用于高压气体绝缘开关装置(GIS)、母线和管线(GIL)的法兰设计制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于气体绝缘中压或高压装置的外壳(1)。第一外壳管(2)的第一端(20)与第二外壳管(3)的匹配的加工第二端(30)之间的连接部(4)具有从外壳管(2，3)的内部(6)延伸到外部(7)的气体排出路径(L)。根据本发明专利技术，气体排出路径(L1)被成形为具有第一段(L1)，该第一段沿着外壳(1)的至少部分轴向方向延伸并配备有至少一个密封环(5；5a，5b)。此外，还可以使用细长的环状卡扣支架(9)。匹配的外壳端部(20，30)的直接加工允许省略常规法兰。气体排出路径(L)的部分轴向取向允许在气体排出路径(L)中连续提供多个密封环(5；5a，5b)。5b)。5b)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于高压气体绝缘开关装置(GIS)、母线和管线(GIL)的法兰设计


[0001]本公开涉及高压和中压气体绝缘开关装置(GIS)、气体绝缘母线和气体绝缘管线(GIL)领域。公开了一种包含在气密外壳管中的紧凑型法兰设计，它提供刚性的但可移除的机械连接和气体密封，用于将加压绝缘气体包含其中。此外，本公开涉及一种包括这种法兰的气体绝缘中压或高压装置，以及一种用于包括这种紧凑型法兰的气体绝缘中压或高压装置的外壳的生产和装配方法。

技术介绍

[0002]气体绝缘开关装置和气体绝缘管线是由几个到几百个部件构成的，包括若干相互连接的母线管。每个部件都有自己的壳体，该壳体通过法兰与相邻的壳体连接。通过法兰进行的连接必须保证机械稳定性、气密性和外壳电流。因此，法兰通常通过使用分布在法兰圆周周围的几个螺钉或螺栓连接来施加高的力而彼此压紧。螺钉连接可以是螺钉螺母连接，或者螺钉可以与配合的法兰中的螺纹配合，或者可以是带有两个螺母的螺栓。螺钉和螺栓设置在法兰上对应的孔中。必须为紧固法兰两侧的螺栓或螺钉提供足够的通道。由于壳体作为压力容器，因此严格的压力容器标准和测试也适用于此，这些标准和测试对于不同的国家有所不同。
[0003]用于专门连接高压气体绝缘管线的壳体的第二种方法是将它们焊接在一起。壳体端部经过加工以允许有焊缝，并在现场焊接以形成长母线或线。
[0004]现场焊接薄铝管需要特定的圆弧焊接工艺，以在施工现场环境中实现气密和机械刚性连接。如果发生故障或维护，则不能拆卸焊接管。然而，与法兰相比，焊接连接需要较小的径向空间，提供终身密封，并通过避免单独的法兰、螺栓、垫圈和螺母来减少装配所需的零件。将中心导线同心地固定在外壳管内的绝缘垫片必须专门设计，以配合在焊接的外壳中，因为焊接连接不具有用于将垫片固定在螺栓联结法兰之间的典型间隙。
[0005]EP1058363A1，2000年12月6日首次公开，申请人为西门子股份公司(Siemens AG)，公开了一种用于气体绝缘系统的金属外壳的焊接和可释放法兰连接。两个连接法兰焊接在两个不同的外壳部分的端部。然后，法兰的垂直平面通过沿外壳圆周分布的多个轴向螺栓或螺钉固定在一起，以提供气密连接。
[0006]因此，对于外壳的组装或拆卸，必须拧紧或松开所有螺栓、螺母和垫圈。法兰孔中螺栓的布置允许径向公差，这可能导致外壳和导体不充分同心。径向公差也可能导致外壳内部出现边缘，这对电介质设计是不利的。
[0007]EP2315326A1，2011年4月27日首次公开，申请人为ABB技术股份公司(ABB Technology AG)，公开了一种用于通过采用夹具设计连接外壳法兰来连接高压气体绝缘开关装置和线路的外壳的第三种方法。压缩气体密封的压力是通过使用夹具的至少一侧的成角度斜坡来实现的，当紧固夹具时，该成角度斜坡迫使外壳朝向彼此轴向移动。与标准法兰相比，这需要更少的螺栓和更少的装配工作。然而，夹具法兰连接周围的径向空间要求与常
规螺钉或螺栓法兰一样大。因此，夹具法兰不适用于电力传输或配电系统中三相的节省空间布置。
[0008]DE3347006A1，1985年7月4日首次公开，申请人布朗
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博韦里股份公司(Brown Boveri&Cie.AG)，同样公开了一种具有外壳的中压气体绝缘开关装置，这些外壳具有通过夹紧环连接的法兰。夹紧环具有U形横截面，用于将平坦的对接法兰密封地轴向压在一起。夹紧环还可以将密封元件径向压靠到法兰的外部，从而延长法兰外部的密封路径。
[0009]在已知的设计中，法兰具有垂直于外壳轴线定向的平坦表面，并且设有在法兰之间轴向压缩的密封件。

技术实现思路

[0010]因此，本专利技术的目的是提供一种用于气体绝缘中压或高压装置的改进的外壳，该外壳非常紧凑并且易于组装和拆卸。本专利技术的其他方面涉及一种包括这种外壳的气体绝缘中压或高压装置，以及一种制造和装配这种外壳的方法。
[0011]这些目的是通过独立权利要求的主题实现的。从属权利要求和权利要求组合中给出的一些实施例提供了进一步的改进。
[0012]根据本专利技术，外壳用于气体绝缘中压或高压装置，并且包括第一外壳管和第二外壳管，两者都具有纵向轴线和径向厚度，并且在它们之间具有用于在第一外壳管的第一端和第二外壳管的第二端之间提供气密连接的连接部，所述连接部在所述第一端和所述第二端之间提供密封元件，使得气体排出路径以气密方式密封，其中，气体排出路径在第一端和第二端之间形成，并且从第一和第二外壳管的内部开始，在第一和第二外壳管的外部结束，气体排出路径具有沿着具有平行于纵向轴线的方向分量的方向延伸的第一段，并且密封元件设置在第一段中。
[0013]与已知的法兰系统相比，外壳管之间的这种连接具有各种优点。不需要单独的法兰来提供外壳管之间的气密连接，并且零件的数量大大减少。法兰设计集成在外壳管的端部。这使得它比已知的法兰更紧凑，特别是在径向尺寸上，并且更容易制造和组装气体绝缘装置的外壳。法兰设计也容易打开或移除。
[0014]外壳管的两端可以具有相同的第一形状或加工(例如，两侧都是凹的)，或者外壳管的两端可以有相反的形状或加工(即一侧是凸的，另一侧是凹的)。
[0015]当在包括外壳的中心纵向轴线z的中心长度截面中观察时，通过在外壳管的端部之间提供具有非径向的第一路径段或具有至少部分轴向路径段的气体排出路径，可以实现非常好的结果。
[0016]通过提供最短的气体排出路径，即，当从外壳管的内部到外部、在外壳管的端部之间具有非径向的第一路径段或具有至少部分轴向的路径段，气体排出路径缺少任何切向分量的，可以实现非常好的结果。
[0017]因此，这样的设计允许延长外壳管的端部之间的气体排出路径，或在径向方向上最小的气体排出路径(当在外壳的中心长度横截面中观察时)，从而在不增加集成法兰设计的径向范围的情况下提高密封性。另外，气体排出路径的部分轴向取向允许沿气体排出路径连续布置多个密封元件或密封环。
[0018]以下实施例包括根据本专利技术的保护构件的修改、改进和/或变化。
[0019]在实施例中，多个密封元件或密封环可以沿气体排出路径连续布置。在其实施例中，内密封环可以从适合于绝缘气体隔室的特征的材料和/或形状中选择，如绝缘气体的类型、气体压力、气体温度，并且外密封环可以从适合于外部环境的特征的不同材料中选择，如环境条件，其包括湿度、温度、腐蚀性物质等。此外或作为替代地，密封元件或密封环中的至少一个，例如内或中间密封元件或密封环，可以从材料和/或形状中选择，以延长小气体分子(如CO2、N2或O2气体分子)的扩散时间的。材料的示例可以是EPDM(三元乙丙橡胶ethylene propylene diene monomer rubber)、NBR(丁腈橡胶nitril butyl rubber)、FEP(全氟乙烯
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丙烯共聚物perfluorethylene propylene copolymer)、PFA(聚氟烷氧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于气体绝缘中压或高压装置的外壳(1)，包括第一外壳管(2)和第二外壳管(3)，两者都具有纵向轴线(z)和径向厚度(d)，以及在它们之间的连接部(4)，用于在所述第一外壳管(2)的第一端(20)和所述第二外壳管(3)的第二端(30)之间提供气密连接，所述连接部(4)在所述第一端(20)和所述第二端(30)之间提供密封元件(5；5a，5b)，使得气体排出路径(L)以气密方式密封，其中所述气体排出路径(L)在所述第一端(20)和所述第二端(30)之间形成，并且从所述第一和第二外壳管(2，3)的内部(6)开始，在所述第一和第二外壳管(2，3)的外部(7)结束，所述气体排出路径(L)具有沿着具有平行于所述纵向轴线(z)的方向分量方向延伸的第一段(L1)，以及所述密封元件(5；5a，5b)设置在所述第一段(L1)中。2.根据权利要求1所述的外壳(1)，其中，所述气体排出路径(L)具有沿着一个方向延伸的第二段(L2)，所述方向具有沿着所述外壳(1)的半径(x，y)的方向分量，特别是所述第二段(L2)包括从所述第一和第二外壳管(2，3)的内部(6)开始的内部第二段(L2i)以及终止于所述第一和第二外壳管(2，3)的外部(7)的外部第二段(L2o)。3.根据前述权利要求中任一项所述的外壳(1)，其中，当在包括所述纵向轴线(z)的所述外壳(1)的截面中观察时，所述气体排出路径(L)具有包含至少两个相对弯部的曲折形状，特别是S形或U形或C形。4.根据前述权利要求中任一项所述的外壳(1)，其中，所述气体排出路径(L)由径向延伸的所述内部第二段(L2i)、平行于所述纵向轴线(z)延伸的所述第一段(L1)以及径向延伸的所述外部第二段(L2o)组成。5.根据前述权利要求中任一项所述的外壳(1)，其中，所述连接部(4)在所述密封元件(5；5a，5b)上提供径向压缩力，用于密封所述气体排出路径(L)。6.根据前述权利要求中任一项所述的外壳(1)，其中，所述连接部(4)提供轴向固定力，用于将所述第一端(20)和所述第二端(30)固定在一起。7.根据前述权利要求中任一项所述的外壳(1)，其中，所述连接部(4)包括第一嵌入部(4a)和第二嵌入部(4b)，所述第一嵌入部(4a)特别通过焊接连接(14)与所述第一端(20)接合，所述第二嵌入部(4b)特别通过焊接连接(14)与所述第二端(30)接合。8.根据前述权利要求中任一项所述的外壳(1)，其中，所述第一端(20)包括第一连接面(21)，所述第二端(30)包括匹配的第二连接面(31)，并且在所述第一连接面(21)和所述第二连接面(31)之间形成所述气体排出路径(L)，特别是所述气体排出路径(L)由从所述外壳管(2，3)的所述内部(6)延伸到所述外部(7)的最短路径形成。9.根据权利要求8所述的外壳(1)，其中，所述第一连接面(21)和所述第二连接面(31)具有带有互补弯部的匹配弯曲形状，特别是所述形状选自：具有至少两个相对弯部的曲折形状，如S形；U形；C形；以及其组合。10.根据前述权利要求8至9中任一项所述的外壳(1)，其中，所述第一连接面(21)包括位于所述外壳(1)的所述内部(6)的第一突起(22)和位于所述外壳的所述外部(7)的第一凹陷(23)，所述第二连接面(31)包括位于所述外部(7)的与所述第一凹陷(23)匹配的第二突起(32)和位于所述外壳(1)的所述内部(6)的与所述第一突起(22)匹配的第二凹陷(33)，以形成所述气体排出路径(L)。
11.根据权利要求10所述的外壳(1)，其中，所述第一突起(22)在其朝向所述第二突起(32)定向的外表面(22o)上具有至少一个沿周向延伸的密封槽(50)，用于在其中布置所述密封元件(5)的至少一个密封环(5a；5b)。12.根据前述权利要求10至11中任一项所述的外壳(1)，其中，所述第一突起(22)包括沿所述气体排出路径(L)连续布置的两个或更多个密封槽(50)，用于在其中布置所述密封元件(5)的两个或更多个密封环(5a，5b)。13.根据前述权利要求中任一项所述的外壳(1)，其中，所述密封元件(5；5a，5b)包括两个或多个密封环(5a，5b)，所述密封环由相同或不同的材料制成，例如EPDM、NBR、FEP、PFA、PTFE或其他材料，和/或制成相同或不同的形状，例如O形或X形。14.根据前述权利要求8至13中任一项所述的外壳(1)，其中，所述第一连接面(21)，特别是其第一突起(22)，在其朝向所述外壳(1)的所述内部(6)定向的内表面(22i)上具有用于容纳和固定绝缘间隔件(8)的外部的间隔槽(80)，特别是用于将导体(12)固定在所述外壳(1)内的中心处的圆盘形支撑绝缘件或圆盘形分隔绝缘件或两个或三个柱式绝缘件。15.根据权利要求14所述的外壳(1)，其中，所述间隔槽(80)设有以规定的半径加工到所述第一和第二外壳管(2，3)中的圆形边缘(20a，30a)，用于在所述外壳(1)、所述绝缘气体隔室(13)与所述绝缘间隔件(8)之间的三点处以及在所述气体绝缘中压或高压装置的所述绝缘间隔件(8)中消除电介质应力。16.根据前述权利要求8至15中任一项所述的外壳(1)，其中，所述第一连接面(21)，特别是所述第一突起(22)和/或所述第一凹陷(23)，被制造或加工到所述第一外壳管(2)的所述第一端(20)中。17.根据前述权利要求8至16中任一项所述的外壳(1)，其中，所述第二连接面(31)，特别是所述第二突起(32)和/或所述第二凹陷(33)，被制造或加工到所述第二外壳管(3)的所述第二端(30)中。18.根据前述权利要求8至17中任一项所述的外壳(1)，其中，所述第一端(20)和所述第二端(30)，特别是所述第一连接面(21)和所述第二连接面(31)能滑动到彼此中，以将所述第一外壳管(2)与所述第二外壳管(3)接合，特别是气密地接合。19.用于气体绝缘中压或高压装置的外壳(1)，特别是根据前述权利要求1至18中任一项所述的外壳，所述外壳(1)包括第一外壳管(2)和第二外壳管(3)，两者都具有纵向轴线(z)和径向厚度(d)，其间具有连接部(4)以在所述第一外壳管(2)的第一端(20)和所述第二外壳管(3)的第二端(30)之间提供气密连接，其中第一连接面(21)，特别是第一突起(22)和/或第一凹陷(23)，被制作或加工到所述第一端(20)中，并且第二连接面(31)，特别是第二突起(32)和/或第二凹陷(33)，被制作或加工到所述第二端(30)中。20.根据前述权利要求8至19中任一项所述的外壳(1)，其中，在制作或加工所述第一和第二连接面(21，31)之前，所述第一端(20)具有与所述第一外壳管(2)相同的内径和外径；和/或所述第二端(20)具有与所述第二外壳管(3)相同的内径和外径；和/或所述第一端(20)和所述第二端(30)分别具有相同的内径和外径。21.根据前述权利要求中任一项所述的外壳(1)，其中，所述第一和第二外壳管(2，3)和
所述连接部(4)，特别是所述第一和第二连接面(21，31)，由金属，优选由铝制成。22.前述权利要求中任一项所述的外壳(1)，其中，所述连接部(4)包括围绕所述第一端(20)和所述第二端(30)的支架(9，9')，并且所述支架被设置用于施加轴向固定力，用于将所述第一端(20)和所述第二端(30)固定在一起。23.根据权利要求22所述的外壳(1)，其中，所述支架(9，9')具有带有轴向狭缝(9a)的部分环形形状，这允许所...

【专利技术属性】
技术研发人员：沃尔特，
申请(专利权)人：希沃杜克公司，
类型：发明
国别省市：