江輸電走廊的緊張、城市電網(wǎng)發(fā)展面臨的土地資源緊張和環(huán)境協(xié)調(diào)性發(fā)展等問(wèn)題，需要發(fā)展大容量、環(huán)境影響小、遠(yuǎn)距離、高可靠、與城市環(huán)境發(fā)展相協(xié)調(diào)的輸電設(shè)備。
[0003]目前，氣體絕緣金屬封閉輸電線路GIL(gas_insulatedmetal enclosedtransmiss1n line)采用SF6或其它氣體絕緣、外殼與導(dǎo)體同軸布置的高電壓、大電流、長(zhǎng)距離電力傳輸設(shè)備，這種輸電線路具有輸電容量大、占地少、布置靈活、可靠性高、維護(hù)量小、壽命長(zhǎng)、環(huán)境影響小的顯著優(yōu)點(diǎn)。
[0004]與架空線和電力電纜相比，氣體絕緣金屬封閉輸電線路GIL優(yōu)勢(shì)包括:(I)輸送容量大，目前世界上單回500kV氣體絕緣金屬封閉輸電線路GIL的輸送容量已能達(dá)到4000MVA;與電纜相比因分布電容小，即使長(zhǎng)距離輸電也不需無(wú)功補(bǔ)償；(2)占地緊湊而且環(huán)境影響小，500kV雙回路氣體絕緣金屬封閉輸電線路GIL的走廊寬度只需3m，可采用隧道或地埋方式；(3)損耗低，其中電介質(zhì)損耗可以忽略不計(jì)，整體結(jié)構(gòu)散熱效果好；(4)低電磁場(chǎng)，因?yàn)閷?dǎo)體電流在外殼中感應(yīng)出同等反向電流，所以氣體絕緣金屬封閉輸電線路GIL外部電磁場(chǎng)可以忽略不計(jì)；(5)高安全性，即使氣體絕緣金屬封閉輸電線路GIL內(nèi)部發(fā)生絕緣故障，故障電弧會(huì)被限制在殼內(nèi)不會(huì)影響外部。
[0005]氣體絕緣金屬封閉輸電線路GIL適用于發(fā)電廠或變電站的大容量出線和聯(lián)絡(luò)線，難以推廣到建設(shè)架空線地區(qū)采用的隧道、豎井或斜井通道的輸電、輸電走廊緊張的城市中心大負(fù)荷供電、以及氣候或環(huán)境惡劣地區(qū)的輸電。氣體絕緣金屬封閉輸電線路GIL技術(shù)難以推廣的主要阻礙在于氣體絕緣金屬封閉輸電線路GIL采用SF6氣體絕緣，SF6氣體價(jià)格昂貴且對(duì)溫室效應(yīng)貢獻(xiàn)較大。因此需要提供一種新的成本低，散熱性好的輸電線路來(lái)替代氣體絕緣金屬封閉輸電線路GIL。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述不足，本實(shí)用新型提供一種新型結(jié)構(gòu)的輸電線路。
[0007]本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案是:一種聚合物混凝土固體絕緣輸電線路，所述輸電線路包括中空導(dǎo)電管和包覆在所述中空導(dǎo)電管外部的防護(hù)體，所述中空導(dǎo)電管內(nèi)充有冷卻介質(zhì);其改進(jìn)之處在于:所述輸電線路上設(shè)有熱交換站;所述熱交換站包括內(nèi)部充有耐高溫絕緣液體的集液箱體和安裝在所述集液箱體內(nèi)的金屬熱交換管;所述輸電線路貫穿所述集液箱體，并通過(guò)對(duì)接固定套管與所述集液箱體固定。
[0008]優(yōu)選的，所述金屬熱交換管包括鑲嵌在所述集液箱體側(cè)壁上的進(jìn)水口和出水口；所述進(jìn)水口和出水口分別與集液箱體外的供熱管兩端相連通;所述供熱管敷設(shè)于居民區(qū)。
[0009]優(yōu)選的，所述對(duì)接固定套管為分別固定在所述集液箱體兩側(cè)的錐形套管;所述輸電線路與所述錐形套管同軸固定;所述集液箱體內(nèi)的輸電線路段無(wú)防護(hù)體。
[0010]進(jìn)一步，所述供熱管上設(shè)有流量指示器;所述供熱管與所述金屬熱交換管的連接部位設(shè)置有溫度計(jì)和壓力表。
[0011]優(yōu)選的，所述防護(hù)體包括由內(nèi)至外依次包覆在所述導(dǎo)電管外部的導(dǎo)體屏蔽層、絕緣層、絕緣屏蔽層、阻水層和金屬外殼。
[0012]進(jìn)一步，所述導(dǎo)電管為銅管。
[0013]進(jìn)一步，所述阻水層為用銅、鋁或鉛中的任意一種材料制成的金屬護(hù)套。
[0014]進(jìn)一步，所述阻水層與所述金屬外殼之間設(shè)有半導(dǎo)電聚乙烯護(hù)套。
[0015]優(yōu)選的，所述冷卻介質(zhì)為絕緣油。
[0016]進(jìn)一步，輸電線路的高壓端和低壓端分別設(shè)有固定絕緣套管，所述輸電線路的高壓端引線和低壓端引線經(jīng)所述固定絕緣套管引出。
[0017]與最接近的現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下顯著進(jìn)步:
[0018]I)本實(shí)用新型提供的輸電線路在線路上設(shè)置了熱交換站，可對(duì)輸電線路中的導(dǎo)電管和冷卻液進(jìn)行預(yù)熱利用，節(jié)省了成本，提升了輸電線路的輸電容量和可靠性，節(jié)約了能源，有利于環(huán)境保護(hù)。
[0019]2)本實(shí)用新型提供的輸電線路可與電信線纜、輸油輸氣管道同走廊或同隧道共建，對(duì)未來(lái)能源輸送通道建設(shè)和城市基礎(chǔ)建設(shè)布局具有重大意義。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為本實(shí)用新型提供的輸電線路的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021 ]圖2為本實(shí)用新型提供的輸電線路的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]其中1-固定絕緣套管;2-絕緣層;3-金屬外殼;4-中空導(dǎo)電管;5-熱交換站;6_耐高溫絕緣液體;7-冷卻介質(zhì);8-對(duì)接固定套管;9-金屬熱交換管；10-溫度計(jì)；11-壓力表;12-供熱管；13-流量指示器;14-居民區(qū)；15-導(dǎo)體屏蔽層；16-絕緣屏蔽層；17-阻水層。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0024]為了徹底了解本實(shí)用新型實(shí)施例，將在下列的描述中提出詳細(xì)的結(jié)構(gòu)。顯然，本實(shí)用新型實(shí)施例的施行并不限定于本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟習(xí)的特殊細(xì)節(jié)。本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例詳細(xì)描述如下，然而除了這些詳細(xì)描述外，本實(shí)用新型還可以具有其他實(shí)施方式。
[0025]本實(shí)用新型提供的輸電線路的整體結(jié)構(gòu)如圖1所示:所述輸電線路包括中空導(dǎo)電管4和包覆在所述中空導(dǎo)電管4外部的防護(hù)體，所述中空導(dǎo)電管4內(nèi)充有冷卻介質(zhì)7;所述輸電線路上設(shè)有熱交換站5;所述熱交換站5用所述冷卻介質(zhì)7和所述中空導(dǎo)電管4發(fā)出的熱量加熱金屬熱交換管9中的水，并將加熱后的水輸送至居民區(qū)14供用戶(hù)使用。
[0026]所述熱交換站5包括內(nèi)部充有耐高溫絕緣液體6的集液箱體和安裝在所述集液箱體內(nèi)的金屬熱交換管9;所述金屬熱交換管9包括鑲嵌在所述集液箱體側(cè)壁上的進(jìn)水口和出水口；所述進(jìn)水口和出水口分別與集液箱體外的供熱管12兩端相連通;所述供熱管12敷設(shè)于居民區(qū)14，用于為用戶(hù)提供熱水；
[0027]所述輸電線路貫穿所述集液箱體，并通過(guò)對(duì)接固定套管8與所述集液箱體固定;所述對(duì)接固定套管8為分別固定在所述集液箱體兩側(cè)的錐形套管;所述輸電線路與所述錐形套管同軸固定;所述集液箱體內(nèi)的輸電線路段無(wú)防護(hù)體。
[0028]所述供熱管12上設(shè)有流量指示器13，用于記錄每個(gè)用戶(hù)的用水量;所述供熱管12與所述金屬熱交換管9的連接部位設(shè)置有溫度計(jì)10和壓力表11;所述溫度計(jì)10用于監(jiān)測(cè)所述供熱管12內(nèi)的水溫、所述壓力表11用于監(jiān)測(cè)所述供熱管12內(nèi)的水壓。
[0029]圖1中通過(guò)余熱利用的方式，利用輸電線路內(nèi)部導(dǎo)體發(fā)出的熱量，在熱交換站5內(nèi)部通過(guò)導(dǎo)體內(nèi)部冷卻介質(zhì)7以及導(dǎo)體與外部耐高溫絕緣液體6進(jìn)行熱交換，將熱量傳遞給耐高溫絕緣液體6，同時(shí)耐高溫絕緣液體6將金屬熱交換管9進(jìn)行加熱，金屬熱交換管9將內(nèi)部的水加熱，熱水供居民區(qū)14內(nèi)用戶(hù)使用。
[0030]如圖2所示:所述防護(hù)體包括由內(nèi)至外依次包覆在所述導(dǎo)電管外部的導(dǎo)體屏蔽層15、絕緣層2、絕緣屏蔽層16、阻水層17和金屬外殼3。
[0031]以35kV輸電線路為例，所述導(dǎo)體屏蔽層15的厚度為1.3mm-l.5mm;所述絕緣層2的厚度為6mm-7mm;所述絕緣屏蔽層16的厚度為1.3mm-1.5mm;所述阻水層17的厚度為Imm-
1.5mm;所述金屬外殼3的厚度為1.5mm-2mm。
[0032]所述中空導(dǎo)電管4為銅管；中空導(dǎo)電管4內(nèi)部通過(guò)冷卻介質(zhì)7(絕緣油)降低大電流熱量，解決絕緣層2由于熱老化影響壽命的問(wèn)題，提高運(yùn)行年限；中空導(dǎo)電管4的結(jié)構(gòu)主要是考慮電流的趨膚效應(yīng)和內(nèi)部冷卻介質(zhì)7對(duì)導(dǎo)體能夠進(jìn)行散熱，同時(shí)將熱量傳遞到熱交換站5進(jìn)行余熱收集和利用。
[0033]所述中空導(dǎo)電管4外部為導(dǎo)體屏蔽層15，所述導(dǎo)體屏蔽層15用炭黑制作，用于解決導(dǎo)體表面不均勻引起的電場(chǎng)強(qiáng)度過(guò)高問(wèn)題，并阻礙銅離子對(duì)聚合物絕緣材料老化的影響。所述絕緣層2由聚合物混凝土材料制成，具體為:聚合物分子材料和混凝土以重量比3: 7混合配比制成;所述聚合物分子材料為聚丙烯或環(huán)氧樹(shù)脂?；炷两^緣材料為主絕緣，承擔(dān)導(dǎo)電管對(duì)金屬外殼3(金屬外殼3接地)絕緣，本實(shí)用新型利用聚合物混凝土的廉價(jià)特點(diǎn)和良好的絕緣性能，降低管道輸電成本。
[0034]所述絕緣屏蔽層16用炭黑制作，用于均勻絕緣層2表面電場(chǎng)。所述阻水層17為用銅、鋁或鉛中的任意一種材料制成的金屬護(hù)套，用于阻止外部環(huán)境中水份進(jìn)入絕緣層2，避免絕緣層2受潮降低絕緣性能。
[0035]所述金屬外殼3主要為接地和鎧裝防護(hù)。
[0036]所述阻水層17與所述金屬外殼3之間設(shè)有半導(dǎo)電聚乙烯護(hù)套，用于為阻水層17和金屬外殼3提供等電位聯(lián)結(jié)。
[0037]所述輸電線路的高壓端和低壓端設(shè)有固定絕緣套管I，所述輸電線路的高壓端引線和低壓端引線經(jīng)所述固定絕緣套管引出。
[0038]輸電線路在制造廠內(nèi)開(kāi)展直線段、轉(zhuǎn)角段、斜坡段等連接模塊進(jìn)行生產(chǎn)，在現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)展連接模塊的組裝式連接，連接模塊便于運(yùn)輸和組裝，節(jié)省工期;其連接形式為采用模塊化連接模具，在現(xiàn)場(chǎng)將聚合物混凝土填料澆筑進(jìn)模具，加熱后冷卻固化成型;高壓端部出線為固體絕緣套管出線，其通過(guò)鋼芯鋁導(dǎo)線與變電站進(jìn)出線或用戶(hù)母線連接。
[0039]最后應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是:以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非對(duì)其限制，盡管參照上述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員依然可以對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行修改或者等同替換，這些未脫離本實(shí)用新型精神和范圍的任何修改或者等同替換，均在申請(qǐng)待批的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種聚合物混凝土固體絕緣輸電線路，所述輸電線路包括中空導(dǎo)電管和包覆在所述中空導(dǎo)電管外部的防護(hù)體，所述中空導(dǎo)電管內(nèi)充有冷卻介質(zhì);其特征在于:所述輸電線路上設(shè)有熱交換站;所述熱交換站包括內(nèi)部充有耐高溫絕緣液體的集液箱體和安裝在所述集液箱體內(nèi)的金屬熱交換管;所述輸電線路貫穿所述集液箱體，并通過(guò)對(duì)接固定套管與所述集液箱體固定。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸電線路，其特征在于: 所述金屬熱交換管包括鑲嵌在所述集液箱體側(cè)壁上的進(jìn)水口和出水口；所述進(jìn)水口和出水口分別與集液箱體外的供熱管兩端相連通;所述供熱管敷設(shè)于居民區(qū)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸電線路，其特征在于: 所述對(duì)接固定套管為分別固定在所述集液箱體兩側(cè)的錐形套管;所述輸電線路與所述錐形套管同軸固定;所述集液箱體內(nèi)的輸電線路段無(wú)防護(hù)體。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的輸電線路，其特征在于: 所述供熱管上設(shè)有流量指示器;所述供熱管與所述金屬熱交換管的連接部位設(shè)置有溫度計(jì)和壓力表。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸電線路，其特征在于: 所述防護(hù)體包括由內(nèi)至外依次包覆在所述導(dǎo)電管外部的導(dǎo)體屏蔽層、絕緣層、絕緣屏蔽層、阻水層和金屬外殼。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的輸電線路，其特征在于: 所述導(dǎo)電管為銅管。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的輸電線路，其特征在于: 所述阻水層為用銅、鋁或鉛中的任意一種材料制成的金屬護(hù)套。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的輸電線路，其特征在于: 所述阻水層與所述金屬外殼之間設(shè)有半導(dǎo)電聚乙烯護(hù)套。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸電線路，其特征在于: 所述冷卻介質(zhì)為絕緣油。10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任意一項(xiàng)所述的輸電線路，其特征在于: 輸電線路的高壓端和低壓端分別設(shè)有固定絕緣套管，所述輸電線路的高壓端引線和低壓端弓I線經(jīng)所述固定絕緣套管引出。
【文檔編號(hào)】H01B7/42GK205428571SQ201521013756
【公開(kāi)日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2015年12月9日
【發(fā)明人】李輝, 陳江波, 蔡勝偉, 尹晶, 郭慧浩, 邵苠峰, 何妍, 周翠娟, 陳程, 程婷, 吳雄, 孟濤, 高正平, 淩俊斌, 朱絲絲
【申請(qǐng)人】中國(guó)電力科學(xué)研究院, 國(guó)家電網(wǎng)公司, 江蘇省電力公司電力經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院