穿墙套管的制作方法

本申请涉及输电绝缘设备技术领域，特别是涉及一种穿墙套管。

背景技术：

直流输变电工程中，穿墙套管作为连接阀厅内外部的唯一电气元件，承载着整条线路的全电压和电流，其性能可靠性关系着整条线路的运行安全性与稳定性。

目前，现有的穿墙套管的头部组件多为波纹管，导电杆与波纹管采取轴向密封连接，导电杆穿过波纹管直接与外部部件进行电连接，具体而言，导电杆的一端与穿墙套管的末端固定在一起，导电杆的另一端与波纹管固定在一起并伸出波纹管外与外部部件进行电连接，具备弹性的波纹管向导电杆提供张紧力从而保持导电杆的张紧，在导电杆受热伸长时，波纹管能够发生弹性形变，使导电杆仍旧保持笔直的状态，不会发生应力弯曲，但是存在如下问题：穿墙套管的头部组件采用波纹管时，若采用轴向密封，由于长期热胀冷缩的摩擦作用，其动密封长期可靠性无法保证，产品容易漏气；若不采用轴向密封，则需要加装外部过渡罐，接线端子与导电杆之间需要采用软连接，通流能力受限；且波纹管本身价格较高，增加产品制造成本；导电杆与头部组件之间由于摩擦容易产生金属屑，导致内部放电。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种穿墙套管，该穿墙套管结构简单，省去了波纹管的结构，可以避免采用轴向动密封装置，大大提高了产品密封可靠性，同时可以降低生产成本，防护罩的设置进一步防止可能产生的金属屑或者其它碎屑进入穿墙套管的主绝缘腔体内部，提高产品运行可靠性。

为实现上述发明目的，本发明所采用的技术手段如下：一种穿墙套管包括头部组件、导电杆和防护罩以及接线端子；头部组件设有容纳腔，头部组件的上端部和下端部分别同轴设置与容纳腔连通的第一通孔和第二通孔，防护罩为上下贯通的环状壳体，防护罩围绕第二通孔安装在头部组件的下端部，导电杆穿过第一通孔、第二通孔和防护罩，接线端子与导电杆电连接并密封罩设头部组件和导电杆。该穿墙套管结构简单，省去了波纹管的结构，可以避免采用轴向动密封装置，大大提高了产品密封可靠性，同时可以降低生产成本，防护罩的设置进一步防止可能产生的金属屑或者其它碎屑进入穿墙套管的主绝缘腔体内部，提高产品运行可靠性

优选地，防护罩为金属材质，防护罩与导电杆之间设置间隙。可防止防护罩与导电杆之间的二次摩擦产生金属屑，金属材质的防护罩也可以起到一定的屏蔽作用，提高产品运行可靠性。

优选地，防护罩的下端部靠近导电杆的一侧形成卷边。能够使得金属碎屑残留在卷边内，同时卷边不会与导电杆产生锐利的摩擦，不会因意外接触产生更多不必要的金属屑。

优选地，头部组件包括相互连接的过渡罐和过渡板；过渡罐的上端部设置第一通孔，过渡罐的下端部贯通；过渡板设置第二通孔，过渡罐和过渡板固定连接使得过渡罐内环绕导电杆形成容纳腔。过渡罐的设置省去了波纹管的结构，可以避免采用轴向动密封装置，大大提高了产品密封可靠性，同时可以降低生产成本。

优选地，过渡罐的周向内壁设置若干环形槽。环形槽充当微粒捕捉陷阱，吸附过渡罐内金属微粒，保证穿墙套管的头部电气性能稳定。

优选地，第一通孔的内壁和/或第二通孔的内壁设置非金属内衬。避免导电杆与过渡板、过渡罐之间摩擦产生金属屑，提高产品运行可靠性。

优选地，接线端子依次包括接线部、容置部和连接部，容置部用于容置导电杆的端部并与导电杆电连接，连接部与头部组件的上端部密封连接。接线端子为穿墙套管的电连接组件，用于与其他设备进行电连接。连接部的设置便于将接线端子与过渡罐进行固定连接。

优选地，导电杆的端部设置弹簧触指，弹簧触指抵接容置部内壁，且容置部与导电杆的端部之间沿导电杆的轴向存在间隙。弹簧触指同时与接线端子和导电杆的端部紧密接触，使得接线端子与导电杆的端部之间具有稳定的电连接，可以保持头部组件等电位，以及解决头部发热问题。容置部与导电杆的端部之间沿导电杆的轴向存在间隙，可以吸收导电杆热胀冷缩的形变，避免导电杆因固定连接产生弯曲。

优选地，过渡板的上表面围绕第二通孔设置凸环，凸环位于容纳腔内。凸环的设置增加了导电杆支撑面积，可以提高导电杆的抗弯性能。

优选地，穿墙套管还包括空心绝缘子，空心绝缘子与过渡板密封连接，导电杆贯穿空心绝缘子。空心绝缘子为穿墙套管的内部导体提供绝缘保护。

附图说明

图1是本发明实施例一的穿墙套管100的局部剖视图；

图2是本发明实施例二的穿墙套管200的局部剖视图；

图3是本发明实施例三的穿墙套管300的局部剖视图；

图4是本发明实施例四的穿墙套管400的局部剖视图；

图5是本发明实施例四的接线端子440的剖视图；

图6是本发明实施例五的穿墙套管500的局部剖视图；

图7是本发明实施例五的穿墙套管500的整体剖视图。

具体实施方式

根据要求，这里将披露本发明的具体实施方式。然而，应当理解的是，这里所披露的实施方式仅仅是本发明的典型例子而已，其可体现为各种形式。因此，这里披露的具体细节不被认为是限制性的，而仅仅是作为权利要求的基础以及作为用于教导本领域技术人员以实际中任何恰当的方式不同地应用本发明的代表性的基础，包括采用这里所披露的各种特征并结合这里可能没有明确披露的特征。

实施例一：

如图1所示，本实施例提供一种穿墙套管100，包括头部组件110、导电杆120和防护罩150以及接线端子140；头部组件110设有容纳腔113，头部组件100的上端部和下端部分别同轴设置与容纳腔113连通的第一通孔1111和第二通孔1121，防护罩150为上下贯通的环状壳体152，防护罩150围绕第二通孔1121安装在头部组件110的下端部，导电杆120穿过第一通孔1111、第二通孔1121和防护罩150，接线端子140与导电杆120电连接并密封罩设头部组件110和导电杆120。该穿墙套管100结构简单，省去了波纹管的结构，可以避免采用轴向动密封装置，大大提高了产品密封可靠性，同时可以降低生产成本，防护罩150的设置进一步防止可能产生的金属屑或者其它碎屑进入穿墙套管100的主绝缘腔体内部，提高产品运行可靠性。

需要说明的是，本实施例中，头部组件110的上端部和下端部是相对位置的概念，沿着穿墙套管100整体结构的轴线方向，以靠近头部组件110的一端为上，以远离头部组件110的方向为下。在其他实施例中，对于“上”和“下”的定义，也依据此标准。

在本实施例中，防护罩150为金属材质，防护罩150与导电杆120之间设置间隙。间隙的设置可防止防护罩150与导电杆120之间的二次摩擦产生金属屑，金属材质的防护罩150也可以起到一定的屏蔽作用，提高产品运行可靠性。

在其他实施例中，防护罩也可以为非金属材质，只要能够确保防护罩与导电杆之间不会因为二次摩擦产生金属屑即可。

在本实施例中，防护罩150的下端部靠近导电杆120的一侧形成卷边151，卷边151与导电杆120之间存在间隙。卷边151的设置能够使得金属屑残留在卷边151内，同时卷边151不会与导电杆120产生锐利的摩擦，不会因意外接触产生更多不必要的金属屑。

在本实施例中，防护罩150的上端部围绕防护罩150的环状壳体152的外周向外延伸出环状的罩体连接部153，罩体连接部153与头部组件110的下端部贴合，在头部组件110的下端部设置螺纹孔，在罩体连接部153上设置与上述螺纹孔对应的通孔，罩体连接部153与头部组件110的下端部采用螺栓连接的方式进行固定。

在其他实施例中，也可以在罩体连接部设置螺纹孔，在头部组件的下端部设置与上述螺纹孔对应的通孔，罩体连接部与头部组件的下端部同样采用螺栓连接的方式进行固定。需要注意的是，由于导电杆与头部组件之间并不存在固定连接，螺栓连接的通孔和螺纹孔的设置方式并不会影响穿墙套管的装配顺序。

在其他实施例中，环状壳体的形状也可以设置为其他形状，比如可以为方形环，椭圆环等其他形状，并不局限于圆形环。

在其他实施例中，罩体连接部与头部组件的下端部之间的连接方式，也可以采用胶接，焊接等方式，只要能够保证二者之间的有效连接即可。

在本实施例中，头部组件110包括相互连接的过渡罐111和过渡板112；过渡罐111的上端部设置第一通孔1111，过渡罐111的下端部贯通；过渡板112设置第二通孔1121，导电杆120穿过第一通孔1111和第二通孔1121，过渡罐111和过渡板112固定连接使得过渡罐111内环绕导电杆120形成容纳腔113。该穿墙套管100结构简单，核心部件是过渡罐111和过渡板112，过渡罐111的设置省去了波纹管的结构，只要能够保证过渡罐111密封设置，即在过渡罐111的外部施加密封措施，可以避免过渡罐111和导电杆120之间采用轴向动密封装置，大大提高了产品密封可靠性，同时可以降低生产成本。特别值得注意的是，密封罩设头部组件110和导电杆120的接线端子140，只要满足与导电杆120之间电连接即可，电连接的方式可以是直接接触，也可以是内部进行导体连接，在此对接线端子140的形状构造不做具体的限制。

在其他实施例中，头部组件可以为一体成型的腔体结构，只要满足硬性组件的要求即可，即在受外界热量条件的干扰下，头部组件不会发生形变和位移。这就保证了头部组件不会因为导电杆的长度变化发生形变和位移，进而保持穿墙套管整体结构的稳定性。

在本实施例中，过渡板112为平面板。在其他实施例中，过渡板的形状不做具体的限制。

在本实施例中，过渡罐111为圆柱状罐，上端部设置第一通孔1111，下端部贯通形成圆柱状空腔，第一通孔1111与圆柱状空腔连通。过渡罐111与过渡板112固定连接且将导电杆120穿设在第一通孔1111和第二通孔1121中后，环绕在导电杆120外的圆环状空腔形成容纳腔113。

在其他实施例中，过渡罐的形状也可以为非圆柱状，只要能够适配于所连接的部件即可。

在本实施例中，过渡罐111内环绕导电杆120的侧壁设置若干环形槽1112。环形槽1112充当微粒捕捉陷阱，吸附过渡罐111内的金属微粒，保证穿墙套管100的头部电气性能稳定。

在本实施例中，环形槽1112的个数为四个。在其他实施例中，环形槽的个数不受限制，具体个数根据过渡罐内壁的尺寸大小进行合理设计。但是，可以理解的是，环形槽的数量越多越密集，吸附金属微粒的效果越好。

在本实施例中，环形槽1112的形状为矩形槽，在其他实施例中，环形槽也可以为弧形槽或者不规则形状的槽，在此不对形状做具体限制。

在本实施例中，过渡罐111的下端部沿过渡罐111的外周延伸出第一连接部1114，第一连接部1114与过渡板112之间密封连接。第一连接部1114的设置便于将过渡罐111与过渡板112进行固定连接，密封连接可以保证过渡罐111内不被潮气入侵，避免影响电气性能。

在本实施例中，过渡板112上设置第一密封槽1122，第一密封槽1122内设置密封圈(图中未示出)。在其他实施例中，第一密封槽也可以设置在第一连接部上，或者第一连接部和过渡板上都开设密封槽，装设密封圈。

在本实施例中，第一连接部1114与过渡板112设置对应的通孔，采用螺栓连接(图中未示出)的方式进行固定连接。在其他实施例中，第一连接部与过渡板的连接方式可以为胶接、焊接或者以上几种固定连接方式的组合。

在本实施例中，导电杆120位于过渡罐111及以上的部分为实心结构，导电杆120位于过渡罐111以下的部分为空心结构。实心结构的导电杆120部分可以具备良好的导电性，空心结构的导电杆120部分可以降低导电杆120的重量，从而降低穿墙套管100整体的重量，且可以降低成本。

在其他实施例中，导电杆可以为全实心结构，或者全空心结构，导电杆位于过渡罐及以上的部分，空心导电杆可以设置较大的壁厚。

本实施例的穿墙套管100结构简单，省去了波纹管的结构，可以避免采用轴向动密封装置，大大提高了产品密封可靠性，同时可以降低生产成本，防护罩150的设置进一步防止可能产生的金属屑或者其它碎屑进入穿墙套管100的主绝缘腔体内部，提高产品运行可靠性。

实施例二：

如图2所示，本实施例提供一种穿墙套管200，与实施例一的不同之处在于，过渡板212的结构不同。

在本实施例中，过渡板212的上表面2122围绕第二通孔2121设置凸环2123。凸环2123的设置增加了对导电杆220的支撑面积，可以提高导电杆220的抗弯性能。

在本实施例中，凸环2123设置在头部组件的收容腔213内，并且其高度不会超过过渡罐211的高度。即凸环2123的上端面与过渡罐211的内壁之间存在间隙，并不直接接触，可以保证在热量作用下，即使凸环2123发生膨胀性的形变，也不会与过渡罐211的内壁接触，更不会使过渡罐211发生形变，保证了穿墙套管100的整体结构的可靠性。

在其他实施例中，凸环也可以设置在过渡板的下表面，或者上表面和下表面都设置凸环，本质都是为了扩大导电杆与过渡板的接触面积，提高导电杆的抗弯性能。

本实施例的穿墙套管200由于设置凸环2123，可以提高导电杆220的抗弯性能，进而提高产品整体的可靠性。

实施例三：

如图3所示，本实施例提供一种穿墙套管300，与实施例二的不同之处在于增加了非金属内衬330的结构。

在本实施例中，第一通孔3111的内壁和第二通孔3121的内壁设置非金属内衬330，避免导电杆330与过渡板312、过渡罐311之间摩擦产生金属微粒，提高产品运行可靠性。

在其他实施例中，也可以只在第一通孔的内壁或者第二通孔的内壁设置非金属内衬。

在本实施例中，凸环3123的内壁也设置了非金属内衬330。在其他实施例中，非金属内衬可以连续设置在导电杆与其他金属导体接触的区域，也可以分段设置，让导电杆与其他金属导体之间存在间隙，不接触就可以减少甚至避免金属微粒的产生。

在其他实施例中，非金属内衬也可以固定设置在导电杆上，即非金属内衬只要与导电杆或者第一通孔的内壁、第二通孔的内壁、凸环的内壁任一部件固定连接即可。

在本实施例中，非金属内衬330为聚四氟乙烯内衬。聚四氟乙烯内衬具备良好的绝缘和耐磨性能，还具备良好的耐化学腐蚀的性能，在穿墙套管300运行的过程中，若因电弧产生了腐蚀性气体，聚四氟乙烯内衬仍旧可以保持其性能不受影响，最大程度保证非金属内衬330在穿墙套管300的运行过程中不被磨损且持续有效。

在其他实施例中，若穿墙套管中填充的绝缘气体经过电弧产生的气体为非腐蚀性气体或者腐蚀性不强的气体，非金属内衬也可以为聚酯内衬或者玻纤内衬等具备绝缘和耐磨性能的内衬中的任一种。

本实施例的穿墙套管300由于设置了非金属内衬330，可以减少或者避免让导电杆320与其他金属导体之间的接触，降低金属微粒的产生，提高产品运行的可靠性。

实施例四：

如图4-5所示，本实施例提供一种穿墙套管400，与实施例三的不同之处在于本实施例的穿墙套管400的接线端子440的结构。

在本实施例中，接线端子440依次包括接线部441、容置部442和连接部443，容置部442用于容置导电杆420的端部并与导电杆420电连接，连接部443与过渡罐411的上端部密封连接。接线端子440为穿墙套管400的电连接组件用于与其他设备进行电连接。连接部443的设置便于将接线端子440与过渡罐441进行固定连接。

在本实施例中，接线端子440的连接部443与过渡罐411的上端部之间设置第二密封槽414，第二密封槽414内设置第二密封圈(图中未示出)，具体地，第二密封槽414设置在过渡罐411的上端部。在其他实施例中，第二密封槽可以设置在连接部，或者连接部和过渡罐的上端部都设置密封槽。

在本实施例中，连接部443设置通孔4431，过渡罐411的上端部对应设置螺孔，连接部443与过渡罐411采用螺钉(图中未示出)穿过通孔4331拧入上述螺孔中实现连接。在其他实施例中，连接部与过渡罐的连接方式可以为胶接、焊接或者以上几种固定连接方式的组合。

在本实施例中，导电杆420的端部设置弹簧触指444，弹簧触指444抵接容置部442内壁，且容置部442与导电杆420的端部之间沿导电杆420的轴向存在间隙446。弹簧触指444同时与容置部442的内壁和导电杆420的端部紧密接触，使得接线端子440与导电杆420的端部之间具有稳定的电连接，可以保持头部组件等电位，以及解决头部发热问题。容置部442与导电杆420的端部之间沿导电杆420的轴向存在间隙446，可以在导电杆420发生热胀冷缩的轴向形变时，保证导电杆420具备充分的伸缩空间，避免导电杆420因固定连接或者与容置部442的内壁接触而发生弯曲现象。

在本实施例中，容置部442内壁设置环槽445，环槽445内容置弹簧触指444，弹簧触指444抵接容置部442内壁，使容置部442与导电杆420的端部电连接，保持头部组件等电位，以及解决头部发热问题。在其他的实施例中，容置部内可以不设置环槽，容置部内壁与导电杆的端部之间存在一定的间隙，可以将弹簧触指压在容置部内壁与导电杆之间，也可以保持弹簧触指相对固定的状态。

本实施例的穿墙套管400，由于接线端子440的结构设置巧妙，满足了穿墙套管400的头部具备电连接以及等电位的要求，同时可以在导电杆420发生热胀冷缩的轴向形变时，保证导电杆420具备充分的伸缩空间，避免导电杆420因固定连接或者与容置部442的内壁接触而发生弯曲现象。

实施例五：

如图6-7所示，本实施例提供一种穿墙套管500，与实施例四的不同之处在于本实施例的穿墙套管500还包括空心绝缘子550。

在本实施例中，穿墙套管500还包括空心绝缘子550，空心绝缘子550的法兰551与过渡板512的下表面密封连接，导电杆520贯穿空心绝缘子550。空心绝缘子550为穿墙套管500的内部导体提供绝缘保护。

在本实施例中，空心绝缘子550的法兰551与过渡板512之间设置第三密封槽5511，第三密封槽5511内设置第三密封圈(图中未示出)，具体地，法兰551上设置第三密封槽5511。在其他实施例中，第三密封槽可以设置在过渡板的下表面，或者法兰和过渡板的下表面都设置密封槽。

在本实施例中，头部组件510的外周设置均压球560，均压球560与头部组件510固定连接。均压球560的作用为均压，保证头部组件510在带电的情况下不发生异常的电晕放电。穿墙套管500的末端也同样设置均压球。

在本实施例中，导电杆520穿设在空心绝缘子550中并与穿墙套管500的末端固定连接，保证了导电杆520在发生热胀冷缩的情况下，穿过头部组件510的导电杆520不会发生位移。

在本实施例中，具体地，穿墙套管500的整体结构为导电杆520穿设在空心绝缘子550中并与穿墙套管500的末端固定连接，导电杆520只需要穿过头部组件510，由于接线端子540与过渡罐511之间密封连接，从而使得导电杆520与过渡罐511之间、导电杆520与过渡板512之间并不需要固定和密封连接，即可以避免过渡罐511和导电杆520之间采用轴向动密封装置，大大提高了产品密封可靠性，同时由于免去设置波纹管，可以降低生产成本。并且当导电杆520由于热胀冷缩发生长度改变时，导电杆520末端固定，导电杆520头部与过渡罐511之间会发生轴向的相对运动，此时由于接线端子540与导电杆520的端部之间存在间隙546，间隙546提供了轴向运动的空间，导电杆520不会因为长度增加而发生弯曲的现象，从此方面来看也可以提高产品的可靠性。

在本实施例中，空心绝缘子550为复合材料制备的复合绝缘子，复合绝缘子的质量轻，成本低，并且具备优良的绝缘性能和力学性能。在其他实施例中，空心绝缘子可以为瓷绝缘子等由其他材料制备而成的绝缘子。

在本实施例中，空心绝缘子550为两段绝缘子，两段绝缘子中间设置安装结构552，安装结构552用于将穿墙套管500安装在墙壁上。也即穿墙套管500的结构包括依次连接的接线端子540、过渡罐511、过渡板512、空心绝缘子550，导电杆520穿设在空心绝缘子550中，导电杆520的端部与接线端子540连接，导电杆520的末端固定在空心绝缘子550的末端。

穿墙套管500在安装时，可以存在一定的倾斜角度或者沿其轴向水平安装。在本实施例中，穿墙套管500倾斜安装，穿墙套管500的头部高于穿墙套管500的末端，在此情况下，过渡罐511内存在的金属微粒会由于重力作用，落入环形槽5112中，环形槽5112充当微粒捕捉陷阱，吸附过渡罐511内的金属微粒，避免金属微粒在过渡罐511内漂浮迁移，保证穿墙套管500的头部电气性能稳定。

本发明的穿墙套管结构简单，省去了波纹管的结构，可以避免采用轴向动密封装置，大大提高了产品密封可靠性，同时可以降低生产成本。防护罩的设置进一步防止可能产生的金属屑或者其它碎屑进入穿墙套管的主绝缘腔体内部，提高产品运行可靠性。

本发明的技术内容及技术特点已揭示如上，然而可以理解，在本发明的创作思想下，本领域的技术人员可以对上述结构和材料作各种变化和改进，包括这里单独披露或要求保护的技术特征的组合，明显地包括这些特征的其它组合。这些变形和/或组合均落入本发明所涉及的技术领域内，并落入本发明权利要求的保护范围。