换流变阀侧直流套管高可靠、可密封的牵引杆结构的制作方法

1.本实用新型属于换流变压器阀侧直流套管领域，具体地说是一种换流变阀侧直流套管高可靠、可密封的牵引杆结构。


背景技术：

2.换流变阀侧直流套管是换流变压器的核心组部件，套管一侧需安装在户外换流变上，将变压器绕组的出线端引出油箱外部，另一侧穿过墙体伸入阀厅，与换流阀形成电气连接。因此套管结构的合理性起着重要的作用，不仅要考虑在换流变上安装、运输及自身组装是否方便，更重要的是避免在换流变等设备发生故障时，因套管的局部结构不可靠而导致密封不良进而使变压器内部的绝缘油通过套管进入阀厅内部，引起一系列的故障发生；或因套管尾部载流结构的机械强度不足导致虚接、放电，使变压器升高座区域的变压器油发生分解产气等问题。具体问题如下所述：
3.(1)套管尾部接线端子的导电连接问题
4.换流变压器运行中由于铁芯的磁滞伸缩、冷却设备的运转或者自然界其它振动因素影响下，设备自身会不停的振动，套管尾部接线端子会出现瞬间的松脱，同时阀侧套管长时间倾斜安装，尾部接线端子与导电管之间也会出现虚接。
5.(2)套管拉杆与载流导管多点接触，形成环流
6.为方便换流变引线与套管尾部的安装，通常阀侧直流套管多采用拉杆式载流结构，受整体结构和尺寸的限制在套管载流导管的内部需要通过相对较细的拉杆将尾部连接部件安装到位。由于拉杆较长，在套管倾斜安装后拉杆可能会发生弯曲变形与载流导管的内壁接触。如果长期接触，则会形成环流引发局部过热，降低套管的绝缘性能；如果间歇接触，则会导致间歇局部放电，同样会降低套管的绝缘性能。这两种情况如果长期持续存在，都会引发更大的绝缘故障，威胁设备正常运行。
7.(3)套管尾部接线端子的机械连接问题
8.换流变阀侧直流套管的拉杆结构不仅需要承担尾部接线端子等连接部件的自重，还需要考虑温度变化情况下拉杆伸缩导致的拉力变化。同时，一般套管尾部端子为铜材质，其连接件为另一种不同的材质，两者采用螺纹连接固定，套管尾部接线端子及其连接件在换流变运行中因温度变化两种部件热胀冷缩程度不同会导致螺纹配合不紧密。在遇到拉力增大的情况时，螺纹连接部位可能会发生松脱，造成尾部接线端子与套管导电管间接触不良出现虚接、放电，长期作用诱发更为严重的故障。
9.(4)套管导电管内部与变压器联通
10.根据特高压直流工程的要求，新建工程换流变压器的阀侧套管升高座不应伸入阀厅，避免变压器故障导致绝缘油进入阀厅内部，同时要求阀侧直流套管满足无油化的技术要求。


技术实现要素：

11.针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种换流变阀侧直流套管高可靠、可密封的牵引杆结构。
12.本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：
13.换流变阀侧直流套管高可靠、可密封的牵引杆结构，包括头部接线座、导电管、牵引杆组件、尾部接线端子、头部压套、定位布板、弹性件及限位件，所述导电管的上下两端开口，所述头部压套设置于所述导电管的上端开口中，所述头部压套的顶部通过与导电管上端连接的头部接线座压紧固定，所述头部压套的内部设有避免所述牵引杆组件与所述头部压套接触的定位布板，所述尾部接线端子与所述导电管的下端开口连接，所述尾部接线端子、导电管及头部接线座形成载流结构，所述牵引杆组件设置于所述导电管的内部，所述牵引杆组件的下端与所述尾部接线端子绝缘连接，所述牵引杆组件的上端依次穿过所述头部压套及定位布板、并连接有所述限位件，所述限位件与定位布板之间设有套设于牵引杆组件上端的弹性件，所述弹性件通过所述限位件压在所述定位布板上。
14.所述弹性件包括若干层层叠设置的碟形弹簧，其中每相邻的两个所述碟形弹簧为一组，每组的两个所述碟形弹簧的设置方向相同，相邻的两组所述碟形弹簧的设置方向相反。
15.所述导电管及所述头部接线座之间安装有若干个导电环a，所述尾部接线端子与所述导电管之间安装有若干个导电环b。
16.所述尾部接线端子与所述导电管之间还设有密封垫圈a，所述密封垫圈a设置于最下侧的所述导电环b的下侧位置上。
17.所述牵引杆组件的下端通过螺纹连接有过渡连接套的上端，所述尾部接线端子的内部开设有孔道，所述孔道中穿设有紧固螺杆，所述紧固螺杆的上端与所述过渡连接套的下端通过螺纹连接，所述紧固螺杆的下端穿出所述孔道、并设有限位头部。
18.所述牵引杆组件的下端还穿过一个导向锥套，所述导向锥套同时套在所述过渡连接套上端的外侧，所述导向锥套的上端设有圆锥面。
19.所述导向锥套上穿设有沿所述导向锥套径向设置的锁紧螺钉，所述锁紧螺钉的一端与所述过渡连接套通过螺纹连接、并与所述紧固螺杆抵接。
20.所述紧固螺杆的外周面与所述孔道的内侧壁之间设有密封垫圈 b。
21.所述牵引杆组件分为从上至下依次连接的上牵引杆、中牵引杆及下牵引杆，所述上牵引杆的上下两端、中牵引杆的上下两端及下牵引杆的上下两端均设有螺纹，所述限位件通过螺纹与所述上牵引杆的上端连接，所述上牵引杆与中牵引杆之间及所述中牵引杆及下牵引杆之间分别通过螺纹连接套连接。
22.所述牵引杆组件上设有若干个用于避免使所述牵引杆组件与所述导电管的内壁直接接触的绝缘隔离件。
23.本实用新型的优点与积极效果为：
24.1.本实用新型采用牵引杆结构，具有可自由拆卸的特点，安装方式简单、高效，缩短了套管安装在换流变上的时间，减少变压器器身暴露在空气中的时间，避免对内部绝缘的性能造成影响；同时下牵引杆与变压器引线安装到位后无需拆卸，可以置于升高座内部一同运输，避免反复拆装提升了套管安装速率，不会影响变压器质量；
25.2.本实用新型的载流结构由头部接线座、导电管、尾部接线端子通过插套式连接，保证各部件之间合理的公差配合，可避免变压器振动或是一些外力因素导致电气连接失效，保障载流能力；
26.3.本实用新型将牵引杆与导电管内壁之间设置绝缘隔离件，同时设置定位布板，可避免长期运行多点接触发生过热风险；
27.4.本实用新型牵引杆组件与尾部接线端子间采用与牵引杆组件相同材质的部件作为过渡连接，同材质的部件在不同温度变化下的热胀冷缩程度基本相同，不会出现连接螺纹失效的情况，设置的碟形弹簧结构也能够保证牵引杆在温度变化过程中不承受较大的牵引力，各部件紧密配合将尾部接线端子采用顶紧的方式牢牢固定在导电管上，避免尾部接线端子松脱出现虚接、放电；
28.5.本实用新型设置有多道密封，变压器油无法进入导电管内部，从而避免变压器故障导致变压器油进入阀厅内部。
附图说明
29.图1为本实用新型的结构示意图；
30.图2为本实用新型的使用安装结构示意图；
31.图3为图1的a处放大图；
32.图4为图1的b处放大图。
33.图中：1为头部接线座、2为导电管、3为牵引杆组件、301为上牵引杆、302为中牵引杆、303为下牵引杆、304为螺纹连接套、4为尾部接线端子、5为头部压套、6为定位布板、7为碟形弹簧、8为限位件、9为导电环a、10为导电环b、11为密封垫圈a、12为过渡连接套、13为紧固螺杆、14为导向锥套、15为锁紧螺钉、16为密封垫圈b、17为绝缘隔离件、001为墙体连接法兰、002为变压器连接法兰、003为硅橡胶复合绝缘外套、004为环氧树脂芯体。
具体实施方式
34.下面结合附图1-4对本实用新型作进一步详述。
35.换流变阀侧直流套管高可靠、可密封的牵引杆结构，如图1-4所示，包括头部接线座1、导电管2、牵引杆组件3、尾部接线端子4、头部压套5、定位布板6、弹性件及限位件8，导电管2的上下两端开口，头部压套5设置于导电管2的上端开口中，头部压套5的顶部通过与导电管2上端连接的头部接线座1压紧固定，头部压套5的内部设有避免牵引杆组件3与头部压套5接触的定位布板6，尾部接线端子4与导电管2的下端开口连接，头部接线座1套接于导电管2的上端外周，尾部接线端子4、导电管2及头部接线座1形成载流结构，牵引杆组件3设置于导电管2的内部，牵引杆组件3的下端与尾部接线端子4绝缘连接，牵引杆组件3的上端依次穿过头部压套5及定位布板6、并连接有限位件8，限位件8与定位布板6之间设有套设于牵引杆组件3上端的弹性件，弹性件通过限位件8压在定位布板6上。本实施例中定位布板6采用硬质环氧玻璃丝材料材质，定位布板6的外周面与头部压套5的内周面抵接，使牵引杆组件3与头部压套5之间具有一定间隙形成有效分隔，防止牵引杆组件3与头部压套5多点接触发生过热风险。通过牵引杆组件3、头部压套5、定位布板6、弹性件及限位件8的配合设置，可对牵引杆组件3提供有效的牵引力，实现可靠的连接，可将连接的尾部接线端子4采用顶
紧的方式牢牢固定在导电管2上。
36.具体而言，如图3所示，本实施例中弹性件包括若干层层叠设置的碟形弹簧7，分别套在牵引杆组件3上。其中每相邻的两个碟形弹簧7为一组，每组的两个碟形弹簧7的设置方向相同，相邻的两组碟形弹簧7的设置方向相反，可使碟形弹簧7整体的拉力可以提升两倍，保证对牵引杆组件3提供可靠的牵引力而不会使牵引力过大。
37.具体而言，如图1和图4所示，本实施例中导电管2及头部接线座1之间安装有若干个导电环a 9，尾部接线端子4与导电管2之间安装有若干个导电环b10。本实施例中导电环a 9与导电环b10均采用铜材料制成，头部接线座1及尾部接线端子4上分别开设有用于安装导电环a 9或导电环b10的沟槽。通过导电管2、头部接线座1、尾部接线端子4、导电环a 9与导电环b10的配合设置，形成插套式连接的载流结构，并保证各部件之间合理的公差配合，可避免变压器振动或是一些外力因素导致电气连接失效，保障载流能力。
38.具体而言，如图4所示，本实施例中尾部接线端子4与导电管2 之间还设有密封垫圈a11，尾部接线端子4上开设有用于安装密封垫圈a11的沟槽，密封垫圈a11设置于最下侧的导电环b10的下侧位置上，起到防止变压器油进入导电管2内部的作用。本实施例中密封垫圈a11采用o形密封圈。
39.具体而言，如图1和图4所示，本实施例中牵引杆组件3的下端通过螺纹连接有过渡连接套12的上端，尾部接线端子4的内部开设有孔道，孔道中穿设有紧固螺杆13，紧固螺杆13的上端与过渡连接套12的下端通过螺纹连接，紧固螺杆13的下端穿出孔道、并设有限位头部，限位头部对尾部接线端子4进行轴向限位。通过过渡连接套 12与设有紧固螺杆13的配合设置，使牵引杆组件3可方便地与尾部接线端子4连接。牵引杆组件3的下端还穿过一个导向锥套14，导向锥套14同时套在过渡连接套12上端的外侧，导向锥套14的上端设有圆锥面，导向锥套14上穿设有沿导向锥套14径向设置的锁紧螺钉15，锁紧螺钉15的一端与过渡连接套12通过螺纹连接、并与紧固螺杆13抵接。本实施例中导向锥套14采用聚四氟乙烯材料制成。通过锁紧螺钉15的设置，起到固定导向锥套14及对紧固螺杆13锁紧止退的作用。通过导向锥套14的设置，可在安装尾部接线端子4 起到引导定中的作用。紧固螺杆13的外周面与孔道的内侧壁之间设有密封垫圈b16，孔道的内侧壁上开设有用于安装密封垫圈b16的沟槽，可有效防止变压器油从紧固螺杆13与尾部接线端子4的孔道之间的缝隙进入导电管2内部。本实施例中密封垫圈b16采用o形密封圈。
40.具体而言，如图1所示，本实施例中牵引杆组件3分为从上至下依次连接的上牵引杆301、中牵引杆302及下牵引杆303，上牵引杆 301的上下两端、中牵引杆302的上下两端及下牵引杆303的上下两端均设有螺纹，限位件8为螺母、并通过螺纹与上牵引杆301的上端连接，上牵引杆301与中牵引杆302之间及中牵引杆302及下牵引杆 303之间分别通过螺纹连接套304连接。本实施例中上牵引杆301、中牵引杆302、下牵引杆303、螺纹连接套304、过渡连接套12及紧固螺杆13均为钢材质，同材质的部件在不同温度变化下的热胀冷缩程度基本相同，不会出现连接螺纹失效的情况。下牵引杆303与尾部接线端子4及变压器引线安装到位后无需拆卸，不会影响升高座封盖，可以置于升高座内部一同运输，避免反复拆装提升了套管安装速率，且不会影响变压器质量。
41.具体而言，如图1所示，本实施例中牵引杆组件3上设有若干个用于避免使牵引杆组件3与导电管2的内壁直接接触的绝缘隔离件 17。本实施例中绝缘隔离件17为采用聚四
氟乙烯材料制成，外周分为四个齿状部且各齿状部的端部均带有弧度，重量轻、绝缘性能好；各绝缘隔离件17分别套在上牵引杆301、中牵引杆302或下牵引杆 303上、并通过螺纹连接套304轴向定位。通过绝缘隔离件17的设置，可避免牵引杆组件3在长期倾斜过程中弯曲变形后与导电管2内壁多点接触发生过热风险。
42.具体而言，如图2所示，本实施例中导电管2的外周套设有环氧树脂芯体004，环氧树脂芯体004设置于墙体连接法兰001、变压器连接法兰002及硅橡胶复合绝缘外套003的内侧，头部接线座1设置于橡胶复合绝缘外套003上端与阀厅内部引线连接，尾部接线端子4 则伸入换流变压器升高座内部与变压器引线连接，各引线的连接方式均采用现有技术。
43.工作原理：
44.通过牵引杆组件3、头部压套5、定位布板6、弹性件及限位件8 的配合设置，可对牵引杆组件3提供有效的牵引力，实现可靠的连接，且使牵引杆组件3与头部压套5之间具有一定间隙形成有效分隔，防止牵引杆组件3与头部压套5多点接触发生过热风险；通过绝缘隔离件17的设置，可避免牵引杆组件3在长期倾斜过程中弯曲变形后与导电管2内壁多点接触发生过热风险；通过导电管2、头部接线座1、尾部接线端子4、导电环a 9与导电环b 10的配合设置，形成插套式连接的载流结构，并保证各部件之间合理的公差配合，可避免变压器振动或是一些外力因素导致电气连接失效，保障载流能力；通过各处密封垫圈的设置，可有效防止变压器油进入导电管2内部，从而避免变压器故障导致变压器油通过套管进入阀厅内部。