[发明专利]高压套管、冷却其导体的方法及包括这种套管的配电系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种高压套管，这种高压套管包括细长电导体，围 绕所述导体的管状绝缘体，以及用于冷却所述导体的冷却装置。

本发明还涉及冷却这种套管的导体的一种方法，以及包括这种 套管的配电系统。

高压指的是1kV以上的电压。然而，本发明的套管设计有助于 使得套管尤其适合于非常高的电压，优选的是300kV及以上的电压。

典型地，但不是必须地，本发明的套管长度相当大，其电导体 仅在彼此远离的位置由绝缘体支撑，使得导体可以自由伸展，在其 相当大的长度上未被支撑。典型地，导体仅在其端部区域，即套管 的端部区域，安装到绝缘体。在所述安装区域之间，绝缘体典型地 形成环绕导体的外壳，在绝缘体的内部周边和导体的外圆周之间限 定了填充气体的空间。

背景技术

现有技术的超高压套管包括由中空铝管形成的电导体。所述管 具有较大的横截面，以便在电流传导通过导体时减小操作过程中的 电损耗。该导体由绝缘体环绕，在绝缘体的内部周边和导体之间设 置有填充气体的空间。在套管的相对端部中，将导体安装在绝缘体 中并由绝缘体支撑。所述空间中的气体优选地是诸如SF6之类的电 绝缘惰性气体，因此所述空间优选地是气密式的。导体应该具有相 对大的外径，以便使得绝缘气体能够吸收来自导体的热，并且其目 的在于为导体提供足够高的刚性。使得导体能够处理升高的机械负 载并且仍然能够承载高压是设计上的一个挑战，这些负载诸如与例 如地震或者任何其他地震引起的现象相关出现的那些负载。

现有技术的套管非常适合于这些目的，只要待由导体传导的电 流处于中等等级，即，当前时期电力装置中对应的套管所面临的那 些等级。然而，如果电流增加，其将最可能是未来应用中的情况， 那么将沿着导体的长度方向存在许多点，在这些点处由环绕气体或 者其他环绕介质对其进行的冷却是不充足的，因此导致损耗增加。

在绝缘体内部周边和导体之间的空间中设置有固体材料的冷凝 器的套管中，已经建议通过在导体的中心通道中循环诸如水之类的 液体来冷却导体。然而，这种方案将给套管增加相当大的重量，这 些重量由这些液体所致。在某些套管中，这是完全可以接受的，但 是在其他套管中，诸如没有支撑冷凝器的那些套管中，这将无法接 受，其原因在于这将使得导体上的负载太大。因此，导体经受地震 异常检验的能力将变得较弱。

发明内容

本发明的目的在于提供一种对电高压套管的充分冷却，而未使 其导体上的负载增加过多。本发明的另一目的是提供一种套管，其 能够传导等级增加的电流而不会发生过热，并且未给该套管增加如 此之多的重量而使该套管吸收升高机械负载的能力变得不充足，这 些机械负载诸如是由地震引起的干扰所产生的负载。

本发明的目的通过最初定义的套管来实现，其特征在于，所述 冷却装置包括在所述导体长度的一小部分延伸并与所述导体热连接 的至少一个冷却元件。因此，实现了导体中更易于加热的区域的局 部冷却，而不必利用液体来填充套管的任何中间通道或者其他纵向 通道的整个长度，该液体会给导体增加相当大的、将由导体来承受 的重量。

根据优选的实施例，所述冷却元件与吸热介质热接触。这种介 质可包括气体或液体。作为将来自导体的热传导到所述介质所经由 的元件本身的替代方案，冷却元件可以仅限定出其中允许冷却介质 直接与导体材料接触的空间，借此，将热从导体直接传导到冷却介 质。

优选的是，所述导体是管状，纵向通道通过其延伸，所述冷却 元件设置在所述通道中。优选的是，该纵向通道是导体的中间通道。 通过将冷却元件设置在所述通道内，冷却元件将较小地干扰导体外 部的电场，并且也更少地遭受到该电场影响。所述通道内的冷却元 件的定位还提供了涉及到冷却元件的冷却介质/来自冷却元件的冷却 介质的任何循环方面的有利方案，这是因为这种循环可在所述通道 内实现。