一种导电杆及高压套管的制作方法

1.本发明涉及高压输电技术领域，尤其涉及一种导电杆及高压套管。


背景技术：

2.随着我国特高压输电技术的不断发展，输电容量的需求不断增大，高压输电设备的电压电流等级要求也不断提高。因此，高压输电设备需要承受着高电压、大电流以及强机械负荷的叠加作用，其内部存在很高的电、热以及机械应力。过高的电应力以及热损耗，严重制约了高压输电设备在高压工程的应用。
3.高压套管作为高压电力行业中常用的重要设备，其包括绝缘套和位于绝缘套内部的导电杆。由于绝缘套内部的导电杆需要承受较大的电流，绝缘套内部的散热问题尤为突出。大部分高压套管绝缘失效是因为绝缘套内部温度过高而导致其绝缘材料热膨胀引起的。绝缘套内部温度过高的根本原因是导电杆在传导电流的过程中产生热量，且其产生的热量无法有效的散出，从而导致热量在绝缘套内部堆积。为了解决这一问题，目前采用的方法是增大导电杆的截面积，增大导电杆的直径和厚度，以减少导电杆的电阻，降低导电杆的发热量。但是，由于导电杆体积的增大，使得高压套管整体的体积也会因此而增大，重量也会随之增大。同时，外部的绝缘套因为重量的增大，需要承受的载荷也会增大，影响其抗震效果。


技术实现要素：

4.本发明提供一种导电杆及高压套管，在不增大导电杆直径和厚度的前提下，对导电杆进行高效的散热和冷却。
5.为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
6.一方面，本发明实施例提供了一种导电杆，导电杆的第一端设有进水口和出水口，导电杆上设有进水通道和出水通道；进水通道的第一端与进水口连通，出水通道的第一端与出水口连通。进水通道的第二端与出水通道的第二端延伸至导电杆的第二端的内侧并相互连通；进水通道和出水通道均位于导电杆的轴线与导电杆的周壁之间。
7.本发明实施例提供的导电杆，在其内部设有进水通道和出水通道，在导电杆的第二端的内侧，进水通道的第二端与出水通道的第二端相互连通；在导电杆的第一端，进水通道和进水口连通，出水通道和出水口连通。这样，导电杆的内部形成了具有一定流向的水流通道，使得冷却水能够在导电杆的内部进行流动。通过流动的冷却水将导电杆产生的热量带出，可以确保导电杆的温度保持在一个合理的范围内。同时，因为进水通道和出水通道位于导电杆的轴线和导电杆的周壁之间，冷却水能够更好的与导电杆中心产生的热量和导电杆的周壁产生的热量进行换热，提高换热效果。因此，本发明实施例提供的导电杆，能够在不增大导电杆的直径和体积的前提下，利用导电杆内部的进水通道和出水通道，对导电杆进行高效的散热和冷却，进而可以降低高压套管的制造成本及其自身的重量，从而减小绝缘套承受的载荷，提高高压套管的抗震能力。
8.在一些实施例中，进水通道和出水通道的延伸方向与导电杆的轴线方向平行。
9.进一步地，出水通道可以为多个。
10.进一步地，以导电杆的轴线为中心，多个出水通道环形阵列分布于导电杆的轴线与导电杆的周壁之间。
11.进一步地，导电杆的第二端的内侧设有第一空腔，进水通道的第二端和出水通道的第二端通过第一空腔连通。
12.进一步地，导电杆的第一端的内侧设有第二空腔，第二空腔与出水通道的第一端连通，且第二空腔与出水口连通。
13.进一步地，进水口和出水口均位于导电杆的第一端的端面上。
14.进一步地，进水口位于导电杆的轴线的上方，出水口位于导电杆的轴线的下方。
15.进一步地，导电杆由铝或铝合金材料制成。
16.另一方面，本发明实施例提供了一种高压套管，包括绝缘套和上一方面中的导电杆，导电杆位于绝缘套内部。
17.本发明实施例提供的高压套管，因为包括第一方面提供的导电杆，能够利用导电杆内部的进水通道和出水通道进行散热和冷却，不需要增大导电杆的直径和体积。因此，高压套管整体的体积也不必增大，进而可以降低高压套管整体的重量，既能节约成本，也能提高抗震性能。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本发明实施例提供的导电杆的结构示意图；
20.图2为图1中a-a处的剖视图；
21.图3为图1中b-b处的剖视图；
22.图4为图1中c-c处的剖视图。
23.附图标记：
24.1-导电杆；11-进水口；12-出水口；21-进水通道；22-出水通道；31-第一空腔；32-第二空腔；4-端部封头。
具体实施方式
25.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
26.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连
通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
27.在本发明的描述中，“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
28.本发明提供了一种高压套管，可以用于电力设备进出线和高压电路的对地绝缘，例如，该高压套管可以连接换流变压器或者对墙体两侧的设备提供绝缘和支撑支持。
29.以连接换流变压器的高压套管为例，本技术实施例提供的高压套管包括绝缘套和内部的导电杆，在导电杆和绝缘套之间，浇注环氧树脂。整个高压套管的载荷由绝缘套承受，导电杆负责传导电流。
30.本技术实施例提供的高压套管，其内部的导电杆具有良好的散热性能，能够在不增大导电杆的直径和体积的前提下，实现导电杆的高效散热。因此，高压套管整体的体积和重量也可以相对减小，减少绝缘套承受的载荷，提高抗震性能，同时能够减少高压套管的成本。
31.接下来，对上述高压套管中所包含的导电杆做进一步的介绍。
32.如图1所示，本技术实施例提供的导电杆1的第一端设有进水口11和出水口12；导电杆1的内部设有进水通道21和出水通道22；进水通道21的第一端与进水口11连通，出水通道22的第一端与出水口12连通，进水通道21的第二端和出水通道22的第二端延伸至导电杆1的第二端的内侧并相互连通；进水通道21和出水通道22均位于导电杆1的轴线与导电杆1的周壁之间。
33.因为导电杆1的内部设有进水通道21和出水通道22，并且在导电杆1的第二端的内侧，进水通道21的第二端和出水通道22的第二端相互连通；在导电杆1的第一端，进水通道21和进水口11连通，出水通道22和出水口12连通。这样，导电杆1的内部形成了具有一定流向的水流通道，使得冷却水能够在导电杆1的内部进行流动。通过循环流动的冷却水将导电杆1产生的热量带出，可以确保导电杆1的温度保持在一个合理的范围内。同时，因为进水通道21和出水通道22位于导电杆1的轴线和导电杆1的周壁之间，冷却水能够更好的与导电杆1中心产生的热量和导电杆1的周壁产生的热量进行换热，提高换热效果。因此，本发明实施例提供的导电杆1，能够在不增大导电杆1的直径和体积的前提下，利用导电杆1内部的进水通道21和出水通道22，对导电杆1进行高效的散热和冷却，进而可以降低高压套管的制造成本及其自身的重量，从而减少绝缘套的载荷，提高高压套管的抗震能力。
34.此外，现有的导电杆1一般采用纯铜的材料制成，其散热性能和导电性能较好，但是其重量较大，制作成本较高。而本发明实施例提供的导电杆1，由于其内部具有水流通道，具有良好的散热效果。因此可以选择导电性能良好的轻金属制作，例如铝或者铝合金等。这样，可以进一步地减轻重量，进而减少套管承受的载荷。同时因为其内部具有的水流通道，也可以保持导电杆1的良好的散热和冷却。在这里，导电杆1由铝合金材料制成。在一些实施例中，出水通道22的数量为多个，如图1所示为一种具有多个出水通道22的导电杆结构，通过设置多个出水通道22，可以增大冷却水与导电杆1的接触面积，使得冷却水能够与导电杆1进行充分的换热，尽可能多的将导电杆1产生的热量通过出水通道22内的冷却水带出，从而使得导电杆1得到充分的冷却。
35.需要说明的是，也可以设置单个出水通道22。如果导电杆1所产生的热量不多，或
者是单个出水通道22已经可以使得导电杆1的温度保持在一个相对安全的范围内，不会出现绝缘失效，影响工程正常运行的问题。则可以考虑设置单个出水通道22，冷却效果较多个出水通道22来说虽有不足，但是可以简化导电杆1的制作过程。在这里，为了获得更好的冷却效果，选择图1所示，具有多个出水通道22的方案。当然，也可以设置一个环形的出水通道，同样能够达到较好的冷却效果。
36.可选的，如图1所示，进水通道21和出水通道22的延伸方向与导电杆1的轴线方向平行。基于此，由于延伸方向一致，当具有多个出水通道22时，可以保证多个出水通道22不会相互影响。
37.在具有多个出水通道22的方案的基础上，多个出水通道22的位置设置也有多种情况。如图1和图2所示的方案，以导电杆1的轴线为中心，多个出水通道22环形阵列分布于导电杆1的轴线和导电杆1的周壁之间。这样，由于导电杆1周壁的各个位置都有对应的出水通道22，冷却水在导电杆1内流动的时候，能够均匀的对导电杆1的各个位置进行散热冷却，散热相对均匀。当然，也可以选择非均匀的设置，或者选择多层设置的方式，设置多层的出水通道22。
38.此外，进水通道21和出水通道22的大小可根据实际情况进行设置，不同尺寸的导电杆1可以对应的设置不同尺寸的进水通道21和出水通道22，在此不做进一步地限定。从图2可以看到，本发明提供了一种进水通道21大于出水通道22的导电杆1。
39.进一步地，在图1所示，在导电杆1的第二端的内侧设有第一空腔31，对照图3所示，可以看到，进水通道21的第二端和出水通道22的第二端通过第一空腔31进行连通。
40.为了方便将进水通道21的第二端和出水通道22的第二端进行连通，在导电杆1的第二端的内侧设有第一空腔31，使得进水通道21内的冷却水从其第二端进入第一空腔31中，然后再经过第一空腔31进入到出水通道22，最后从出水口12流出。同时，因为第一空腔31位于导电杆1的第二端的内侧，容易进行制作，方便导电杆1的加工。当然，也可以选择直接不设置第一空腔31，直接将进水通道21的第二端和出水通道22的第二端连通，例如通过在进水通道21的第二端的通道壁和出水通道22第二端的通道壁上设置通孔。在此处，为了方便进行制作，选择设置有第一空腔31的方案。
41.同样的，如图1和图4所示，在导电杆1的第一端的内侧设有第二空腔32。从图4可以看到，第二空腔32与出水通道22连通，从图1可以看到，第二空腔32与出水口12连通。出水通道32的冷却水先进入到第二空腔32中，然后经过出水口12流出。当然，也可以不设置第二空腔32，不过，在具有多个出水通道22的情况下，如果不设置第二空腔32，则多个出水通道22需要分别与一个出水口12连通，需要设置多个出水口12。对应的，多个出水口12需要有对应连接的水管，会使得水管不方便布局。此时，通过第二空腔32，可以将多个出水通道22的水汇流到第二空腔32内，然后通过出水口12流出。可以看到，通过第二空腔32对多个出水通道22的汇流，可以使得多个出水通道22的水从一个出水口12流出，简化了与出水口12连接的水管的布局。
42.此外，需要说明的是，上述第一空腔31和第二空腔32的具体形状不做进一步地限定，可以根据进水通道21和出水通道22的设置方式进行设置，只需要能够起到分流以及汇流的作用即可。
43.在一些实施例中，如图1所示，进水口11和出水口12均位于导电杆1的第一端的端
面上。可以将进水口11和出水口12设置在导电杆1的第一端的端面上，由于端面较为平整，制作过程中方便打孔形成开口。当然，在靠近导电杆1的第一端的位置处，进水口11或者出水口12中的一个也可以垂直于导电杆1的周壁设置。这样，进水口11的进水方向和出水口12的出水方向会有所不同。具体的，可根据实际需求确定进水口11和出水口12的位置。在这里选择图1所示的方案。此外，上述进水口11和出水口12之间可以进行替换，即出水口12可以连接一个进水的水管，进水口11连接一个出水的水管。这样的话，冷却水在导电杆1内部的流向会和原本的流向相反，但是其散热和冷却的效果并不存在太大的差别。在本实施例中，方便说明，进水口11就是用于进水，出水口12用于出水。
44.可选的，如图4所示，进水口11位于导电杆1的轴线的上方，出水口12位于导电杆1的轴线的下方。由上述内容可知，在实际应用过程中，进水口11和出水口12需要连接有对应的用于进水的水管和用于出水的水管，将进水口11和出水口12分别设置在导电杆1的轴线的上方和下方，方便进行管路的连接和布局，当两者相距较近的时候，则容易出现空间拥挤的问题，不方便进行布局。
45.需要说明的是，在本发明实施例中，导电杆1可以利用挤压工艺一体成型。通过挤压工艺一体成型，可以减少制作流程，提高制作的效率。当然，也可以通过组装方式得到本发明实施例中的导电杆1，如图1所示，在导电杆1的第二端处设有端部封头4，可以先制作导电杆1内部的进水通道21和出水通道22，之后再通过焊接的方式将端部封头4固定到导电杆1的第二端处。通过组装形成导电杆1的方法可以简化模具的制作过程。
46.以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。