一種超/特高壓干式套管中心載流導(dǎo)體的散熱結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于超/特高壓交、直流輸電設(shè)備的電氣絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化設(shè)計(jì)領(lǐng)域，具體涉及一種超/特高壓干式套管中心載流導(dǎo)體的散熱結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]超/特高壓干式套管在長期運(yùn)行中承受著全電壓、全電流以及強(qiáng)機(jī)械負(fù)荷的作用，內(nèi)部存在很高的電、熱及機(jī)械應(yīng)力。超/特高壓干式套管的電、熱性能相互影響，實(shí)際運(yùn)行中所發(fā)生的套管電氣絕緣失效與其熱性能有直接聯(lián)系。超/特高壓干式套管運(yùn)行電壓等級(jí)高，電能傳輸功率大，套管中心載流導(dǎo)體的載流量大、發(fā)熱量高，套管內(nèi)部均熱問題突出，實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明大部分干式套管的絕緣失效是由套管內(nèi)部溫度過高而導(dǎo)致其絕緣材料發(fā)生熱膨脹所引起。目前，針對(duì)超/特高壓干式套管中心載流導(dǎo)體散熱結(jié)構(gòu)的研究不多，本專利所提出的散熱結(jié)構(gòu)尚未見有公開報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種超/特高壓干式套管中心載流導(dǎo)體的散熱結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)套管內(nèi)部的有效散熱，顯著降低套管中心載流導(dǎo)體、芯子、護(hù)套等的溫度分布，提高超/特高壓干式套管的運(yùn)行可靠性。
[0004]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:
[0005]包括襯管以及導(dǎo)熱液體，所述襯管采用管狀結(jié)構(gòu)，襯管沿平行所述載流導(dǎo)體方向設(shè)置在所述載流導(dǎo)體的外部，所述載流導(dǎo)體與襯管之間通過空氣隔開，所述載流導(dǎo)體的內(nèi)部設(shè)置有若干個(gè)傳熱導(dǎo)體，傳熱導(dǎo)體沿平行所述載流導(dǎo)體方向排列布置，導(dǎo)熱液體充滿在所述載流導(dǎo)體與傳熱導(dǎo)體之間。
[0006]所述載流導(dǎo)體的截面以及襯管的截面為圓環(huán)，襯管截面的圓環(huán)中心與載流導(dǎo)體截面的圓環(huán)中心重合。
[0007]所述載流導(dǎo)體與襯管之間空氣間隙在2mm至1mm之間。
[0008]所述襯管不參與載流或參與載流，襯管與所述載流導(dǎo)體等電位。
[0009]根據(jù)所述套管的電壓等級(jí)和運(yùn)行條件確定傳熱導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)、數(shù)量及排列方式。
[0010]所述傳熱導(dǎo)體截面為圓型，傳熱導(dǎo)體包括實(shí)心和空心兩種結(jié)構(gòu)。
[0011]所述傳熱導(dǎo)體數(shù)量為I至5個(gè)。
[0012]所述傳熱導(dǎo)體不參與載流或參與載流，傳熱導(dǎo)體與所述載流導(dǎo)體等電位。
[0013]所述導(dǎo)熱液體通過設(shè)置在所述載流導(dǎo)體端部的連接金具封閉。
[0014]所述導(dǎo)熱液體采用流動(dòng)性好、傳熱系數(shù)高且不導(dǎo)電的液體。
[0015]本發(fā)明所述超/特高壓干式套管中心載流導(dǎo)體的散熱結(jié)構(gòu)中，襯管布置在套管中心載流導(dǎo)體的外部，通過空氣與載流導(dǎo)體隔開，起隔熱作用；傳熱導(dǎo)體與導(dǎo)熱液體共同作為散熱媒介，配置在套管中心載流導(dǎo)體的內(nèi)部，通過溫度場的仿真分析與試驗(yàn)驗(yàn)證，可以證明本發(fā)明的所述散熱結(jié)構(gòu)合理，實(shí)現(xiàn)了套管內(nèi)部溫度分布的均勻化，顯著降低和改善了套管中心載流導(dǎo)體、襯管、芯子、護(hù)套等的溫度分布，提高了超高壓干式套管以及特高壓干式套管長期運(yùn)行的可靠性，對(duì)提高超/特高壓干式套管的穩(wěn)定性和可靠性具有重要意義。
[0016]進(jìn)一步的，本發(fā)明所述散熱結(jié)構(gòu)中，傳熱導(dǎo)體可以根據(jù)套管電壓等級(jí)、運(yùn)行條件調(diào)整結(jié)構(gòu)、數(shù)量及排列方式，適用范圍廣泛。
【附圖說明】
[0017]圖1為干式套管整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為本發(fā)明中干式套管中心載流導(dǎo)體散熱結(jié)構(gòu)的示意圖之一；
[0019]圖3為本發(fā)明中干式套管中心載流導(dǎo)體散熱結(jié)構(gòu)的示意圖之二 ；
[0020]圖中，I為護(hù)套；2為載流導(dǎo)體；3為芯子；4為連接金具；5為均壓環(huán)；6為均壓球；7為蓋板；8為傳熱導(dǎo)體；9為導(dǎo)熱液體；10為襯管；11為空氣。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)描述。
[0022]如圖1所示，超/特高壓干式套管主要由護(hù)套1、載流導(dǎo)體2、芯子3、連接金具4、均壓環(huán)5、均壓球6以及蓋板7等構(gòu)成。其中，載流導(dǎo)體2位于所述干式套管的中心，載流導(dǎo)體2外側(cè)為芯子3，芯子3外側(cè)為護(hù)套1，載流導(dǎo)體2伸出蓋板7與套管端部的連接金具4相連，均壓環(huán)5通過支架與所述連接金具4相連，均壓球6安裝在套管尾部，與載流導(dǎo)體2相連。
[0023]如圖2、圖3所示，超/特高壓干式套管中心載流導(dǎo)體的散熱結(jié)構(gòu)包括襯管10、傳熱導(dǎo)體8以及導(dǎo)熱液體9。襯管10為空心管狀結(jié)構(gòu)，與載流導(dǎo)體2等電位，位于載流導(dǎo)體2的外部，沿平行于載流導(dǎo)體2的方向布置，襯管截面的圓心與載流導(dǎo)體截面的圓心重合，襯管10與載流導(dǎo)體2之間通過空氣11隔開，空氣間隙在2mm至1mm之間，起隔熱作用(通過空氣間隙可有效隔離載流導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量，降低與襯管直接接觸的芯子3的溫度分布)；載流導(dǎo)體2為空心管狀，載流導(dǎo)體2的內(nèi)部設(shè)置傳熱導(dǎo)體8，傳熱導(dǎo)體8作為散熱通道，沿平行于載流導(dǎo)體2的方向布置，其截面為圓型，與載流導(dǎo)體2等電位，包括實(shí)心和空心兩種結(jié)構(gòu)；導(dǎo)熱液體9布置在載流導(dǎo)體2與其內(nèi)部傳熱導(dǎo)體8之間，載流導(dǎo)體2與傳熱導(dǎo)體8之間充滿導(dǎo)熱液體9，利用連接金具4將導(dǎo)熱液體9封閉在載流導(dǎo)體2內(nèi)，導(dǎo)熱液體9采用流動(dòng)性好、傳熱系數(shù)高且不導(dǎo)電的液體，利用導(dǎo)熱液體9將載流導(dǎo)體2所產(chǎn)生的熱量傳遞至傳熱導(dǎo)體8，且使載流導(dǎo)體2中心與兩端溫度均勻，降低載流導(dǎo)體2的溫度分布，傳熱導(dǎo)體8則將導(dǎo)熱液體9傳遞而來的熱量經(jīng)連接金具4傳遞至套管外界的空氣中，實(shí)現(xiàn)降低載流導(dǎo)體和襯管溫度的功效。
[0024]實(shí)際應(yīng)用中，可根據(jù)套管的電壓等級(jí)和運(yùn)行條件，確定傳熱導(dǎo)體8的結(jié)構(gòu)、數(shù)量及排列方式。傳熱導(dǎo)體8采用空心結(jié)構(gòu)，則成本低，質(zhì)量輕，安裝方便，但是散熱效果劣于實(shí)心結(jié)構(gòu)。傳熱導(dǎo)體8通?？稍贗至5個(gè)中選擇確定(圖2中為4個(gè))。傳熱導(dǎo)體8的排列方式取決于載流導(dǎo)體2的內(nèi)直徑，傳熱導(dǎo)體8的直徑和數(shù)量(圖2中為矩形排列)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種超/特高壓干式套管中心載流導(dǎo)體的散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括襯管(10)以及導(dǎo)熱液體(9)，所述襯管(10)采用管狀結(jié)構(gòu)，襯管(10)沿平行所述載流導(dǎo)體(2)方向設(shè)置在所述載流導(dǎo)體⑵的外部，所述載流導(dǎo)體⑵與襯管(10)之間通過空氣(11)隔開，所述載流導(dǎo)體(2)的內(nèi)部設(shè)置有若干個(gè)傳熱導(dǎo)體(8)，傳熱導(dǎo)體(8)沿平行所述載流導(dǎo)體(2)方向排列布置，導(dǎo)熱液體(9)充滿在所述載流導(dǎo)體(2)與傳熱導(dǎo)體(8)之間。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種超/特高壓干式套管中心載流導(dǎo)體的散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述載流導(dǎo)體(2)的截面以及襯管(10)的截面為圓環(huán)，襯管截面的圓環(huán)中心與載流導(dǎo)體截面的圓環(huán)中心重合。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種超/特高壓干式套管中心載流導(dǎo)體的散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述載流導(dǎo)體⑵與襯管(10)之間空氣間隙在2mm至1mm之間。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種超/特高壓干式套管中心載流導(dǎo)體的散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述襯管(10)不參與載流或參與載流，襯管(10)與所述載流導(dǎo)體(2)等電位。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種超/特高壓干式套管中心載流導(dǎo)體的散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于:根據(jù)所述套管的電壓等級(jí)和運(yùn)行條件確定傳熱導(dǎo)體(8)的結(jié)構(gòu)、數(shù)量及排列方式。6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述一種超/特高壓干式套管中心載流導(dǎo)體的散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述傳熱導(dǎo)體(8)截面為圓型，傳熱導(dǎo)體(8)包括實(shí)心和空心兩種結(jié)構(gòu)。7.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述一種超/特高壓干式套管中心載流導(dǎo)體的散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述傳熱導(dǎo)體(8)數(shù)量為I至5個(gè)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種超/特高壓干式套管中心載流導(dǎo)體的散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述傳熱導(dǎo)體(8)不參與載流或參與載流，傳熱導(dǎo)體(8)與所述載流導(dǎo)體(10)等電位。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種超/特高壓干式套管中心載流導(dǎo)體的散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述導(dǎo)熱液體(9)通過設(shè)置在載流導(dǎo)體(2)端部的連接金具(4)封閉。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種超/特高壓干式套管中心載流導(dǎo)體的散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述導(dǎo)熱液體(9)采用流動(dòng)性好、傳熱系數(shù)高且不導(dǎo)電的液體。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種超/特高壓干式套管中心載流導(dǎo)體的散熱結(jié)構(gòu)，包括空心管狀的載流導(dǎo)體、襯管以及傳熱導(dǎo)體和導(dǎo)熱液體。襯管采用空心管狀結(jié)構(gòu)，沿平行載流導(dǎo)體方向布置在載流導(dǎo)體外部，襯管截面的圓心與載流導(dǎo)體截面的圓心重合，襯管與載流導(dǎo)體之間通過空氣隔開。傳熱導(dǎo)體沿平行載流導(dǎo)體方向布置在載流導(dǎo)體的內(nèi)部，根據(jù)套管的電壓等級(jí)和運(yùn)行條件，確定傳熱導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)、數(shù)量及排列方式；導(dǎo)熱液體布置在載流導(dǎo)體與其內(nèi)部傳熱導(dǎo)體之間，將載流導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量傳遞至傳熱導(dǎo)體。該散熱結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)超/特高壓干式套管內(nèi)部溫度分布的均勻化，顯著降低套管中心載流導(dǎo)體、芯子、護(hù)套等的溫度分布，提高超/特高壓干式套管長期運(yùn)行的可靠性。
【IPC分類】H01B9/00, H01B7/42, H02G3/03
【公開號(hào)】CN105048369
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510508625
【發(fā)明人】彭宗仁, 王青于, 楊熙
【申請(qǐng)人】西安交通大學(xué)
【公開日】2015年11月11日
【申請(qǐng)日】2015年8月18日