專利名稱：高壓套管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明 一般地涉及高壓直流套管，尤其涉及一種具有改進(jìn)的絕 緣子裙部輪廓的高壓套管。本發(fā)明還涉及一種包括這種高壓套管的 高壓變壓器。
背景技術(shù)：
眾所周知，例如高壓變壓器的電氣設(shè)備和裝置通常都裝配有套 管，所述套管適于穿過(guò)例如變壓器箱的接地屏障以高電勢(shì)傳送電流。
常規(guī)的套管由用陶瓷或復(fù)合材料制成的絕緣子構(gòu)成，這種絕緣 子設(shè)置有裙部或凸緣部分且通常是中空的，并且利用或不利用電導(dǎo) 體所通過(guò)的電容器主體，在其內(nèi)部均可實(shí)現(xiàn)電壓分級(jí)，從而允許將 其上安裝有該套管的設(shè)備的內(nèi)部與外部連接起來(lái)。
現(xiàn)在將參照?qǐng)D1簡(jiǎn)要地描述在歐洲專利公開出版物
EP1014388A2中披露的現(xiàn)有技術(shù)套管的一個(gè)實(shí)例。該套管包括由聚 合體材料制成的絕緣和支撐主體2，其包圍著內(nèi)部高壓導(dǎo)體l。絕緣 子3，通常由硅橡膠制成，模制在絕緣支撐主體2上，以獲得選定的 爬電距離，從而即使在高度污染的環(huán)境中也能確保高的電強(qiáng)度特性。 該絕緣子設(shè)置有多個(gè)裙部或凸緣部3。為了避免污染材料聚集并使水 能夠流出絕緣子，所述裙部凸緣部分被設(shè)計(jì)成相對(duì)于支撐主體沿著 低于水平方向的角度延伸。然而，這在直流應(yīng)用中會(huì)導(dǎo)致非最優(yōu)的 直流電場(chǎng)，乂人而在^君部的頂端造成直流應(yīng)力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種高電壓直流套管以及套管上的直流應(yīng) 力減小的變壓器。本發(fā)明基于以下實(shí)現(xiàn)，即隨著裙部或凸緣部以高于水平方向的 角度自直流套管的支撐主體延伸，所述凸緣部將逐漸跟隨直流電場(chǎng)， 從而使得凸緣部頂端的直流應(yīng)力減小。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種高壓直流套管，包括絕緣
和支撐主體；設(shè)置在絕緣和支撐主體上的接地凸緣(14);布置在 絕緣和支撐主體上的外部殼體，其中該外部殼體上設(shè)置有多個(gè)凸緣 部；該套管其特征在于，所述凸緣部相對(duì)于縱軸以角度自所述支撐 主體延伸且指向遠(yuǎn)離接地凸緣的方向。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了包括這種套管的高壓直流裝置。 利用本發(fā)明的套管，相對(duì)于常規(guī)的現(xiàn)有技術(shù)套管，凸緣部上的直流 應(yīng)力將更小。
在優(yōu)選實(shí)施例中，所述凸緣部以位于區(qū)間0°<a<90。內(nèi)的角度延 伸，且更優(yōu)選地，位于區(qū)間75°<a<85°內(nèi)。
在另一優(yōu)選實(shí)施例中，高壓直流套管包括接地凸緣，其沿著套 管的縱軸大約位于中間處，從而支持壁式安裝。因此，該凸緣部?jī)?yōu) 選地在接地凸緣的不同側(cè)上以不同方向延伸。
從屬權(quán)利要求中限定了另外的實(shí)施例。


現(xiàn)在參照附圖，借助于實(shí)例描述本發(fā)明，其中 圖1是現(xiàn)有技術(shù)高壓套管的整體視圖； 圖2是根據(jù)本發(fā)明的套管的詳細(xì)視圖3是設(shè)置有圖2所示類型套管的高壓直流裝置的整體視以及
圖4是根據(jù)本發(fā)明的安裝到墻壁的套管的替代實(shí)施例的視圖。
具體實(shí)施例方式
在下文中將對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。在該描述中， 附圖標(biāo)記將給定方向和朝向，例如水平?？梢岳斫?，這些附圖標(biāo)記
4在正常的操作中是適用的。此外，在該描述中，術(shù)語(yǔ)"高壓"將用于
50kV或更高的電壓。目前，商業(yè)高壓裝置的上限是800kV,但是在 不久的將來(lái)將設(shè)想更高的電壓，如1000kV或1200kV。
現(xiàn)有技術(shù)的高壓套管布置已經(jīng)在背景技術(shù)部分參照?qǐng)D1描述過(guò)， 在此不再對(duì)該圖進(jìn)行進(jìn)一步描述。
在圖2中，示出了根據(jù)本發(fā)明的套管的上部的放大圖，其中， 該圖中直流場(chǎng)電勢(shì)的實(shí)例被示為直流操作過(guò)程中的等勢(shì)曲線。
所述套管， 一般性地標(biāo)記為10，包括由聚合體材料制成的絕緣 和支撐主體12,其包圍著內(nèi)部高壓導(dǎo)體(未示出)。外部殼體模制 在所述絕緣和支撐主體12上，該外部殼體為絕緣子13的形式，由 電阻相對(duì)較低的硅橡膠制成。該絕緣子包括多個(gè)凸緣部或裙部13a, 所述凸緣部或裙部以高于水平方向的角度自所述支撐主體延伸。
因?yàn)榻^緣子13的材料的導(dǎo)電特性，所述等勢(shì)線基本上跟隨著裙 部13a的方向。在絕緣子13外部的空氣中，等勢(shì)線通常更加垂直地 延伸。這意味著在這些線中，存在彎曲或曲線。
在高壓套管上，控制空氣中的電應(yīng)力很重要，因?yàn)榭諝庵械亩?余應(yīng)力能夠吸引電荷，從根本上改變電壓的分布。與裙部應(yīng)該沿低 于水平方向的角度延伸的情況相比，通過(guò)提供具有裙部13a以高于 水平方向的角度從支撐主體12向外延伸的絕緣子13 ，裙部將更好地 跟隨所述等勢(shì)線的大致更加垂直的延伸。
在圖2中，裙部13a延伸的角度表示為a。換言之，角度a是裙 部13a延伸的方向的角度，且套管10的縱軸為"向上"方向。采用之 前給出的定義，"向上"方向是電勢(shì)增加的方向。
角度a優(yōu)選與所述等勢(shì)線在空氣中的角度相同，但對(duì)于戶外應(yīng) 用而言，優(yōu)選的是稍小于所述套管的安裝角度從而確保排水。優(yōu)選 的是，所述角度a位于區(qū)間0°<01<90°內(nèi)，更優(yōu)選地位于區(qū)間 75°<01<85°內(nèi)。
由于所述套管的裙部13a能夠在絕緣子上聚集例如雨水，所以上 述垂直套管優(yōu)選地布置成在室內(nèi)操作。如果所述套管傾斜以使得例如裙部上的雨水能夠排出，則所述套管在戶內(nèi)和戶外均可使用。
由于圖2中的所述套管在直立位置定向，所以"水平方向"的定義 是簡(jiǎn)明的。該定義應(yīng)該與套管的定向有關(guān)，而與地的定向無(wú)關(guān)。因 此，在套管傾斜的情況下，"水平方向"就是垂直于套管的縱軸延伸 的平面的方向。"向上"是從套管的接地部分指向套管端部的方向，
亦即電壓電勢(shì)增加的方向。這將在下面參照?qǐng)D4做進(jìn)一步討論。
圖3示出了變壓器20形式的高壓直流裝置，變壓器20設(shè)置有 上述類型的套管10。所述套管電連接至變壓器的內(nèi)部構(gòu)件，如變壓 器鐵心和繞組。由于圖3中的套管基本上垂直布置，所以這種變壓 器優(yōu)選設(shè)置在室內(nèi)。
現(xiàn)在將參照?qǐng)D4描述根據(jù)本發(fā)明的高壓直流套管的替代實(shí)施例。 該套管， 一般性地標(biāo)記為10，，其安裝成延伸穿過(guò)建筑物的墻壁30。 因此，該套管IO，呈現(xiàn)兩個(gè)空氣側(cè)， 一側(cè)在圖中朝左在室內(nèi)， 一側(cè)在 途中朝右在室外。
沿著套管的縱軸大約設(shè)置在中間的接地凸緣14起接地裝置的作 用。使用上文給出的角度a的定義，可以意識(shí)到該角度在所述接地 凸緣的不同側(cè)面上以不同方向計(jì)算。在所述套管的室內(nèi)側(cè)，"向上" 方向基本上指向左側(cè)，而在套管的室外側(cè)，方向"向上"則基本上指 向右側(cè)。這繼而意味著裙部13a在墻壁30的兩側(cè)指向不同方向。
在墻壁30的不同側(cè)的角度a并不必然相同；也可能是環(huán)境要求 室內(nèi)和室外的裙部角度不同。
以上已經(jīng)描述了根據(jù)本發(fā)明的高壓直流套管和高壓直流裝置的 優(yōu)選實(shí)施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以意識(shí)到在所附權(quán)利要求書限定的 范圍內(nèi)可以對(duì)它們進(jìn)行改變。因此，所述裙部的確切形狀是可以改 變的，只要凸緣部在高于水平方向的方向中延伸。
所述實(shí)施例的所有凸緣部13a基本上沿相同方向延伸。應(yīng)當(dāng)理 解，不同的裙部13a可以以不同的角度a延伸，以更好地跟隨空氣 中的等勢(shì)線。
盡管連接有本發(fā)明的高電壓直流套管的所述高電壓裝置被描述為變壓器，但是應(yīng)當(dāng)理解，該裝置也可以是其它裝置，例如電抗器、 斷路器、發(fā)電機(jī)或高壓系統(tǒng)中應(yīng)用的其它裝置。
權(quán)利要求
1. 一種高電壓直流套管，包括具有縱軸的絕緣和支撐主體(12)；設(shè)置在所述絕緣和支撐主體上的接地凸緣(14)；布置在所述絕緣和支撐主體上的外部殼體(13)，其中所述外部殼體設(shè)置有多個(gè)凸緣部(13a)；其特征在于所述凸緣部相對(duì)于所述縱軸以角度(α)自所述支撐主體延伸且指向遠(yuǎn)離所述接地凸緣(14)的方向。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓直流套管，其中所述角度(a)位 于區(qū)間0°<01<90°內(nèi)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的高壓直流套管，其中所述角度(a)位 于區(qū)間75?！碼〈85。內(nèi)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一權(quán)利要求的所述高壓直流套管，其 中所述套管被配置成在室內(nèi)操作。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一權(quán)利要求所述的高壓直流套管，其 中接地凸緣(14)沿著套管的縱軸大約設(shè)置在中間處。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的高壓直流套管，其中凸緣部(13a)在 接地凸緣(14)的不同側(cè)上以不同方向延伸。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一權(quán)利要求所述的高壓直流套管，其 中不同的凸緣部(13a)以不同的角度(a)延伸以更好地跟隨空氣 中的等勢(shì)線。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一權(quán)利要求所述的高壓直流套管，其 中所述絕緣子(13)由硅橡膠制成。
9. 一種高壓直流裝置，包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的套管。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的高壓直流裝置，其中所述裝置裝配在 室內(nèi)。
全文摘要
一種帶有接地凸緣的高壓直流套管具有外部殼體(13)，該外部殼體具有多個(gè)凸緣部(13a)，所述凸緣部以一角度延伸并指向遠(yuǎn)離所述接地凸緣的方向。
文檔編號(hào)H01B17/42GK101506911SQ200780031583
公開日2009年8月12日 申請(qǐng)日期2007年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月31日
發(fā)明者T·L·拉爾松 申請(qǐng)人:Abb技術(shù)有限公司