本发明涉及输电技术领域，尤其涉及一种特高压柔性直流输电支撑式阀塔。
背景技术
在柔性直流输电技术是一种以全控器件为主体、脉宽调制技术和电压源换流器为基础的新型直流输电技术。相对于国外，国内的柔性直流输电技术研究及工程应用起步晚，但发展迅速，已从±35kv/20mw上海南汇柔直工程发展到世界上已投产电压等级最高、输送容量最大的±350kv/1000mw鲁西背靠背柔直工程。未来柔性直流输电技术电压等级将朝着特高压(通常是指±800kv直流以上)方向发展，输送容量也将朝着更高的台阶迈进，而具有直流故障自清除能力的全桥拓扑换流阀将促使柔性直流输电技术在远距离架空线直流输电、可再生能源并网和区域大电网互联等领域得到更广阔的发展。
目前，在国内外的柔性直流输电阀塔主要为支撑式结构，是通过支柱绝缘子把阀塔的阀段自地面向上依次串接在一起的框架结构。随着电压等级和输送容量的提高，单个阀塔的重量从最初十几吨变成一百吨左右，阀塔高度也从5米以下变成15米以上。阀塔重量和高度的变化将对阀塔整体的高烈度抗震能力和日常的检修维护带来很大的挑战。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种特高压柔性直流输电支撑式阀塔，具有稳固的支撑结构，抗震能力强且方便日常检修维护。
本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：
本发明提供一种特高压柔性直流输电支撑式阀塔，包括：
支撑底座，具有前后并排设置的两组支撑结构，各所述支撑结构均具有上下层叠相连的至少两层支撑架，上下相邻的两层支撑架之间设有辐射条结构；所述支撑架包括左右相对设置的两个外侧支撑体及位于两个所述外侧支撑体之间的至少一个内侧支撑体，所述至少一个内侧支撑体的前后两端与所述外侧支撑体的前后两端分别连接有拉杆结构；
多层阀组件，上下层叠连接在所述支撑底座上，各层所述阀组件均具有前后并排设置的两组阀段体，每层所述阀组件的两组所述阀段体分别位于两组所述支撑结构上，各所述阀段体均由左右并排设置的多个阀段组成；
检修结构，连接在每层所述阀组件的两组所述阀段体之间，所述检修结构具有检修通道。
在本发明的实施方式中，所述外侧支撑体具有前后间隔设置的两个底部支柱绝缘子，所述内侧支撑体具有前后间隔设置的两个底部支柱体，各所述底部支柱体均由左右并排设置的两个所述底部支柱绝缘子组成。
在本发明的实施方式中，所述外侧支撑体的两个所述底部支柱绝缘子之间连接有所述拉杆结构，所述内侧支撑体的两个所述底部支柱体之间连接有两个所述拉杆结构。
在本发明的实施方式中，所述拉杆结构包括交叉设置的两个拉杆绝缘子，各所述拉杆绝缘子连接在相邻的一个所述底部支柱绝缘子的顶端与另一所述底部支柱绝缘子的底端之间。
在本发明的实施方式中，所述辐射条结构包括多根第一实心铝棒；其中，所述外侧支撑体的两个所述底部支柱绝缘子的顶端之间、以及相邻设置的至少一个所述内侧支撑体的所述底部支柱体的顶端与所述外侧支撑体的所述底部支柱绝缘子的顶端之间连接有所述第一实心铝棒，所述内侧支撑体的两个所述底部支柱体之间连接有两个所述第一实心铝棒。
在本发明的实施方式中，所述辐射条结构还包括多根第二实心铝棒，多根所述第二实心铝棒首尾相对呈弯折状设置；其中，相邻且对角设置的所述外侧支撑体的所述底部支柱绝缘子的顶端与至少一个所述内侧支撑体的所述底部支柱体的顶端之间连接有所述第二实心铝棒。
在本发明的实施方式中，两组所述支撑结构的相对设置的两个辐射条结构之间连接有多根实心铝棒。
在本发明的实施方式中，各层所述阀组件的外侧均围设有多个屏蔽罩，所述屏蔽罩包括屏蔽板及可拆卸地连接在所述屏蔽板上的至少一个屏蔽管。
在本发明的实施方式中，所述阀段包括多个左右并排设置的功率模块，所述功率模块具有模块头和模块尾，所述模块头朝向所述检修通道设置，所述模块尾朝向所述屏蔽管设置。
在本发明的实施方式中，上下相邻的两层所述阀组件之间通过多个层间支柱绝缘子相连。
在本发明的实施方式中，各层所述阀组件的两组所述阀段体之间连接有多个裂间连接绝缘子，多个所述裂间连接绝缘子连接在相对设置的两个所述外侧支撑体之间、以及相对设置的两个所述内侧支撑体之间。
在本发明的实施方式中，所述特高压柔性直流输电支撑式阀塔的下方设有漏水检测装置，所述漏水检测装置包括多个积水盘和至少一个检测器，各层所述阀组件的多个所述阀段的下方对应设有一个积水盘，多个所述积水盘通过多个导流管与所述至少一个检测器相连。
本发明的特高压柔性直流输电支撑式阀塔的特点及优点是：本发明的特高压柔性直流输电支撑式阀塔具有稳固的支撑结构，抗震能力强且方便日常检修维护，其为柔性直流输电技术在长距离架空线领域的应用奠定了基础。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的特高压柔性直流输电支撑式阀塔的立体结构图。
图2为本发明的特高压柔性直流输电支撑式阀塔的支撑底座的俯视结构示意图。
图3为本发明的特高压柔性直流输电支撑式阀塔的阀组件的俯视结构示意图。
图4为本发明的特高压柔性直流输电支撑式阀塔的屏蔽罩的立体结构图。
图5为本发明的特高压柔性直流输电支撑式阀塔的漏水检测装置的一实施例的结构示意图。
图6为本发明的特高压柔性直流输电支撑式阀塔的漏水检测装置的另一实施例的结构示意图。
附图符号说明：1、支撑底座；11、支撑结构；12、支撑架；121、外侧支撑体；1211、底部支柱绝缘子；122、内侧支撑体；1221、底部支柱体；13、拉杆结构；131、拉杆绝缘子；2、阀组件；21、阀段体；211、阀段；2111、功率模块；2111a、模块头；2111b、模块尾；22、层间母排；3、检修结构；31、检修通道；32、层间爬梯；4、辐射条结构；41、第一实心铝棒；42、第二实心铝棒；43、实心铝棒；5、层间支柱绝缘子；6、裂间连接绝缘子；7、屏蔽罩；71、屏蔽板；711、连接板；712、插入孔；72、屏蔽管；721、半圆形管体；722、直管；73、连接板；731、螺栓；7'、屏蔽罩；8、漏水检测装置；81、积水盘；82、导流管；83、检测器；9、均压管；101、光缆管；102、冷却管
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者可能存在居中元件。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能存在居中元件。
还需要说明的是，本发明中的左、右、上、下、前、后等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。本发明中的的左、右、上、下、前、后等方位用语，是针对图1所示而言的，其中“前”是指指向图纸的方向，“后”是指指出图纸的方向。
如图1所示，本发明提供了一种特高压柔性直流输电支撑式阀塔，其包括支撑底座1、多层阀组件2和检修结构3，其中：支撑底座1具有前后并排设置的两组支撑结构11，各所述支撑结构11均具有上下层叠相连的至少两层支撑架12，上下相邻的两层支撑架12之间设有辐射条结构4；所述支撑架12包括左右相对设置的两个外侧支撑体121及位于两个所述外侧支撑体121之间的至少一个内侧支撑体122，所述至少一个内侧支撑体122的前后两端与所述外侧支撑体121的前后两端分别连接有拉杆结构13；多层阀组件2上下层叠连接在所述支撑底座1上，各层所述阀组件2均具有前后并排设置的两组阀段体21，每层所述阀组件2的两组所述阀段体21分别位于两组所述支撑结构11上，各所述阀段体21均由左右并排设置的多个阀段211组成；检修结构3连接在每层所述阀组件2的两组所述阀段体21之间，所述检修结构3具有检修通道31。该特高压柔性直流输电支撑式阀塔的特高压是指±800kv及以上的直流电。
具体的，支撑底座1为用于承载多层阀组件2的机构，请配合参阅图2所示，在本实施例中，该支撑底座1具有前后并排设置的两组支撑结构11，各支撑结构11均具有上下层叠相连的两层支撑架12，各支撑架12包括左右相对设置的两个外侧支撑体121及位于两个外侧支撑体121之间的一个内侧支撑体122。当然，在其他的实施例中，支撑结构11可具有上下层叠相连的三层、四层或更多层支撑架12，在支撑架12的两个外侧支撑体121之间可设有两个、三个或更多个内侧支撑体122，在此不做限制。
在本发明中，该外侧支撑体121具有前后间隔设置的两个底部支柱绝缘子1211，该内侧支撑体122具有前后间隔设置的两个底部支柱体1221，各底部支柱体1221均由左右并排设置的两个底部支柱绝缘子1211组成。本发明将底部支柱体1221设计为采用两个底部支柱绝缘子1211并排并将两个底部支柱绝缘子1211的上端和下端分别连接在一起的结构，能够使该支撑结构11更加稳固。本发明的支撑结构11大体呈长方体形框架结构。
在本实施方式中，在至少一个内侧支撑体122的前后两端与外侧支撑体121的前后两端分别连接有拉杆结构13；也即，在本发明的具有一个内侧支撑体122的实施例中，该内侧支撑体122位于前端的底部支柱体1221与位于其两侧的两个外侧支撑体121位于前端的两个底部支柱绝缘子1211之间分别连接有一个拉杆结构13；同时，该内侧支撑体122位于后端的底部支柱体1221与位于其两侧的两个外侧支撑体121位于后端的两个底部支柱绝缘子1211之间也分别连接有一个拉杆结构13。
进一步的，在外侧支撑体121的两个底部支柱绝缘子1211之间也连接有该拉杆结构13。另外，在内侧支撑体122的两个底部支柱体1221之间连接有两个拉杆结构13；也即，该内侧支撑体122位于前端的底部支柱体1221的左右并排设置的两个底部支柱绝缘子1211与该内侧支撑体122位于后端的底部支柱体1221的左右并排设置的两个底部支柱绝缘子1211之间分别连接有一个拉杆结构13。
在本发明中，该拉杆结构13包括交叉设置的两个拉杆绝缘子131，各拉杆绝缘子131连接在相邻的一个底部支柱绝缘子1211的顶端与另一底部支柱绝缘子1211的底端之间。该拉杆绝缘子131为能承受一定拉力且具有一定伸缩功能的绝缘子，其能够起到拉紧相邻设置的两个底部支柱绝缘子1211的目的。
在本实施例中，以内侧支撑体122位于后端的底部支柱体1221与一个外侧支撑体121位于后端的底部支柱绝缘子1211为例具体说明该拉杆结构13的连接方式。请配合参阅图1所示，该内侧支撑体122位于后端的底部支柱体1221的位于右侧的底部支柱绝缘子1211的上端与位于右侧的外侧支撑体121位于后端的底部支柱绝缘子1211的下端之间连接有一个拉杆绝缘子131，另一个拉杆绝缘子131连接在位于右侧的外侧支撑体121位于后端的底部支柱绝缘子1211的上端与该内侧支撑体122位于后端的底部支柱体1221的位于右侧的底部支柱绝缘子1211的下端之间。
在本发明中，上下相邻的两层支撑架12之间设有辐射条结构4，通过该辐射条结构4可以增加该支撑底座1的各支撑结构11间的连接稳固性。
请配合参阅图2所示，在本实施例中，该辐射条结构4包括多根第一实心铝棒41。其中，外侧支撑体121的两个底部支柱绝缘子1211的顶端之间连接有该第一实心铝棒。相邻设置的至少一个内侧支撑体122的底部支柱体1221的顶端与外侧支撑体121的底部支柱绝缘子1211的顶端之间连接有该第一实心铝棒41；也即，在本发明的具有一个内侧支撑体122的实施例中，该内侧支撑体122位于前端的底部支柱体1221的两个底部支柱绝缘子1211的顶端分别与位于左侧、位于右侧的各外侧支撑体121位于前端的两个底部支柱绝缘子1211的顶端之间连接有一个第一实心铝棒41，该内侧支撑体122位于后端的底部支柱体1221的两个底部支柱绝缘子1211的顶端分别与位于左侧、位于右侧的各外侧支撑体121位于后端的两个底部支柱绝缘子1211的顶端之间连接有一个第一实心铝棒41。同时，内侧支撑体122的两个底部支柱体1221的顶端之间连接有两个第一实心铝棒41；也即，该内侧支撑体122位于前端的底部支柱体1221的两个底部支柱绝缘子1211的顶端与该内侧支撑体122位于后端的底部支柱体1221的两个底部支柱绝缘子1211的顶端之间分别连接有一个第一实心铝棒41。
进一步的，该辐射条结构4还包括多根第二实心铝棒42，多根第二实心铝棒42首尾相对呈弯折状设置；其中，相邻且对角设置的外侧支撑体121的底部支柱绝缘子1211的顶端与至少一个内侧支撑体122的底部支柱体1221的顶端之间连接有该第二实心铝棒42。在本发明的具有一个内侧支撑体122的实施例中，位于左侧的外侧支撑体121的位于前端的底部支柱绝缘子1211的顶端与内侧支撑体122的位于后端的底部支柱体1221左侧的底部支柱绝缘子1211的顶端之间连接有一个第二实心铝棒42，在内侧支撑体122的位于后端的底部支柱体1221右侧的底部支柱绝缘子1211的顶端与位于右侧的外侧支撑体121的位于前端的底部支柱绝缘子1211的顶端之间连接有另一个第二实心铝棒42。
进一步的，在本实施方式中，两组支撑结构11的相对设置的两个辐射条结构4之间还连接有多根实心铝棒43。也即，位于前端的支撑结构11的上下相邻连接的两个支撑架12之间设置的辐射条结构4与位于后端的支撑结构11的上下相邻连接的两个支撑架12之间设置的辐射条结构4之间连接有多根实心铝棒43，该些实心铝棒43连接在前后相对设置的两个外侧支撑体121之间、以及前后相对设置的两个内侧支撑体122之间。
本发明在上下相邻的两个支撑架12之间连接该辐射条结构4，且在两组支撑结构11的前后相对设置的两个辐射条结构4之间连接多根实心铝棒43的结构，也即，由两个辐射条结构4以及多根实心铝棒43组成的位于同一水平面的辐射条搭接结构，使得本发明在层与层之间的支撑架12之间、以及两个支撑结构11之间形成了一个很好的刚性连接结构，其能够均衡各向受力，起到很好地固连该支撑底座1的目的，从而使得本发明的支撑底座1可以具有9级及9级以上的抗震能力。
多层阀组件2连接在支撑底座1的上方，在本发明中，上下相邻的两层阀组件2之间通过多个层间支柱绝缘子5相连，该些层间支柱绝缘子5的位置与支撑底座1的各底部支柱绝缘子1211的位置上下相对应。在本实施例中，如图3所示，支撑底座1的顶部上下层叠连接有三层阀组件2，各层阀组件2具有前后并排设置的两组阀段体21，每层阀组件2的两组阀段体21分别位于两组支撑结构11上，各阀段体21均由左右并排设置的两个阀段211组成。当然，在其他的实施例中，根据电压等级和输送容量的需要，支撑底座1的顶部可上下层叠连接有两层、四层或更多层阀组件2，各阀段体21可均由左右并排设置的三个、四个或更多个阀段211组成，在此不做限制。在本实施例中，各层阀组件2的阀段体21之间通过层间母排22相连。
在本发明中，在每层阀组件2的两组阀段体21之间连接有检修结构3，该检修结构3具有检修通道31。在本实施例中，在检修通道31的左右两端分别设有层间爬梯32。该检修通道31可方便检修人员走动，方便对各层阀组件2的阀段体21进行检修作业，该层间爬梯32用于连接各层阀组件2的检修通道31，方便检修人员检修各层阀组件2的阀段体21。
在本发明中，各层阀组件2的两组阀段体21之间还连接有多个裂间连接绝缘子6，多个裂间连接绝缘子6连接在相对设置的两个外侧支撑体121之间、以及相对设置的两个内侧支撑体122之间。该些裂间连接绝缘子6可起到固定各层阀组件2的两组阀段体21的目的，以使本发明的特高压柔性直流输电支撑式阀塔的整体结构更加稳定。
在本发明的实施方式中，各层阀组件2的外侧均围设有多个屏蔽罩，该屏蔽罩包括屏蔽板71及可拆卸地连接在屏蔽板71上的至少一个屏蔽管72。
请配合参阅图1所示，该屏蔽罩主要分为两种结构，一种结构的屏蔽罩7具有屏蔽板71及连接在屏蔽板71一端的屏蔽管72；另一种结构的屏蔽罩7’具有屏蔽板71及连接在屏蔽板71两端的两个屏蔽管72。其中，屏蔽罩7连接在各层阀组件2的左右两侧的外部，屏蔽罩7’连接在各层阀组件2的前后两侧的外部。
具体的，如图4所示，屏蔽罩7的屏蔽板71为大体呈l形的板状体结构，其一端设有连接板711，该连接板711的上下两端分别设有一个插入孔712；屏蔽管72由半圆形管体721和连接在半圆形管体721端部的两个直管722组成，屏蔽管72通过两个直管722插入屏蔽板71的两个插入孔712中，可实现与屏蔽板71的连接。在本实施例中，在屏蔽管72的端部设有连接板73，该连接板73的上下两端分别与两个直管722相连，通过螺栓731将连接板73固定连接在连接板711上，可进一步紧固连接屏蔽管72与屏蔽板71，以达到限制二者自由度的目的。该屏蔽罩7的l形屏蔽板71的长边沿前后方向固连在阀组件2的外侧，其l形屏蔽板71的短边位于阀组件2的前后两侧的外部，从而使得屏蔽管72位于阀组件2的前后两侧的外部。
屏蔽罩7’的屏蔽板71大体呈平板状结构，与图4的实施例类似，该屏蔽罩7’在屏蔽板71的两端分别设有一个连接板711，各连接板711的上下两端分别设有一个插入孔712；各屏蔽管72的两个直管722分别插入对应的插入孔712中，并通过连接板73实现屏蔽管72与屏蔽板71的进一步紧固连接。
本发明的屏蔽罩采用管板结合、分离式的设计结构，一方面可起到对各层阀组件2屏蔽的作用，另一方面，该屏蔽管72重量轻，其可容易地从屏蔽板71上拆卸和安装，方便检修人员的检修作业。
在本发明中，各层阀组件2的各阀段体21中的阀段211的结构均相同，在本发明中，阀段211包括多个左右并排设置的功率模块2111，该功率模块2111具有模块头2111a和模块尾2111b，该模块头2111a朝向检修通道31设置，该模块尾2111b朝向屏蔽管72设置。本发明的各层阀组件2的各功率模块2111的模块头2111a朝向检修通道31设置，方便检修人员作业。
在本发明的实施方式中，该特高压柔性直流输电支撑式阀塔的下方设有漏水检测装置8，该漏水检测装置8包括多个积水盘81及至少一个检测器83，各层阀段体21的多个阀段211的下方对应设有一个积水盘81，多个积水盘81通过多个导流管82连接有至少一个检测器83。
该漏水检测装置8放置在地面上，其位于特高压柔性直流输电支撑式阀塔的下方。在本实施例中，该漏水检测装置8具有四个积水盘81，每个积水盘81与各层阀组件2的一个阀段211上下对应设置。当然，在其他的实施例中，积水盘81的数量与各层阀组件2的阀段211的数量对应，例如，当各层阀组件2具有六个阀段211时，该漏水检测装置8具有六个积水盘81。该漏水检测装置8的检测器83可为液位检测器或湿度检测器，当各阀组件2的阀段211发生冷却介质泄露时，冷却介质滴落到相应的积水盘81中，然后通过各自的导流管82汇集到检测器83中以达到检测目的。
如图5所示，在本发明的一可行的实施例中，该漏水检测装置8的四个积水盘81呈矩形形状设置，各积水盘81分别连接有一根导流管82，四根导流管82与一个检测器83连接。
如图6所示，在本发明的另一可行的实施例中，该漏水检测装置8的四个积水盘81呈矩形形状设置，各积水盘81分别连接有一根导流管82，其中，两根导流管82与一个检测器83连接；另外两根导流管82与另一个检测器83相连。
当然，在其他的实施例中，每个积水盘81可通过各自的导流管82与一个检测器83相连，在此不做限制。通过设计多个检测器83，可增加该漏水检测装置8的安全可靠性。
在本发明的实施方式中，在多层阀组件2的上方还连接有均压管9；同时，在各底部支柱绝缘子1211的上下两端也分别设有均压管9。该些均压管9可起到均匀电场的作用。
另外，本发明的特高压柔性直流输电支撑式阀塔还设有光缆管101和冷却管102，其中光缆管101内用于放置光缆，该光缆可为各功率模块提供电能；该冷却管102内用于通入循环水，以便对各阀段体21进行冷却降温。
本发明的特高压柔性直流输电支撑式阀塔具有稳固的支撑结构，抗震能力强且方便日常检修维护，其为柔性直流输电技术在长距离架空线领域的应用奠定了基础。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。