CN106856666B

CN106856666B - 高压输电线

Info

Publication number: CN106856666B
Application number: CN201480080824.2A
Authority: CN
Inventors: P.考夫曼恩; E.洛加基斯; J.罗克斯
Original assignee: ABB Schweiz AG
Current assignee: ABB Schweiz AG
Priority date: 2014-07-25
Filing date: 2014-07-25
Publication date: 2020-01-21
Anticipated expiration: 2034-07-25
Also published as: WO2016012049A1; EP3172808B1; EP3172808A1; CN106856666A

Abstract

一种HV输电线(106)具有至少两个管状电绝缘装置(108)、至少一个电未绝缘的标称导体段(102)和用于接合绝缘装置的末端的接合处(117)加用于连接输电线的至少一个功率终端(109)。绝缘装置(108)是柔性的，具有在其内壁表面处的内部导电层(110)，并且具有这样的绝缘质量以致于它能够使导体段(102)一旦***到管状绝缘装置中，便与绝缘装置的外部电绝缘。一旦被***，未绝缘导体段便接触在管状电绝缘装置的内壁表面的内部导电层(110)，使得内部导电层(110)在HV输电线的操作状态中处于与导体段每个相同的电势上。

Description

高压输电线

技术领域

本发明涉及用于持续输电的高压输电线，其包括相互并排放置以形成高压输电线的内部电导体的多个细长导体段和布置成容纳和包围内部电标称导体段的细长管状电绝缘装置。

导体段要理解为标称导体段，其在由高压输电线的管状整体形状定义的纵向轴线的方向上能够电连接到相邻导体段，并且其与其它并排延伸导体段一起形成导体。术语导体段和术语输电线段分别理解为整体标称导体和整体输电线的纵向部分。

背景技术

用于长距离输电或配电的技术的发展通常受连接例如大型太阳能场、若干所连接的风场或大型水电站的远程可再生发电设施到大型负载中心的需要来驱动。另外，存在将不同电功率***互连的工业趋势。在现有技术中，容量高于3 GW的电功率传输通常限于架空线作为仅有的经济可担负的选择。然而，高压或超高压架空传输线靠近密集居住区通过，或者在其内通过的情况下，它们造成了视觉、电污染和磁污染。此外，架空传输线要求大的通道，并且因此要求用于安装的土地，这在土地的价格是高的并且因此产生成本的情况下在密集居住区中成问题。因此，使用地下和水下功率电缆用于电功率传输是具吸引力的备选方案，因为电缆不要求任何高压电线铁塔，并且安装为地下电缆，并且因此是不可见的。然而，由于内部导体大小和电缆绝缘厚度的限制，将地下和海底功率电缆按比例加大(scaling-up)以便增大电功率的传输被限制。通过增大电压或电流，能够增大在高容量传输***中传送的电功率。在不增大电场的情况下，更高的电压要求增大电功率电缆绝缘的厚度。在不增大电缆绝缘上的热负载的情况下实现更高电流要求增大电功率电缆的内部电导体的截面面积或者要求具有更高导电率的材料用于内部电导体。

本发明的发明者已识别,限制现有技术功率电缆技术的按比例加大的因素是在不牺牲功率电缆的整体柔性的情况下，不能增大现有技术功率电缆的截面面积的事实，这又导致对于所述传输容量,常规生产的功率电缆段的长度必须被减小，因为常规功率电缆(其中增大的截面面积允许更高电流)的不屈性(inflexibility)使其太难以运输，或者阻止太长的功率电缆段从生产点运输到安装点。通常，电功率电缆可通过电缆挤压线中的挤压来生产，并且期望生产尽可能长的挤压的功率电缆段以将在安装点上的接合处的数量保持到最小值。功率电缆段的长度的减小导致用于接合功率电缆段以便安装完整的输电线的接合处的数量的增加。因此，安装时间被延长，并且在操作中的输电或配电***的长期电可靠性随着接合处的数量的增加而降低。

US 5043538描述了一种防渗水电缆构造，其包含中央电导体、诸如塑料的绝缘材料的覆盖层、由多个个别导体形成的屏蔽层，屏蔽层嵌在半导电材料层中、重叠防潮屏障金属箔材料层及绝缘材料的另外覆盖层中。

WO 02/27734公开了一种用于远距离功率的传输的电气电缆***。该电缆***包含一组挤压的铝管导体。

US 4298058描述了一种防潮电气电缆，其包括在橡胶弹性内套筒中包围的三个绞在一起的绝缘导体，在其上安装内部铜管和外部钢管的波纹双管布置。

US 7999188-B2公开了一种用于运输或分配电能，特别是中压或高压电能的电缆，包含包围电导体的电绝缘层和包围电绝缘层的护套。公开了护套配置成保证改进的柔性而不损害机械属性和特别是热压电阻。

EP1585204公开了一种用于AC传输的电缆布置，其中，安装管道容纳用于三个相位的电缆。每个相位电缆具有其自己的绝缘。安装管道由足够厚以确保接地的金属的内屏组成。电缆现场组装，由此安装管道从在绕相位电缆卷绕并且将带侧焊接在一起时平面带获得圆形。由于将未来的管道能够作为带缠绕，因此，促进运输。

发明内容

本发明的目的是要促进高压传输线，其允许与常规功率电缆(特别是与例如地下电缆的用于水下/海底安装或用于陆地上安装的电缆)相比更紧凑和经济的输电，而相对于输电线的运输的限制，没有生产的输电线段的长度的任何减小。

本发明的上面提及的目的得以实现，因为管状电绝缘装置具有诸如下面描述的特定特征，其允许它独立于标称导体段而运输到高压输电线的安装点。因此，管状电绝缘装置设计用于通过***来接纳多个电导体段，所述管状电绝缘装置是柔性的，并且包括用于电导体一旦***到管状电绝缘装置中便建立到其的电接触的内部圆周导电层。

术语“高压”应在下文理解为在输电线的操作状态中高于至少1kV的额定或标称电压，但术语“高压”经常用于高于50kV的标称电压，而术语“中压”经常用于在1kV与50kV之间的标称电压。

本发明对于具有用于经济高压输电线的标称电压（理解成具有至少320kV）的高压输电线是特别经济的。

术语“高压输电线”不仅应理解成限于能够提供例如从应用到其内表面的有效电势(live potential)到应用到其外表面的接地电势的持久并且可靠的电绝缘的输电线，而且囊括携带例如诸如5000安培的高电流的输电线。

术语“输电”应理解为永久性运输AC和DC电功率的能力，即，在较长时间期内而不只是瞬间，在短时间期内，例如用于释放闪电冲击(lightning stroke)、故障电流或诸如此类。

术语“柔性的”要在下文理解为“可弯曲的”，并且不是按照管状电绝缘装置和/或高压输电线的多种使用。因此，术语柔性的用于描述通过也称为纵向轴线的绝缘装置的中心线的任何平面中的柔性。换而言之，柔性允许绝缘装置弯曲。通常，能够以在4到25的范围中，通常在9与15之间的范围中的弯曲率来弯曲根据本发明的绝缘装置。可弯性作为在绝缘装置的直径与可能弯曲半径之间的关系来测量。在未使用过多的力用于在那个半径卷绕，而没有显著的变形、裂缝或其它缺陷的情况下，可能弯曲半径对应于绝缘装置能够弯曲到的半径。

根据本发明，绝缘装置是与标称的未绝缘导体段分开的实体，并且未绝缘导体段能够***到其中以形成输电线。

通过本发明的绝缘装置，将有可能获得允许比采用常规电缆能够实现的更高得多的功率额定，而不会导致不当的短电缆段的输电线。对于采用常规电缆技术传送以高于1GW的量值的电功率，这要求将电压增大到造成上面讨论的各类的问题的电平，或者使用平行的多个电缆。具有诸如320kV的“适中”高电压并且使用一条单电缆的备选方案将导致这种高的导体面积以致于常规电缆不能弯曲以便在卷筒上运输。结果将是极短的电缆段和大量的接合处。采用提供有根据本发明的绝缘装置的输电线，避免了此情况。

本发明的原理能够概括为：

- 通过增大传导截面面积并且保持高电压“适中”，允许标称额定的增大，

- 用来将固体绝缘管与导体绞股线分开，

- 由此实现长的段，以及

- 由此降低每公里每传送GW的接合处的数量。

采用使用绝缘装置形成的输电线的弯曲属性允许运输卷绕在卷筒上并且以数百米的段长度的所组装的输电线。

绝缘装置的特定构造也使得备选现场组装输电线成为可能，由此导体段和绝缘装置个别运输到现场。因此，个别的未组装部件运输更轻，并且运输重量限制（例如，用于道路运输的32吨）在更长得多的段长度达到。

例如，如果要在320 kV的电压采用常规电缆技术要传送3 GW的功率，则在不是电缆太刚硬而不能弯曲用于运输的情况下，它将要求平行的5条电缆以便获得足够的传导面积。

采用具有根据本发明的绝缘装置的高压输电***，要求仅一条单高压输电线，并且输电线能够采用长于300米的传输线段长度组装运输。此种区段(sector)的总重量将是大约32吨，并且能够在一辆货车上运输。

在运输根据本发明的未组装有要***的导体段的绝缘装置时，在此示例中，绝缘装置段能够增大到几乎700米，因为在那个情况下，正是单独的绝缘装置的重量必须匹配重量限制。

能够提供有在此示例中的本发明的绝缘装置的输电线替换五条常规电缆。这导致生产成本将降低，用于电缆沟的要求空间也降低。

根据本发明的绝缘装置的优选实施例，它是柔性的，使得它能够盘绕在卷筒上用于运输。

此准则表示参照标准电缆运输卷筒的最大常规大小的明确柔性度。此柔性度确保关于本质方面利用了本发明的绝缘装置的有益效应。

目前的高压输电线可不但用于在点A与点B之间建立长距离连接，并因此形成相互平行提供的多个常见高压电缆的经济有利备选方案，而且用于建立从气体绝缘变电站的第一部分到气体绝缘变电站的第二部分的较短距离连接，例如，用于电连接在高速公路的两侧延伸的改进的变电站的两个部分，或者通过在现有建筑物中的不同空洞或不同地下室电连接两个部分。目前的高压输电线因此形成也称为气体绝缘母线管道(GIB)的所谓气体绝缘线(GIL)的在经济上具有吸引力的备选方案。

在示范使用中，目前的高压输电线可用于替换GIL或GIB。气体绝缘线(GIL)或气体绝缘母线管道(GIB)通常用来连接气体绝缘开关设备与通常在地上并且跨几百米布线的架空线，从而引起大的并且加压的体积的SF₆绝缘气体混合物。用于更高电压的最常见电压电平是420kV AC和至少4000安培。六氟化硫(SF₆)是极有力的温室气体，并且因此经受增加的规章和禁令。因此，越来越多的电网运营商需要备选绝缘解决方案。将GIL/GIB替换成常规挤压的电缆对于大多数情况是不经济的，因为一个单GIL/GIB将需要采用相互平行安装的若干条电缆来替换。

使用根据本申请的可弯曲并且因此柔性的高压输电线的优点在于此种电连接也能够在其中将存在可用于建立常规母线管道的不充足的空间的情况下建立，例如，在现有变电站或开关场(switchyard)的提高定额的情况下。

与气体绝缘母线管道相比，根据本申请的可弯曲并且因此柔性的高压输电线的另外优点在于不要求用于平衡热膨胀的补偿器。

此外，根据本申请中公开的所有实施例的高压输电线比常见气体绝缘母线管道更有利，因为它是无SF₆的，它是安装更容易（由于定向和位置容限更宽容）的方式，它是安装和维护更快（没有要求的气体排气和气体监测）的方式。与常见气体绝缘母线管道相比，所有此优点允许降低用于与根据本申请的高压输电线建立短距离连接的总成本。

虽然上面提及的实施例针对若干百千伏特的标称高电压应用，但如果输电线段的长度将增大，并且接合处的数量将减小，则相同概念同样适用于更低得多的电压。

此种管状电绝缘装置允许建立高压输电线，其包括至少两个管状电绝缘装置、在至少两个管状电绝缘装置的每个中提供的至少一个标称的未绝缘导体段及用于接合，即电连接导体段和相对于纵向轴线在径向方向上电绝缘两个相邻管状电绝缘装置的末端的接合处。为形成独立***，例如，高压输电线还包括用于连接至少一个标称导体段到诸如架空线或气体绝缘模块的电连接的至少一个功率终端。接合处能够在陆地安装的情况下是预制接合处，并且在海底安装的情况下是柔性的或所谓的工厂接合处。在示范实施例中，功率终端能够是用来与相邻架空线连接的套管和到诸如GIS的气体绝缘模块的电缆连接。接合处和终端可通过按比例加大已知电缆接合处或无油电缆终端而实现。

如上提及的，与常规高压电缆相比，高压输电线是独特的，因为至少一个电导体段电未绝缘，以及因为管状电绝缘装置在可弯曲性方面是柔性的。管状电绝缘装置还包括在其内壁表面处的内部圆周导电层，并且具有这样的绝缘质量以致于它能够使至少一个电未绝缘导体段一旦***到管状电绝缘装置中，便与管状电绝缘器的外部电绝缘。一旦至少一个电未绝缘导体段***到管状电绝缘装置中，它们便接触在管状电绝缘装置的内壁表面处的内部圆周导电层。因此，内部圆周导电层在高压输电线的操作状态中处于与至少一个电未绝缘导体段每个相同的电势上，使得电场的最佳屏蔽和均质化是可实现的。

所述高压输电线的优点在于提供了升级功能性，其中，以后只要绝缘软管的内部直径最初是超大的，并且只要现有导体段的填充率允许它，便能够***附加的未电绝缘导体段。为进行升级，SIL保持在其位置并且顺沿着布线（例如，埋在地下或安装在隧道内）。仅接合处/终端将需要修改，例如，替换成更大类型。

另外优点在于它变成用于建立到近海风电场的海底连接的经济解决方案，该连接包含提供包含数据通信连同大的输电容量的广泛功能性的通信信道。

根据另外实施例，内部圆周导电层在尺寸上是稳定的，使得当在没有在其内部***的标称导体段的情况下盘绕在卷筒上用于运输时其环形截面得以保持。

通过以这样方式避免在运输期间绝缘装置的截面的任何变形，确保了在它要在组装点处组装时绝缘装置的适当条件，并且消除了在现场处对其整形挤压以便促进导体段的***的任何需要。

根据另外实施例，电绝缘装置是柔性的，使得其弯曲半径处在管状电绝缘装置的外径的4到20倍的范围中。

优选的是，在其中诸如常规电缆的输电线埋在地下的陆地安装的情况下，范围是4到10倍。高压输电线可具有可弯曲性，其是这样的以致于它能够用作高压输电电缆。

在一方面对于运输方面和另一方面对于诸如稳定性的其它实际方面的考虑中，用于弯曲半径的指定范围(具体而言窄的范围)表示对于本发明的目的优化的弯曲属性。要理解的是，在本上文中的术语弯曲半径意味着在未使用过多的力或损害绝缘装置的情况下绝缘装置能够弯曲到的半径。

根据另外实施例，管状电绝缘装置的内部圆周导电层是波纹管或带绕(stripwound)管。

这是获得内层的柔性的特殊适合和方便的方式。

目前的高压输电线的典型实施例将还包括相对于纵向轴线径向位于导电内层外的至少一个圆周延伸的电绝缘体层和径向位于至少一个圆周电绝缘体层外的圆周延伸的导电外层。

圆周电绝缘体层包围导电内层，并且圆周导电外层包围至少一个圆周电绝缘体。

根据另外实施例，管状电绝缘装置通过挤压产生。通常，它因此在由管状电绝缘装置的整体管状形状定义的纵向方向是无缝的。此外，挤压过程提供用于电绝缘的均质形成。

如果例如在电绝缘体层与导电内层之间及在电绝缘体层与导电外层之间诸如尘粒的杂质的数量将减少，则电绝缘体层和导电外层可共挤压到导电内层上。

借助于此种示范实施例，提供了柔性和有效的输电线***，其适合用于通过本申请提供的发明概念，即，未组装的输电线构件的运输和输电线构件在现场的组装。借助于此实施例，由电流携带内部电导体生成的电场能够得到有效控制和良好定义。至少一个圆周电绝缘体层可包括一个或多个圆周电绝缘体。导电内层和外层中的至少一个可以是半导电的。在外传导层外，其它圆周层可例如添加为环境保护。

根据另外实施例，导电内层和外层的每个由金属复合物制成，或者由导电聚合物或聚合物复合物制成。如果外层由金属制成，则连同电绝缘体层的共挤压是不可能的。

根据另外实施例，导电内层和外层布置成形成保护屏障，其保护至少一个圆周电绝缘体免于潮湿和机械磨损。

此实施例适合由本发明提供的本发明概念，其中输电线在现场组装，因为在电绝缘装置和未组装的多个细长电导体段的运输期间电绝缘装置的电绝缘体在内侧和在外侧均受到保护。此外，在组装电绝缘装置和多个细长相电导体段期间，电绝缘装置的电绝缘体也受到保护免于由多个细长电导体段招致的任何机械磨损。借助于此实施例，提供了柔性和有效的输电线绝缘***。

如果被要求，导电内层和外层中的至少一个在外侧上和/或在内侧上覆盖有半导电材料。

在管状绝缘装置的一些实施例中，两个层均被覆盖。在本上下文中半导电材料意味着遵循以下定义的半导电材料：它具有低导电率，但另一方面传导比绝缘材料更好的电力。

根据另外优选实施例，电绝缘容量是这样的以致于它能够在高压输电线中使用。

此实施例反映本发明的优点对于此种应用是特别有关的。本发明特别对诸如在320kV和更高的电压电平的超高电压感兴趣。优选地,绝缘层的厚度大于30毫米。具体而言，层是至少60毫米厚，其适合超高电压应用。

根据另外优选实施例，内层具有至少80毫米的内径，优选是至少120毫米。

大的内径允许以大约70%或更大的填充比率容纳略小于5000 mm²的总传导截面面积的导体段。内径可在纵向方向上有所不同，例如，在内层是波纹管时。在那个情况下，术语“内径”与最小显现内径有关。下面进一步定义术语填充比率。

如果被要求，多个导体段可例如通过带子、金属线或诸如此类捆绑在一起，以便简化导体段到绝缘装置中的***。

在高压输电线的一些实施例中，导体的至少一个导体段与导体的至少另一并排延伸的导体段电接触。

虽然在输电线包含彼此绝缘的导体段时也可应用本发明，但主要感兴趣的是在导体段彼此电接触以形成常见导体时，特别是在所有导体段彼此电接触时本发明的优点。

紧接着上面提及的实施例具有与本发明的管状电绝缘装置的实施例类似类似种类的优点,其涉及其弯曲属性。关于由柔性和由弯曲半径的意味着的事物的说明(clarification)在上面结合绝缘装置提出，并且这些说明也与输电线相关。通常，导体段的弯曲半径将相应地在管状电绝缘装置的外径的大约5到25倍和5到12.5倍的范围中。

根据另外实施例，多个细长电导体段相对于绝缘装置至少部分宽松地布置，使得电导体段能够在高压输电线是弯曲的时相对于绝缘装置移动。术语“宽松地布置”被理解,使得导体段未固定或附接到绝缘装置的内圆周，在常规挤压电缆的情况下通常就是这样。然而，这不排除导体段与绝缘装置的内圆周接触。导体部分可沿整个长度宽松地布置，但可备选在沿输电线的某些点处附接到绝缘装置的内圆周。

根据另外优选实施例，导体的并排延伸导体段的数量至少为4。

导体段的数量越大，对于给定总导体截面面积，关于实现高可弯曲性的益处就越多。因此，从此观点而言，具有诸如4个或更多个的多个导体段是有利的。其它考虑可说明限制导体段的数量的原因。然而，在大多数情况下，绝缘装置的可弯曲性是限制因素，由此通常关于可弯曲性准则，少量的导体区段是充分的。

对于采用若干百千伏的标称电压的高电压应用，导体的传导截面面积至少为3000mm²，优选至少5000 mm²。这是导体段的传导截面面积之和。如被假设来理解的，本发明的益处越大，功率就越大，并且因此对于给定电压，传导截面面积越大。这是优选将本发明应用于高于指定的截面的原因。在传导截面面积大于10000 mm²，并且具体而言大于20000 mm²时，优点是最相关的。可为高达那个数值的两倍并且甚至五倍的传导截面面积应用本发明。

为允许在运输前或者在现场组装输电线，在绝缘装置内应存在一定的多余的空间，使得导体段能够被***。多余的空间越多，***将越容易。另一方面，感兴趣的是获得充分的填充比率以便最小化用于给定传导截面面积的绝缘装置的直径。大多数情况下，用于多余的截面面积的指定最小值将使导体段的***变得容易。对于各种原因，填充比率通常将低于90%，其对应于截面多余的面积的指定最小值。在用于多余的截面面积的对应更高数值的情况下，可应用30%或者甚至20%的填充比率。优选的是，在将各种方面考虑在内时，多余的截面面积是在20%到50%的范围中。填充比率是在导体的截面面积与绝缘装置的内部截面面积之间的比率。例如30%的填充比率因此意味着70%的多余的截面面积。万一内层具有在纵向方向上变化的直径，对于波纹管通常就是这样，则绝缘装置的内部截面面积与最小显现直径有关。

如果管状电绝缘装置将也用作传送信号的载体，则它能还包括相对于纵向轴线在第二传导层外径向提供的附加的导体线。此种实施例的优点在于无需连同输电线敷设单独的信号线。取决于预期使用，附加的导体线能够是预期用于监测绝缘体接合处或者用于一次性允许通信及大容量功率传送的信号线或光纤。

如果对于某一原因而被要求，则也有可能在内部圆周导电层与内壁表面之间提供附加的导体线。在示范实施例中，附加的导体线嵌在内部圆周导电层与载体管之间。在另外实施例中，附加的导体线嵌在电绝缘体层与外部圆周导电层之间。虽然与在其中附加导体线在导电外层外径向布置的实施例中相比，此类实施例目前被认为在技术上是不太有利的,因为附加导体线相对于纵向轴线，在径向方向上针对来自未电绝缘导体段的电场更少被屏蔽，但此种实施例可仍足以建立用于例如监测高压传输线和/或其元件的可靠通信线路。

根据本发明的高压传输线能够授予有附加的功能性，因为它还包括用于传送信号的辅助导体，其中，辅助导体也被***管状电绝缘体中。由于典型的填充因数预计远远小于100%，但留有一定的空间用于可选地包含绝缘管的内部的附加功能性。作为辅助导体的示范实施例的光纤能够与标称导体段并排敷设。那个辅助导体可用于监测沿轴向方向的温度用于检测部分放电或者用于观察输电线的含水量的任何变化。电绝缘体管适合用于掩蔽用于通信目的的例如由强化玻璃光纤制成的辅助线路/导体的附加线路。备选地，辅助导体可以是基于铜的导体。在任何情况下，辅助导体可受到保护免于损坏，和/或通过其自己的绝缘而受到电保护，或者免于过度的电场,如果被要求的话。

根据所有实施列的高压输电线能够在高压或中压电平操作的AC或DC能量传输***中使用。高压输电线能够通过包括以下基本步骤的下面的示范方法来建立：

提供多个细长电导体段；

提供细长管状电绝缘装置；

将未组装的多个细长电导体段和电绝缘装置运输到安装点；以及

现场组装多个细长电导体段和电绝缘装置，以形成多个细长电导体段的电导体和形成电导体和管状电绝缘装置的绝缘高压输电线，其中，组装多个细长电导体段和电绝缘装置的步骤包括将多个细长电导体段***到预制管状电绝缘装置中。

安装点可以是其中要安装输电线的实际位置及其中准备在指定运输后的输电线用于安装的中间组装点。

电导体段和电绝缘装置能够单独运输，因此，运输的潜在重量限制（例如，在货车上）能够得以避免。此外，与对应尺寸的所组装高压功率电缆段相比，能够运输更长的长度的个别细长电导体段和管状电绝缘装置。

借助于根据本申请的方法，有利于本发明的高压输电线段的运输，特别是提供大截面面积的内部电导体和长的连续传输线段长度的高压输电线的运输。因此，借助于本文中公开的方法，通过增大内部电导体的截面面积，获得了由输电线，特别是例如地下输电线的陆上安装或海底安装的输电线传送的电功率或其的电流携带能力的增大，其中只在运输期间稍微损害了高压输电线的柔性。因此，通过根据本发明的方法获得的内部电导体的截面面积的增大要求仅小幅减小传输线段长度用于运输，并且因此要求很少的附加的接合处。相反，具有更长的长度的输电线段能够借助于本发明的方法以有效的方式运输。借助于根据本发明的方法，接合处的数量能够保持到最小值，安装变得更有效，安装成本得以降低，以及操作中的输电或配电***的可靠性能够增大。

附图说明

现在将通过示意实施例并参照附图，为示范目的而更详细地描述本发明，其中：

图1是根据本发明的高压输电线的实施例的示意透视图；

图2是根据本发明的高压输电线的实施例的管状电绝缘装置的实施例的区段的示意透视图；

图3a是根据本发明的高压输电线的实施例的多个细长电导体段的实施例的示意截面视图；

图3b是根据本发明的高压输电线的实施例的多个细长电导体段的另一实施例的示意截面视图；

图4a是图示组装前多个细长电导体段的实施例的示意截面视图；

图4b是图示组装前多个细长电导体段的另一实施例的示意截面视图；

图5是图示根据本发明的方法的实施例的方面的流程图；

图6是图示在被运输期间可如何存储多个细长电导体段和管状电绝缘装置的示意视图。

图7是根据本发明的示例，通过电绝缘装置的细节的截面。

图8是根据本发明的另外示例的输电线的示意透视图。

具体实施方式

图1示意示出根据本发明的高压输电线106的实施例的方面。图1中,其是用于说明性目的的部分剖视图，高压输电线被组装，并且因此处于所组装的状态中。高压输电线包括布置成相互并排并且相互电接触地放置以形成高压输电线106的内部电导体104的多个细长电导体段102。通过其管状整体形状，高压输电线106定义纵向轴线113。高压输电线106可以是高压直流(HVDC)输电线或高压交流(HAVC)输电线。高压输电线包括布置成容纳和包围由电导体段102形成的内部电导体104的细长管状电绝缘装置108。用于传送信号的辅助导体116与电导体段102一起***到管状电绝缘装置108中。

接合处117提供用于接合，即连接导体段102和在纵向轴线113的方向上相互面对的两个相邻管状电绝缘装置108的末端。

图2示出可基本上对应于图1的电绝缘装置108的细长管状电绝缘装置208的另一实施例的区段。要理解，图2的电绝缘装置208具有比图2中所示的更长的长度。多个细长电导体段102可***到管状电绝缘装置108；208中。多个细长电导体段102和电绝缘装置108；208布置成未组装运输到安装点。多个细长电导体段102和电绝缘装置108；208布置成现场组装以形成多个细长电导体段102的内部电导体104，并且形成内部电导体104和电绝缘装置108；208的绝缘高压输电线106。安装点是其中要安装高压输电线106的位置，例如在陆地上，例如在地面中或者在海底应用中在海中敷设。有利的是，个别的电导体段102和电绝缘装置108；208是柔性的用于运输。

每个电绝缘装置108；208包括布置成容纳和包围多个细长电导体段102的圆周导电内层110；210、位于导电内层110；210外并且包围其的至少一个圆周电绝缘体层112；212和位于至少一个圆周电绝缘体层112；212外并且包围其的圆周导电外层114；214。电绝缘装置108、208包括在其内壁表面111处的内部圆周导电层110（参见图1）、210（参见图2）或810（参见图8）。

内部导电层110；210在图1和图2中示出的实施例中是波纹管。至少一个圆周电绝缘体层112；212包括由固态介电材料制成的至少一个圆周电绝缘层。导电内层和外层110、114；210、214布置成形成保护屏障，其保护至少一个圆周电绝缘体层112；212免于潮湿和机械磨损。通常，电绝缘装置108；208布置成使在其中容纳的内部电导体104与外部电绝缘。

参照图3a-b和4a-b，截面中示意图示多个细长电导体段的多个实施例。参照图3a-b，每个电导体段302；402可包括单个导电绞股线304或单个导电异型金属线(profilewire) 404或多个导电绞股线304或多个导电异型金属线404。图3a-b示意图示电导体段302；402，在它们已相互并排并且相互电接触地放置，且组装成电导体306；406时。绞股线304或金属线404由铜或铝或任何其它适合的导电材料或材料复合物制成。

图4a-b示意图示多个细长电导体段的另外实施例。

在图4a的实施例中，多个细长电导体段502包括布置成相互并排并且相互电接触地放置以形成高压输电线的内部电导体的两个段502。

在图4b的实施例中，多个细长电导体段602包括布置成相互并排并且相互电接触地放置以形成高压输电线的内部电导体的四个段602。然而，其它形状和数量的导体段是可能的。如果被要求，多个细长电导体段例如可通过具有纵向延伸的带子（未示出）保持在一起。在图1中示出的实施例中，电导体段未采用此种带子保持在一起。在形成内部电导体时，多个细长电导体段可在轴向方向相互并排布置在一起并且相互电接触，而在径向方向上无需以机械方式将电导体段压紧在一起。

参照图5和6，示意图示根据本发明的用于提供绝缘高压输电线的方法的实施例的方面。方法的实施例包括在步骤701处提供多个细长电导体段和在步骤702处提供细长管状电绝缘装置的步骤。电导体段102；302；402；502；602和电绝缘装置108；208可对应于上面公开的实施例。在步骤703处，多个细长电导体段可以以未组装的状态个别缠绕在至少一个卷筒或辊上。在步骤704处，电绝缘装置108；208可个别未组装缠绕在至少一个卷筒或辊802上（参见图6）。

图6示意图示在卷筒或辊802的纵向方向上和径向方向上以多层缠绕到卷筒或辊802上的绝缘装置108;208。要理解，每个电导体段102；302；402；502；602可以以对应的方式缠绕。在步骤705处，将多个细长电导体段和电绝缘装置未组装运输到安装点。因此，多个细长电导体段和电绝缘装置可如上提及的那样缠绕在卷筒或辊802上未组装运输。然而，多个细长电导体段和电绝缘装置可不缠绕在卷筒或辊802上未组装运输。方法的实施例包括在步骤706处现场组装多个细长电导体段和电绝缘装置以形成多个细长电导体段的电导体和形成电导体与管状电绝缘装置的绝缘高压输电线的步骤。组装多个细长电导体段和电绝缘装置的步骤包括将多个细长电导体段***到管状电绝缘装置中。组装多个细长电导体段和电绝缘装置的步骤可包括将多个细长电导体段相互并排并且相互电接触地放置，以形成电导体。多个细长电导体段在***到管状电绝缘装置中前可相互并排和相互电接触地放置以组装电导体。备选地，多个细长电导体段可相互并排和相互电接触地放置以在管状电绝缘装置内组装电导体。

作为将电绝缘装置的内部金属层提供为如图2中所描绘的波纹异型的备选方案，内层可以是带绕金属管。图7图示此种带绕管810的示例。

图8中图示本发明的绝缘高压输电线206的另外示例。在此示例中，由传输线206传送的功率超过2 GW。外部导电层914充当套、屏和防潮层，但为清晰的原因而以简化方式描绘。绝缘的内层910同样是波纹管或带绕管。内层910布置在外部导电层914与绝缘层912之间。外部导电层914和绝缘层912通过共挤压应用到内层910，使用内层910作为用于挤压过程的载体元素。

在电绝缘装置206的可选实施例中，相对于纵向轴线在第二传导层914外径向提供了附加的导体线916。

容纳在绝缘装置908内的导体装置904在此示例中由十个导体段902组成，每个导体段是具有52毫米直径的铝绞股线。内层的内径为231毫米，并且绝缘装置的外径为307毫米。填充因数为大约50%。导体装置904的传导面积为大约21000 mm²，并且在0,45 A/mm²的电流密度的情况下，电流将为9,4 kA。因此，在320 kV的电压的传送导致3 GW。

在工厂组装输电线时，输电线将以309米的段运输。它以1:10.4的弯曲比率缠绕在卷筒上。铝绞股线的重量为每米58千克，并且绝缘装置的重量为每米47千克。整个段因此具有大约32吨的重量。

在现场组装输电线时，导体段和绝缘装置在单独的卷筒上运输，并且弯曲比率为1:9.4。

在此情况下，由于更强的弯曲比率，线段能够更长，并且在此情况下，段长度为681米。由此，接合处的数量减少到不到一半。

在图8中，导体段全部具有相等的直径，但输电线可备选包括不同直径的导体段。

上面公开的设备的不同实施例的特征可以以各种可能方式组合，提供另外的有利实施例。本发明不应视为限于所图示实施例，而是能够在不脱离随附权利要求的范围的情况下由本领域技术人员以许多方式修改和变更。

Claims

1.一种高压输电线（106，206），包括：

至少两个管状电绝缘装置（108，208，908），

在所述至少两个管状电绝缘装置（108，208，908）的每个中提供的至少一个标称导体段（102；302；402；502；602；902），

和用于接合所述导体段（102；302；402；502；602；902）和两个相邻管状电绝缘装置（108，208，908）的末端的接合处(117)，

以及用于将所述至少一个标称导体段（102；302；402；502；602；902）连接到电连接的至少一个功率终端(109)，其特征在于

所述至少一个电导体段（102；302；402；502；602；902）被电未绝缘，以及

所述管状电绝缘装置（108，208，908）在可弯曲性方面是柔性的，并且包括在其内壁表面(111)处的内部圆周导电层（110，210，810，910），

其中所述管状电绝缘装置（108，208，908）具有绝缘质量，使得它能够使所述至少一个电未绝缘导体段（102，302，402，502，602，902）一旦***到所述管状电绝缘装置（108，208，908）中，便与所述管状电绝缘装置（108，208，908）的外部电绝缘，以及

所述至少一个电未绝缘导体段（102；302；402；502；602；902）被***到所述管状电绝缘装置（108，208，908）中，使得所述至少一个电未绝缘导体段（102；302；402；502；602；902）接触在所述管状电绝缘装置（108，208，908）的其内壁表面(111)处的所述内部圆周导电层（110，210，810，910），使得所述内部圆周导电层（110，210，810，910）在所述高压输电线（106，206）的操作状态中处于与所述至少一个电未绝缘导体段（102；302；402；502；602；902）每个相同的电势上。

2.如权利要求1所述的高压输电线（160，206），其特征在于所述内部圆周导电层（110，210，810，910）在尺寸上是稳定的，使得在盘绕在卷筒上以用于运输时其环形截面被保持。

3.如权利要求1所述的高压输电线（160，206），其特征在于所述电绝缘装置（108；208；908）是柔性的，使得其弯曲半径处在所述管状电绝缘装置（108，208；908）的外径的4到20倍的范围中。

4.如权利要求1所述的高压输电线（160，206），其特征在于所述内部圆周导电层(110)是波纹管(210)或带绕管(810)。

5.如权利要求1所述的高压输电线（160，206），其特征在于所述电绝缘装置（108；208；908）包括相对于纵向轴线(113)径向位于所述导电内层（110，210，810，910）外的至少一个圆周延伸的电绝缘体层（112；212；912）和径向位于所述至少一个圆周电绝缘体层（112；212；912）外的圆周延伸的导电外层（114；214；914）。

6.如权利要求5所述的高压输电线（160，206），其特征在于通过使所述电绝缘体层（112；212；912）挤压到所述导电内层（110，210）上，并且通过使所述导电外层（114；214；914）挤压到所述电绝缘体层（112；212；912）上，产生所述管状电绝缘装置（108，208，908）。

7.如权利要求6所述的高压输电线（160，206），其特征在于所述电绝缘体层（112；212；912）和所述导电外层（114；214；914）被共同挤压到所述导电内层（110，210；810；910）上。

8.如权利要求5到7中的任一项所述的高压输电线（160，206），其特征在于所述导电外层（110，114；210，214；914）由金属复合物或导电聚合物制成。

9.如权利要求5到7中的任一项所述的高压输电线（160，206），其特征在于所述导电内层（110，210，810，910）和所述导电外层（114；214）中的至少一个在外侧上和/或在内侧上覆盖有半导电材料。

10.如权利要求5所述的高压输电线（160，206），其特征在于相对于所述纵向轴线(3)，在所述导电外层（114；214；914）外径向提供了附加的导体线(916)。

11.如权利要求5所述的高压输电线（160，206），其特征在于相对于所述纵向轴线(3)，在所述内部圆周导电层（110，210，810，910）与所述内壁表面(111)之间径向提供了附加的导体线(916)。

12.如权利要求1所述的高压输电线（160，206），其特征在于用于传送信号的辅助导体(116)，其中所述辅助导体也被***到所述管状电绝缘装置（108；208；908）中。

13.一种如权利要求1-12中的任一项所述的高压输电线（160，206）的用途，所述用途用于传送具有高于1kV的AC或DC电压。

14.如权利要求13所述的高压输电线（160，206）的用途，所述用途用于传送具有高于50kV的AC或DC电压。

15.如权利要求13所述的高压输电线（160，206）的用途，所述用途用于传送具有高于300kV的AC或DC电压。