本实用新型专利技术涉及一种三相共箱GIS母线套筒装置，包括：母线，套筒，梅花触头，SF6气体，以及盆式绝缘子，其特征在于，在套筒内的温升最高点处设有微型散热风扇。采用该技术方案，通过在套筒内的温升最高点处设置微型散热风扇，可以促进套筒内的气流更好地循环，套筒内的温度分布更均匀。如此，可使得套筒的设计尺寸最小，结构更为合理，成本也会更低。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及电力设备
，尤其涉及一种小型化的三相共箱GIS母线套 筒装置。
技术介绍
随着国家电网特高压线路的发展建设，对电力设备稳定运行的要求越来越高。作 为电力发电，输电，变电的重要设备气体绝缘组合电器（GIS)，具有占地面积小，易于维护检 修，结构紧凑，运行可靠性高等优点，但也面临着发热损耗难以准确全面预见与监测，电流 密度过大，涡流损耗大等难题。进而对发电厂与变电站的运行安全造成隐患，为保障发电 厂与变电站的安全稳定运行，需要在出厂时，对GIS的套筒进行安规检测，但因GIS母线长 期承受高电压，在气体重力加速度的作用下，整个套筒的温度分布是极不均匀的，为了确保 GIS的套筒表面温度不超出安规所要求的检测范围，设计人员只能将GIS的套筒尺寸设计 的足够大，以满足安规的测试要求。
技术实现思路
本技术的主要目的在于提供一种三相共箱GIS母线套筒装置，其在满足安规 测试条件下，尺寸最小。 实现本技术目的的技术方案为： -种三相共箱GIS母线套筒装置，包括：母线、触头、盆式绝缘子、套筒及充填在套 筒内的SF6气体，其中，母线上安装触头，并和套筒经过盆式绝缘子相连，且在套筒内的温升 最高点处设有微型散热风扇。 优选地，所述的触头为梅花触头。 优选地，所述微型散热风扇安装固定在所述套筒内部的顶部。 采用该技术方案，通过在套筒内的温升最高点处设置微型散热风扇，可以促进套 筒内的气流更好地循环，套筒内的温度分布更均匀，避免因出现套筒的局部温度过高而无 法通过安规测试，而只能增大套筒尺寸来解决问题。如此，可使得套筒的尺寸更小，结构更 为合理，成本也会更低。 本技术还提供了确定套筒内温度最高点位置的测试方法： 利用有限元法建立GIS母线的温度数据库，在仿真数据库的基础上分析找出母线 温升分布最高点，再进行温升的实验，记录数据，找出温升最高分布点。将实验数据和仿真 数据进行比较，找出温度最高点的位置。在温度最高点处套筒内镶入微型风扇，同时对套筒 进行小型化设计，进行温升实验，看是否符合国家GIS母线的最高温度标准。 本技术还提供了确定套筒最佳尺寸的计算方法： 第一步，利用专业画图软件按照实际母线1:1的比例建立三相母线筒原型。导体 内径92mm，导体外径120mm，外壳内径900mm，外壳外径920mm，母线长度2000mm。 第二步，将母线筒模型导入到有限元分析软件里去，在母线筒里通入sf6气体，套 筒外设置为空气，母线材料设置为铝，套筒内的散热以3匕气体的对流换热和母线的辐射 散热为主，因为母线和套筒经过盆式绝缘子相连而绝缘子都是传热率极低的环氧树脂，所 以导体传导散热设置为零；散热参数设置：对流散热系数为5w/m2. k，热辐射散热为800 w/ m2,热传导散热设置为零。 第三步，向三相共箱母线通入有效值为4000A相位角依次滞后120度的三相交流 电，得出母线的三维温度分布图。 在工厂进行温度实验各参数设置与仿真设置一样，利用热电偶测量母线温升，测 量点按照仿真温度分布图测量最高点，最低点的温度。当温度达到稳定不在变化时记录温 度数据，建立母线温度数据库，找出母线最高温升点。 第四步，建立套筒直径大小与温升的函数关系。在套筒安装微型风扇，再对母线进 行温升实验记录最高温度。 第五步，根据上述建立的函数关系，由加装风扇后实验得出的母线最高温度推导 计算出套筒的最小尺寸。【附图说明】 图1套筒安装微型风扇地点示意图。 图2三相套筒小型化设计流程图。【具体实施方式】 为更进一步阐述本技术所采取的的技术手段和所达到的效果，下面结合附图 及较佳实施例，对本技术的技术方案，进行完整和清楚的阐述。 如图1和图2所示，本技术涉及的三相共箱GIS母线套筒装置，包括：母线、梅 花触头、盆式绝缘子、套筒及充填在套筒内的SF 6气体，母线上安装触头，并和套筒经过盆式 绝缘子相连，在套筒内的温升最高点处设有微型散热风扇。 上述母线套筒小型化包括以下步骤，如图2所示： S001由于母线不同位置母线发热的最热点位置不同，通过有限元数值计算，计算 母线温度场分布，根据母线温度场分布确定母线温升最高点。仿真建立的模型与实际母线 按照1:1建造。参数设置也与实际母线运行环境相同，具体参数设置如表1所示。 表1三相共箱GIS母线参数属性 S002获取整个GIS母线最高温升，包括导电杆，梅花触头，套筒，盆式绝缘子的最 高温升；作为其中的一个实施例，进行母线温升实验，对母线通有效值4000A，相位角依次 滞后120度三相交流电流，每隔一个小时记录仿真温升最高点的温度，至每一个点的温升 不再变化为止，建立温度数据库。 S003对比仿真计算和实验记录的温升分布，找出整个GIS母线最高温升点Tmax， 建立母线最高温升Tmax与母线外壳半径Rc，导电杆半径。R1，通电电流大小I，以及环境温 度T的关系建立Tmax=F (Rc，R1，I，T)之间的函数关系。 S004在母线温升最高点即套筒圆顶处，镶入微型风扇后进行温升实验。至达到最 高温升即整个GIS母线温升不再变化，记录最高温升Tma^GIS母线散热除了固体的辐射散 热外主要是通过流体对流散热为主，母线通过电阻损耗发热将热量经过对流换热传给SF 6， SF6在经过对流换热将热量传给套筒，套筒经过对流换热将热量传给空气。 S005根据母线的最高温升，由上式反推导出套筒在符合国标温升的情况下的最小 尺寸。 作为一个优选的实施例，图1展示了母线套筒内镶入微型风扇的位置图。A为A 相母线，B为B相母线，C为C相母线，1为母线内径，2为母线外径，3为套筒内径，4为套筒 外径。由实验和仿真结果可知5为微型风扇安装处(镶入套筒内）。当母线温度最高点确定 时，环境温度一定时，母线半径，套筒半径，以及通电电流已知的情况下，可将计算结果进行 曲线拟合，得出母线最高温度与套筒的函数关系，对安装风扇后的母线进行温升实验，由最 高温度反推套筒的最小尺寸。在满足最高温度符合国标之外，还具有为企业节省材料，减轻 母线自身重量等优点。 以上仅为本技术的较佳实施例，任何基于本技术创新思想所做的演进与 非实质性变换均视为落入本技术的保护范围。【主权项】1. 一种三相共箱GIS母线套筒装置，包括：母线、触头、盆式绝缘子、套筒及充填在套筒 内的SF 6气体，母线上安装触头，并和套筒经过盆式绝缘子相连，其特征在于，在套筒内的温 升最高点处设有微型散热风扇。2. 如权利要求1所述的一种三相共箱GIS母线套筒装置，其特征在于，所述的触头为梅 花触头。3. 如权利要求1所述的一种三相共箱GIS母线套筒装置，其特征在于，所述微型散热风 扇安装固定在所述套筒内部的顶部。【专利摘要】本技术涉及一种三相共箱GIS母线套筒装置，包括：母线，套筒，梅花触头，SF6气体，以及盆式绝缘子，其特征在于，在套筒内的温升最高点处设有微型散热风扇。采用该技术方案，通过在套筒内的温升最高点处设置微型散热风扇，可以促进套筒内的气流更好地循环，套筒内的温度分布更均匀。如此，可使得套筒的设计尺寸最小，结构更为合理，成本也会更低。【IPC分类】H02G5/10, G01K7/02, H02G5/本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种三相共箱GIS母线套筒装置，包括：母线、触头、盆式绝缘子、套筒及充填在套筒内的SF6气体，母线上安装触头，并和套筒经过盆式绝缘子相连，其特征在于，在套筒内的温升最高点处设有微型散热风扇。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：曾亮，郭建炎，陈丽安，夏拓，
申请(专利权)人：厦门理工学院，
类型：新型
国别省市：福建;35
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