[實(shí)用新型]一種三相共箱GIS母線套筒裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520383513.5
• 申請日: 2015-06-05
• 公開（公告）號: CN204615329U
• 公開（公告）日: 2015-09-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾亮;郭建炎;陳麗安;夏拓
• 申請（專利權(quán)）人: 廈門理工學(xué)院
• 主分類號: H02G5/10
• 分類號: H02G5/10;H02G5/04;G01K7/02
• 代理公司: 泉州市潭思專利代理事務(wù)所(普通合伙) 35221
• 代理人: 麻艷

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及電力設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種小型化的三相共箱GIS母線套筒裝置。

背景技術(shù)

隨著國家電網(wǎng)特高壓線路的發(fā)展建設(shè)，對電力設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的要求越來越高。作為電力發(fā)電，輸電，變電的重要設(shè)備氣體絕緣組合電器（GIS），具有占地面積小，易于維護(hù)檢修，結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)行可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，但也面臨著發(fā)熱損耗難以準(zhǔn)確全面預(yù)見與監(jiān)測，電流密度過大，渦流損耗大等難題。進(jìn)而對發(fā)電廠與變電站的運(yùn)行安全造成隱患，為保障發(fā)電廠與變電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行，需要在出廠時，對GIS的套筒進(jìn)行安規(guī)檢測，但因GIS母線長期承受高電壓，在氣體重力加速度的作用下，整個套筒的溫度分布是極不均勻的，為了確保GIS的套筒表面溫度不超出安規(guī)所要求的檢測范圍，設(shè)計(jì)人員只能將GIS的套筒尺寸設(shè)計(jì)的足夠大，以滿足安規(guī)的測試要求。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種三相共箱GIS母線套筒裝置,其在滿足安規(guī)測試條件下，尺寸最小。

實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的技術(shù)方案為:

一種三相共箱GIS母線套筒裝置，包括：母線、觸頭、盆式絕緣子、套筒及充填在套筒內(nèi)的SF₆氣體，其中，母線上安裝觸頭，并和套筒經(jīng)過盆式絕緣子相連，且在套筒內(nèi)的溫升最高點(diǎn)處設(shè)有微型散熱風(fēng)扇。

優(yōu)選地，所述的觸頭為梅花觸頭。

優(yōu)選地，所述微型散熱風(fēng)扇安裝固定在所述套筒內(nèi)部的頂部。

采用該技術(shù)方案，通過在套筒內(nèi)的溫升最高點(diǎn)處設(shè)置微型散熱風(fēng)扇，可以促進(jìn)套筒內(nèi)的氣流更好地循環(huán)，套筒內(nèi)的溫度分布更均勻，避免因出現(xiàn)套筒的局部溫度過高而無法通過安規(guī)測試，而只能增大套筒尺寸來解決問題。如此，可使得套筒的尺寸更小，結(jié)構(gòu)更為合理，成本也會更低。

本實(shí)用新型還提供了確定套筒內(nèi)溫度最高點(diǎn)位置的測試方法：

利用有限元法建立GIS母線的溫度數(shù)據(jù)庫，在仿真數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上分析找出母線溫升分布最高點(diǎn)，再進(jìn)行溫升的實(shí)驗(yàn)，記錄數(shù)據(jù)，找出溫升最高分布點(diǎn)。將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，找出溫度最高點(diǎn)的位置。在溫度最高點(diǎn)處套筒內(nèi)鑲?cè)胛⑿惋L(fēng)扇，同時對套筒進(jìn)行小型化設(shè)計(jì)，進(jìn)行溫升實(shí)驗(yàn)，看是否符合國家GIS母線的最高溫度標(biāo)準(zhǔn)。

本實(shí)用新型還提供了確定套筒最佳尺寸的計(jì)算方法：

第一步，利用專業(yè)畫圖軟件按照實(shí)際母線1:1的比例建立三相母線筒原型。導(dǎo)體內(nèi)徑92mm，導(dǎo)體外徑120mm，外殼內(nèi)徑900mm，外殼外徑920mm，母線長度2000mm。

第二步，將母線筒模型導(dǎo)入到有限元分析軟件里去，在母線筒里通入SF₆氣體，套筒外設(shè)置為空氣，母線材料設(shè)置為鋁，套筒內(nèi)的散熱以SF₆氣體的對流換熱和母線的輻射散熱為主，因?yàn)槟妇€和套筒經(jīng)過盆式絕緣子相連而絕緣子都是傳熱率極低的環(huán)氧樹脂，所以導(dǎo)體傳導(dǎo)散熱設(shè)置為零；散熱參數(shù)設(shè)置：對流散熱系數(shù)為5w/m2.k，熱輻射散熱為800?w/m2，熱傳導(dǎo)散熱設(shè)置為零。

第三步，向三相共箱母線通入有效值為4000A相位角依次滯后120度的三相交流電，得出母線的三維溫度分布圖。

在工廠進(jìn)行溫度實(shí)驗(yàn)各參數(shù)設(shè)置與仿真設(shè)置一樣，利用熱電偶測量母線溫升，測量點(diǎn)按照仿真溫度分布圖測量最高點(diǎn)，最低點(diǎn)的溫度。當(dāng)溫度達(dá)到穩(wěn)定不在變化時記錄溫度數(shù)據(jù)，建立母線溫度數(shù)據(jù)庫，找出母線最高溫升點(diǎn)。

第四步，建立套筒直徑大小與溫升的函數(shù)關(guān)系。在套筒安裝微型風(fēng)扇，再對母線進(jìn)行溫升實(shí)驗(yàn)記錄最高溫度。

第五步，根據(jù)上述建立的函數(shù)關(guān)系，由加裝風(fēng)扇后實(shí)驗(yàn)得出的母線最高溫度推導(dǎo)計(jì)算出套筒的最小尺寸。

附圖說明

圖1套筒安裝微型風(fēng)扇地點(diǎn)示意圖。

圖2三相套筒小型化設(shè)計(jì)流程圖。

具體實(shí)施方式

為更進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型所采取的的技術(shù)手段和所達(dá)到的效果，下面結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對本實(shí)用新型的技術(shù)方案，進(jìn)行完整和清楚的闡述。

如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型涉及的三相共箱GIS母線套筒裝置，包括：母線、梅花觸頭、盆式絕緣子、套筒及充填在套筒內(nèi)的SF₆氣體，母線上安裝觸頭，并和套筒經(jīng)過盆式絕緣子相連，在套筒內(nèi)的溫升最高點(diǎn)處設(shè)有微型散熱風(fēng)扇。

上述母線套筒小型化包括以下步驟，如圖2所示：