專利名稱：高壓套管及包括這樣的套管的高壓裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的來(lái)說(shuō)涉及高壓套管，更具體來(lái)說(shuō)，涉及一種部分浸沒(méi)在諸 如油的絕緣液體內(nèi)的高壓套管。本發(fā)明還涉及一種包括這樣的套管的高壓 裝置。
背景技術(shù)：
已知諸如高壓變壓器等的電子設(shè)備和裝置通常配備有套管，這適合于 在高電勢(shì)下承載電流通過(guò)諸如變壓器箱或墻等的接地的阻擋物。
傳統(tǒng)的高壓變壓器套管由絕緣體構(gòu)成，所述絕緣體由陶瓷或者復(fù)合材 料制成，所述絕緣體設(shè)置有裙部，并且一fcl空的，在所述絕緣體內(nèi)部4吏 用包含紙油或者樹(shù)脂浸漬的環(huán)氧樹(shù)脂的電容器體進(jìn)行電壓分級(jí)，導(dǎo)電體通 過(guò)所述環(huán)氧樹(shù)脂，從而使裝配所述套管的裝置的內(nèi)部被連接到外部。因此， 電容器芯在高電壓和接地部件之間提供了平滑的電勢(shì)分布。
對(duì)于具有電容器體的變壓器套管常見(jiàn)的是，套管的浸沒(méi)在變壓器箱中 的部分包含油。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種高壓套管，該高壓套管具有良好的介電 屬性和熱屬性，包^^較少的部件，并且易于適配到不同的應(yīng)用。
本發(fā)明基于下述的實(shí)現(xiàn)方式可將具有接地的屏蔽管而不是電容器芯 的套管用于某應(yīng)用中，在該應(yīng)用中，套管的一部分浸沒(méi)在油內(nèi)。例如，這 是變壓器套管的情況，其中套管被浸沒(méi)在變壓器箱中的變壓器油內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了 一種用于包含絕緣液體的高壓裝置的 高壓套管，該高壓套管包括空的絕緣體外殼，所述空的絕緣體外殼包括 被設(shè)置為布置在所述高壓裝置的外部的第一側(cè)絕緣體和被設(shè)置為浸沒(méi)在 所述高壓裝置的絕緣液體內(nèi)的第二側(cè)絕緣體；以及高壓導(dǎo)體，所述高壓導(dǎo)
體被設(shè)置在所述空的絕緣體外殼內(nèi)，所述高壓套管的特點(diǎn)是在所述高壓導(dǎo) 體和所述絕緣體外殼之間4C供了電壓分級(jí)屏蔽物。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，還提供了一種高壓裝置，該高壓裝置包括至 少一個(gè)這樣的套管。
通過(guò)利用本發(fā)明的套管，獲得了幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)使用屏蔽管，可以使 套管完全干燥，即套管不包^M壬何油。而且，已經(jīng)表明套管內(nèi)的電場(chǎng)模式
對(duì)于AC和DC應(yīng)用二者幾乎相同，從而使套管適合于AC和DC 二者。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例內(nèi)，將諸如SF6或者N2或者其混合物等的絕緣氣 體用作在套管的連接到所述高壓裝置的部分內(nèi)的絕緣介質(zhì)。由于所述絕緣 氣體以及允許該氣體在套管內(nèi)循環(huán)的開(kāi)放設(shè)計(jì)，這提供了良好的熱屬性。
其他的實(shí)施例在從屬權(quán)利要求內(nèi)限定。


現(xiàn)在參考附圖以示例的方式來(lái)描述本發(fā)明，在附圖中，唯一的圖1 是一種安裝到高壓裝置的高壓套管的截面圖。
具體實(shí)施例方式
下面給出對(duì)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明。在本說(shuō)明書(shū)中，術(shù) 語(yǔ)"高壓"用于50kV或者更高的電壓。當(dāng)今，商用高壓裝置內(nèi)的上P艮是 800kV,但是在不遠(yuǎn)的將來(lái)會(huì)建立或者設(shè)想更高的電壓，如1000kV或者 更高的電壓。
另外，在本說(shuō)明書(shū)內(nèi)，術(shù)語(yǔ)"電壓分級(jí)屏蔽物(Voltage Grading Shield )"應(yīng)當(dāng)被理解為不包括傳統(tǒng)上被設(shè)置為浸沒(méi)在絕緣液體內(nèi)的套管 中的電容器芯。
現(xiàn)在參見(jiàn)附圖。
總體上示為1的套管包括高壓導(dǎo)體2，該高壓導(dǎo)體延伸通過(guò)空的填充 有氣體的套管絕緣體4a、 4b的中心，所述套管絕緣體4a、 4b形成圍繞所 述高壓導(dǎo)體的外殼。所述套管包括兩側(cè)在安裝所述套管的高壓裝置外部 的第一側(cè)(即空氣側(cè))；以及浸沒(méi)在裝配所述套管的高壓裝置內(nèi)的絕緣液 體內(nèi)的第二側(cè)(即變壓器側(cè))，在本示例中，所述高壓裝置是變壓器，總
體上示為20。所述變壓器包含絕緣液體22,如變壓器油，所迷絕緣液體 由總體示為24的箱密封。
變壓器套管的空氣側(cè)與傳統(tǒng)的氣體絕緣的氣體到空氣的套管相似，其 主要由高壓導(dǎo)體2和空氣側(cè)絕緣體4a構(gòu)成，所述空氣側(cè)絕緣體4a將套管 內(nèi)的氣體與周圍的空氣隔開(kāi)。另夕卜，套管的變壓器側(cè)通過(guò)變壓器側(cè)的絕緣 體4b與變壓器內(nèi)的油22隔開(kāi)。
所述絕緣體最好由諸如環(huán)氧樹(shù)脂等的復(fù)合材料構(gòu)成，但是也可以由瓷 料構(gòu)成，因此所述絕緣體包括兩個(gè)部分在套管的空氣側(cè)上的空氣側(cè)絕緣 體4a和在套管的變壓器側(cè)上的變壓器側(cè)絕緣體4b。
提供了法蘭6，以通過(guò)變壓器20的箱24將套管的外殼接地。
在套管的i^箱24以內(nèi)的部分周圍的空的套管絕緣體4a、 4b內(nèi)，提 供了同心接地管8形式的所謂的咽喉屏蔽物(throat shield)或者電壓分 級(jí)屏蔽物。該屏蔽物8由諸如鋁等的適當(dāng)?shù)膫鲗?dǎo)材料構(gòu)成，完成套管內(nèi)電 場(chǎng)的分級(jí)，并且被用于取代電容器芯。電壓分^蔽物8由諸如SF6或 者N2或者其混合物的絕緣氣體圍繞，所述絕緣氣體被提供在空氣側(cè)絕緣 體4a的內(nèi)部的空間10a以及變壓器側(cè)絕緣體4b內(nèi)的空間10b內(nèi)。優(yōu)選的 是，這兩個(gè)空間10a、 10b彼此相通以提供絕緣氣體的循環(huán)，由此改善套 管1的變壓器側(cè)的冷卻。
在DC應(yīng)用中，變壓器側(cè)絕緣體4b的內(nèi)側(cè)(即變壓器側(cè)絕緣體的面
向絕緣體內(nèi)的絕緣氣體的表面)可以^a蓋以具有較低的電阻率的電介質(zhì)
材料(未示出)，如硅橡膠、復(fù)合材料或漆料。因?yàn)楣柘鹉z的電阻率與變 壓器內(nèi)的油的電阻率具有幾乎相同的量級(jí)，因此，可以獲得改善的電場(chǎng)分 布。該層使變壓器側(cè)絕緣體4b內(nèi)的內(nèi)部徑向場(chǎng)應(yīng)力最小，所述變壓器側(cè) 絕緣體4b將套管1內(nèi)的氣體與變壓器20內(nèi)的油22隔開(kāi)，并且該層沿變 壓器側(cè)絕緣體4b在高電壓和接地的法蘭6之間提供了電勢(shì)的平滑分級(jí)， 由此提高了絕緣體4b的介質(zhì)強(qiáng)度。
通過(guò)變壓器側(cè)絕緣體4b的幾何設(shè)計(jì)而獲得了最佳的性能。在優(yōu)選實(shí) 施例內(nèi)，所述變壓器側(cè)絕緣體具有基本上為截頭圓錐體的形狀。這可以通 過(guò)套管內(nèi)側(cè)上的涂層的厚度或者絕緣體4b外殼的厚度來(lái)補(bǔ)充。為了進(jìn)一 步改善性能，所述涂層的厚度可以沿著套管的變壓器側(cè)而變化。
在套管的變壓器側(cè)的端部4^供的屏蔽環(huán)12和處于變壓器連接中的對(duì) 應(yīng)的阻擋系統(tǒng)26可進(jìn)一步提高所述性能。
在AC和DC這兩種應(yīng)用中，為了沿變壓器側(cè)絕緣體4b在高電壓和 接地的法蘭之間實(shí)現(xiàn)電勢(shì)的平滑分級(jí)，變壓器側(cè)絕緣體4b的幾何形狀被 優(yōu)化。另外，在DC應(yīng)用中，當(dāng)對(duì)套管進(jìn)行優(yōu)化時(shí)，變壓器內(nèi)的阻擋系統(tǒng) 26的幾何形狀也要考慮在內(nèi)。
已經(jīng)描述了根據(jù)本發(fā)明的高壓套管和高壓裝置的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例。本 領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到，可以在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)對(duì)這些加以改 變。因此，雖然本發(fā)明的高壓套管所附接的高壓裝置被描述為變壓器，但 是應(yīng)該理解，所述高壓裝置可以是包含絕緣液體的其他裝置，如電抗器或 者斷路器。
本發(fā)明的套管被描述為氣體-油套管，即其中，例如套管的第一側(cè)被 變壓器外部的氣體圍繞。應(yīng)該理解，該第一側(cè)可以被設(shè)置于其他環(huán)境中，
如設(shè)置于油-油套管內(nèi)的油中或者設(shè)置于氣體-油套管內(nèi)的氣體中。
變壓器20被描述為具有阻擋26。應(yīng)該理解，該阻擋是可選的。
所述套管被示為具有第二側(cè)絕緣體，該第二側(cè)絕緣體具有基本上為截 頭圓錐體的形狀。應(yīng)該理解，在不背離本發(fā)明的構(gòu)思的情況下，絕緣體的 形狀可以不是這種形狀。因此，本發(fā)明的套管具有至少部分為圓柱形的絕 緣體將為一種可能。
權(quán)利要求
1.一種用于包含絕緣液體的高壓裝置的高壓套管，該高壓套管(1)包括-空的絕緣體外殼，所述空的絕緣體外殼包括被設(shè)置為布置在所述高壓裝置外部的第一側(cè)絕緣體(4a)和被設(shè)置為浸沒(méi)在所述高壓裝置的絕緣液體內(nèi)的第二側(cè)絕緣體(4b)，以及-高壓導(dǎo)體(2)，該高壓導(dǎo)體被設(shè)置于所述空的絕緣體外殼內(nèi)；其特征在于-在所述高壓導(dǎo)體和所述絕緣體外殼之間提供電壓分級(jí)屏蔽物(8)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的高壓套管，其中所述電壓分級(jí)屏蔽物(8) 是同心的接地管。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高壓套管，其中所述電壓分級(jí)屏蔽物 (8)由諸如鋁的導(dǎo)電材料構(gòu)成。
4. 才艮據(jù)權(quán)利要求l-3中的任一項(xiàng)所述的高壓套管，包括法蘭(6)， 該法蘭被設(shè)置為將所述套管的外殼電連接到地。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4中的任一項(xiàng)所述的高壓套管，包括在所述空的 絕緣體外殼(4a， 4b)內(nèi)部并圍繞所述電壓分級(jí)屏蔽物(8)的絕緣氣體， 如SF6或者N2或者其混合物。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的高壓套管，其中所述第一側(cè)絕緣體(4a) 內(nèi)部的空間(10a)與所述第二側(cè)絕緣體(4b)內(nèi)部的空間(10b)彼此相 通。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1-6中的任一項(xiàng)所述的高壓套管，包拾沒(méi)置于所述 第二側(cè)絕緣體(4b)的內(nèi)表面上的、具有相對(duì)低的電阻率的電介質(zhì)材料的 層。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的高壓套管，其中所述電介質(zhì)材料的層包含 硅橡膠、復(fù)合材料或漆料中的任何一種。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1-8中的任一項(xiàng)所述的高壓套管，其中所述第二側(cè) 絕緣體(4b)具有基本上為截頭圓錐體的形狀。
10. 根據(jù)權(quán)利要求l-9中的任一項(xiàng)所述的高壓套管，其中所述第二側(cè) 絕緣體(4b)包含諸如復(fù)合材料或者瓷料的絕緣材料。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-10中的任一項(xiàng)所述的高壓套管，其中所述第一 側(cè)絕緣體(4a)被設(shè)置為被下述的任何一種圍繞空氣、油和氣體。
12. —種高壓裝置，包括至少一個(gè)套管，所述至少一個(gè)套管的每個(gè)包括-空的絕緣體外殼，所述空的絕緣體外殼包括被設(shè)置為布置在所述 高壓裝置外部的第一側(cè)絕緣體(4a)和被設(shè)置為浸沒(méi)在所述高壓裝置 的絕緣液體內(nèi)的第二側(cè)絕緣體(4b),以及一高壓導(dǎo)體(2)，該高壓導(dǎo)體被i更置于所述空的絕緣體外殼內(nèi)；其特征在于-在所述高壓導(dǎo)體和所述絕緣體外殼之間提供電壓分級(jí)屏蔽物(8 )。
全文摘要
用于包含絕緣液體的高壓裝置的高壓套管(1)包括電壓分級(jí)屏蔽物(8)，從而改善了性能，并且有利于制造。
文檔編號(hào)H01B17/26GK101346778SQ200680049272
公開(kāi)日2009年1月14日 申請(qǐng)日期2006年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月30日
發(fā)明者丹·G·古斯塔夫松, 奧洛夫·海曼, 拉爾夫·哈廷斯, 比約恩·雅各布森, 魯特格爾·約翰松 申請(qǐng)人:Abb技術(shù)有限公司