專利名稱：用于高壓套管的拉桿安裝裝置、高壓套管以及高壓設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高壓電力系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其涉及在形成這種系統(tǒng)的部件的 高壓設(shè)備內(nèi)使用的高壓套管。
背景技術(shù)：
眾所周知，諸如高壓變壓器、電抗器和開(kāi)關(guān)設(shè)備之類的高壓裝置 和設(shè)備通常配有套管，這些套管適于穿過(guò)接地屏障在高電勢(shì)下輸送電 流，例如，所述接地屏障可以是電力設(shè)備的壁或外殼，比如變壓器箱。
傳統(tǒng)的高壓套管包括由陶瓷或復(fù)合材料制成的絕緣體，該絕緣體 設(shè)有外殼并且大體是中空的。在套管的內(nèi)側(cè)，通過(guò)電容器主體或某種 其它類型的電壓分級(jí)設(shè)備來(lái)進(jìn)行電壓分級(jí)，導(dǎo)電體穿過(guò)該電容器主體 或電壓分級(jí)設(shè)備。導(dǎo)電體將套管的一側(cè)與另一側(cè)相連，在所述一側(cè)處 連接有高壓電力設(shè)備，在所述另 一側(cè)處連接有另 一個(gè)電力設(shè)備。例如， 當(dāng)?shù)谝浑娏υO(shè)備是變壓器時(shí)，將套管裝配在變壓器外殼上，比如箱體 壁上，并且套管的導(dǎo)體將變壓器的內(nèi)側(cè)與外側(cè)相連，在外側(cè)處可連接 另一個(gè)電力設(shè)備，例如總線、電涌放電器或直流電閥。
現(xiàn)在將參照?qǐng)Dl描述適于與高壓變壓器一起使用的現(xiàn)有技術(shù)套管 的一個(gè)示例，圖l示出了在變壓器的情形下，安裝在諸如箱體壁的壁
18中的套管1的示意性剖視圖。高壓導(dǎo)體IO穿過(guò)中空的套管絕緣體 12的中央，套管絕緣體12形成圍繞該高壓導(dǎo)體的外殼。在絕緣體外 殼內(nèi)設(shè)有電容器芯部14,用于對(duì)形成在高壓導(dǎo)體10周?chē)碾妷簯?yīng)力 進(jìn)行電壓分級(jí)。在外殼12的外側(cè)設(shè)有凸緣16,套管的外殼通過(guò)凸緣 16經(jīng)由變壓器箱體壁18而接地。
在圖1中還示出了高壓導(dǎo)體10的底端部分如何形成底部觸頭20， 該底部觸頭20設(shè)置成連接到變壓器的內(nèi)部部件。為此，在變壓器的內(nèi)部設(shè)置相配的內(nèi)部觸頭22。在套管的與底部觸頭20端相反的上端 處設(shè)置用于導(dǎo)體10的上外部端子24。該外部端子24通過(guò)大致平坦 的界面電連接到導(dǎo)體10，并且形成套管的頂蓋，以便將導(dǎo)體進(jìn)而將 變壓器電連接到外部電源或設(shè)備。
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的變壓器，可使用拉桿系統(tǒng)來(lái)確保套管和變壓器之 間的電連接。該系統(tǒng)需要中空的導(dǎo)體，其中該導(dǎo)體的內(nèi)部朝變壓器內(nèi) 的變壓器油敞開(kāi)。必須在導(dǎo)體的內(nèi)部設(shè)置密封，以避免變壓器油流出 變壓器外和套管外而泄漏到周?chē)h(huán)境中。在本領(lǐng)域中，將導(dǎo)體的內(nèi)部 與變壓器的外部密封的傳統(tǒng)方式，例如閥廳，是在裝配了拉桿系統(tǒng)之 后，使用裝配在導(dǎo)體內(nèi)的擴(kuò)張裝置。該擴(kuò)張裝置具有以下缺點(diǎn)其所 需的徑向空間導(dǎo)致導(dǎo)體壁厚度不利地減??；必須在野外現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行不出 故障的裝配工作。
另外，在外部端子可能不直接連接到套管的頂蓋的現(xiàn)有技術(shù)套管 中，需要將外部端子擰到位于導(dǎo)體內(nèi)的鋼拉環(huán)或類似物中。該拉環(huán)又 擰到導(dǎo)體中，從而由于所需內(nèi)部螺紋的原因而減小了導(dǎo)體的壁厚。該 拉環(huán)裝置還需要提供密封。
常規(guī)地，使用術(shù)語(yǔ)高壓來(lái)表示高于約50kV的電壓。如今，商用 高壓設(shè)備中的上限一般為1100 kV，但在不久的將來(lái)，如1200 kV甚 至更高的電壓都是可以預(yù)見(jiàn)的。另外，電流等級(jí)正在升高，可能達(dá)到 4000-5000 A或甚至更高。
對(duì)于800 kV及以上的范圍中的高壓以及2000 A及以上的額定電 流，例如當(dāng)涉及套管的散熱和冷卻、電場(chǎng)和電絕緣等時(shí)，對(duì)套管的要 求自然提高。在本文中，低損耗是必要的，特別是要能夠達(dá)到目標(biāo)電 流。如今的套管中發(fā)生損耗主要是由于導(dǎo)體中的損耗以及套管的不同 部分之間的電流通路中的每個(gè)觸頭或接頭中的損耗。當(dāng)涉及到導(dǎo)體 時(shí)，最小化每種類型的裝置以使導(dǎo)體中的諸如導(dǎo)線之類的導(dǎo)電材料減 少正變得越來(lái)越重要。還應(yīng)認(rèn)識(shí)到，較少的接頭將減少損耗，這在高 壓和高電流應(yīng)用場(chǎng)合中是有利的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種拉桿安裝裝置和一種高壓套管，該高
5壓套管是對(duì)現(xiàn)有技術(shù)套管的改進(jìn)，這使得能夠達(dá)到上述高壓等級(jí)和高 額定電流。
本發(fā)明還有一個(gè)目在于，提供一種包括這種高壓套管的高壓設(shè)備。
其中，通過(guò)在獨(dú)立權(quán)利要求中限定的拉桿安裝裝置、高壓套管以 及高壓設(shè)備實(shí)現(xiàn)了這些目的。
根據(jù)本發(fā)明，限定了一種用于高壓套管中的中空導(dǎo)體的拉桿裝 置，該拉桿裝置包括拉桿連接部和外部端子連接部，其中拉桿連接部 和外部端子部分被制成一件式構(gòu)件，該一件式構(gòu)件形成復(fù)合式安裝設(shè) 備。本發(fā)明的拉桿裝置具有將拉環(huán)和拉桿安裝的功能組合起來(lái)的優(yōu) 點(diǎn)，從而節(jié)省了導(dǎo)體內(nèi)部的空間，而且還由于導(dǎo)線較少而節(jié)省了導(dǎo)體 材料。另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，安裝現(xiàn)場(chǎng)的人員不必涉及機(jī)械部件的裝配， 這使得裝配更容易且更能保證不出故障，并節(jié)省了成本。
根據(jù)另一個(gè)特征，安裝設(shè)備的拉桿連接部設(shè)有軸向孔，拉桿的端
部穿過(guò)該軸向孔插入，并且在該孔的軸向延伸處i殳有內(nèi)部鏜孔，該內(nèi) 部鏜孔的直徑比軸向孔的直徑大，并且拉桿的螺紋端延伸到該鏜孔 中，并且通過(guò)內(nèi)部鏜孔中的緊固裝置安裝拉桿。該緊固裝置可包括坐 抵在內(nèi)部鏜孔的底壁上的墊圏裝置和獰在拉桿的螺紋端上的螺母。
內(nèi)部鏜孔延伸穿過(guò)外部端子連接部。
根據(jù)另一個(gè)特征，外部端子連接部設(shè)有螺紋孔，這些螺紋孔適于 容納用于安裝外部端子觸頭的螺釘。
另外，可以設(shè)有布置于導(dǎo)體和復(fù)合式安裝設(shè)備之間的至少 一個(gè)密 封裝置。例如，當(dāng)電力設(shè)備內(nèi)部有液體時(shí)使用這種密封，其中，包括 拉桿裝置的套管安裝在該電力設(shè)備上，以便能夠防止液體經(jīng)由導(dǎo)體和 套管泄漏出電力設(shè)備。例如，這是針對(duì)充滿絕緣油的變壓器的情況。
本發(fā)明還具有如下特征其包括用于在導(dǎo)體的開(kāi)口端內(nèi)安裝于復(fù) 合式安裝設(shè)備上方的端塞。該插塞還具有密封功能。
根據(jù)本發(fā)明的拉桿裝置還可包括至少一個(gè)密封裝置，其布置在內(nèi) 部鏜孔與端塞的向下延伸到內(nèi)部鏜孔中的部分之間。當(dāng)用在變壓器的 套管中時(shí)，該密封還防止存在于導(dǎo)體內(nèi)部的任何絕緣介質(zhì)泄漏。另外，才艮據(jù)本發(fā)明，外部端子連接部設(shè)有第二組螺紋孔，端塞設(shè) 有相應(yīng)的孔，用于通過(guò)將螺釘插入所述相應(yīng)的孔中并擰入外部端子連 接部中的第二組孔中，而將端塞安裝到外部端子連接部上。
端塞還具有另外的一組孔，這組孔適于容納用于安裝外部端子觸 頭的螺釘。
根據(jù)本發(fā)明，還限定了一種包括中空導(dǎo)體的高壓套管，該高壓套 管的特征在于其包括根據(jù)與拉桿裝置相關(guān)的任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的
拉桿裝置。
該高壓套管的特征可在于復(fù)合式安裝設(shè)備通過(guò)被焊接在套管的 導(dǎo)體的一端內(nèi)而連接到該中空導(dǎo)體。
可替代地，該高壓套管的特征可在于復(fù)合式安裝設(shè)備通過(guò)擰在 套管的導(dǎo)體的一端內(nèi)而連接到該中空導(dǎo)體。在這種情況下，不需要進(jìn) 行焊接。
最后，根據(jù)本發(fā)明，限定了一種高壓設(shè)備，其包括^L據(jù)與套管相關(guān) 的任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的套管。


現(xiàn)在將參照附圖描述本發(fā)明，附圖僅以示例的方式示出本發(fā)明的 實(shí)施方式，其中
圖l示意性地示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的高壓套管的剖視圖，以及
圖2示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的拉桿裝置的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
在本說(shuō)明書(shū)中，將使用術(shù)語(yǔ)"高壓"(HV)表示50kV及以上的 電壓。當(dāng)前對(duì)商業(yè)用高壓的上限是1100kV,但是應(yīng)當(dāng)預(yù)見(jiàn)到，本發(fā) 明也能夠用于更高的電壓，達(dá)1200kV或甚至更高。 一般地，本發(fā)明 應(yīng)用于約200kV及以上。
圖2中示出了根據(jù)本發(fā)明的拉桿裝置的實(shí)施方式，其安裝在位于 例如高壓套管(未示出)中的導(dǎo)體38中。該裝置包括拉桿連接部3和外部端子連接部32，這兩個(gè)部分組合成一件式構(gòu)件，在下文中將 該一件式構(gòu)件稱為復(fù)合式安裝設(shè)備33。下文中將拉桿連接部31稱為 拉桿部分，將外部端子連接部32稱為端子部分。拉桿部分31具有第 一底部34，該第一底部34具有中空錐體的基本形狀，開(kāi)口的錐體底 部朝向中空導(dǎo)體38的內(nèi)部。拉桿部分31具有基本環(huán)形的第二上部 36，該第二上部36具有中央軸向孔40，拉桿42通過(guò)該中央軸向孔 40插入。在上部36中，在孔40上方設(shè)有直徑比孔40的直徑大的內(nèi) 部鏜孔44，內(nèi)部鏜孔44還一直從孔40延伸穿過(guò)端子部分32。通過(guò) 緊固裝置來(lái)安裝拉桿42，比如通過(guò)坐抵于內(nèi)部鏜孔44的底壁的墊團(tuán) 裝置46或類似裝置和擰到拉桿的螺紋頂端上的螺母48來(lái)安裝。
拉桿裝置的端子部分32基本上是環(huán)形的，具有如上所述的內(nèi)部 鏜孔44。在端子部分的上端中"&有螺紋孔50，這些螺紋孔50適于與 螺釘配合以用于安裝外部端子觸頭(未示出)。
除了安裝設(shè)備33之外，拉桿裝置還包括端塞52，端塞52插入導(dǎo) 體38的開(kāi)口端中并蓋住安裝設(shè)備33。通過(guò)螺釘54將端塞安裝到端 子部分的上端，螺釘54插入端塞中的孔56中并擰入到設(shè)置在端子部 分32的上部中的相應(yīng)的螺紋孔58中。
端塞的一個(gè)功能是將帶有拉桿裝置的導(dǎo)體的內(nèi)部與外部密封。為 了完成該密封，拉桿裝置還包括位于端塞52和鏜孔44的內(nèi)側(cè)之間的 至少一個(gè)密封件60。該密封確保導(dǎo)體的內(nèi)部與導(dǎo)體的外部密封。例 如，當(dāng)拉桿裝置安裝在變壓器中的導(dǎo)體內(nèi)時(shí)，導(dǎo)體通常朝變壓器內(nèi)的 冷卻介質(zhì)敞開(kāi)，冷卻介質(zhì)通常為油并且非常重要的是油不能通過(guò)導(dǎo)體 的端部泄漏到外部。能夠通過(guò)環(huán)形密封件如O-環(huán)來(lái)提供密封，該環(huán) 形密封件安裝在設(shè)于端塞52的向下延伸到端子部分32的內(nèi)部鏜孔 44中的部分中的溝槽中，或者可替代地，該溝槽可以設(shè)置在鏜孔的 壁中。當(dāng)然，密封件可以具有變型形式或替代的位置，例如設(shè)置一個(gè) 以上的密封件。還應(yīng)當(dāng)提到的是，有些應(yīng)用場(chǎng)合可能不需要端塞及其 密封功能。
如上所述，為了將外部端子觸頭安裝在導(dǎo)體的端部處并擰到端子 部分32的安裝孔50中，端塞還必須具有相應(yīng)的孔51以使螺釘穿過(guò)。 還要提到的是，作為在端子部分32中緊固外部端子觸頭的替代，可 在端塞的外部布置中間部分，并可將外部端子附連到該部分。安裝設(shè)備可以擰到或焊接到導(dǎo)體的端部中。在檸到導(dǎo)體端部中的
情況下，安裝設(shè)備:&有外螺紋59，用于與導(dǎo)體端部的壁中的相應(yīng)的 內(nèi)螺紋相配合。然后必須在導(dǎo)體的內(nèi)側(cè)和拉桿裝置之間設(shè)置附加的密 封件。在圖2中示出了這種示例，其中示出了密封件62。該密封件 位于設(shè)置在端塞52與端子部分32之間的溝槽中。該密封件具有環(huán)形 形狀如O環(huán)形，并被壓縮成使其填滿溝槽并一直向外填充到導(dǎo)體壁。 當(dāng)然如果必要的話，可以設(shè)置不止一個(gè)密封件。另外，對(duì)該密封件也 可以設(shè)置其它的替代位置，只要該密封件在導(dǎo)體的內(nèi)側(cè)和拉桿裝置的 外側(cè)之間進(jìn)行密封即可。
所描述的拉桿裝置可使用在用于直流電和交流電應(yīng)用場(chǎng)合的套 管中。
在示例性的實(shí)施方式中已經(jīng)表明，變壓器可以是其中使用本發(fā)明 的拉桿裝置和高壓套管的高壓設(shè)備。然而，需要強(qiáng)調(diào)的是，本發(fā)明的 拉桿裝置和高壓套管還可與其它類型的高壓設(shè)備一起使用，例如應(yīng)用 在高壓系統(tǒng)中的電抗器、斷路器、發(fā)電機(jī)、開(kāi)關(guān)設(shè)備或其它任何合適 的設(shè)備。另外，在本發(fā)明的說(shuō)明書(shū)中，術(shù)語(yǔ)電力設(shè)備和高壓設(shè)備還應(yīng) 當(dāng)理解為包括電纜、總線、電涌放電器和直流電閥等。
當(dāng)在變壓器中使用本發(fā)明的拉桿裝置和套管時(shí)，使用油作為變壓 器內(nèi)的絕緣介質(zhì)，在套管的另一側(cè)例如在高壓直流輸電閥廳中，介質(zhì) 為空氣。這種類型的套管通常稱為空氣-油或空氣-液體套管。然而， 如上文所表明的，根據(jù)本發(fā)明的拉桿裝置和套管適于在多種電力設(shè)備 中使用，不管套管各側(cè)的介質(zhì)是什么，如空氣-空氣(穿墻套管)，空 氣-氣體(氣體開(kāi)關(guān)設(shè)備)等。還應(yīng)當(dāng)指出，本發(fā)明對(duì)套管內(nèi)絕緣介 質(zhì)的選擇沒(méi)有限制。例如，絕緣介質(zhì)可以是氣體、油、凝膠或它們的 組合。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將意識(shí)到，本發(fā)明不限于僅以示例方式給出 的所述實(shí)施方式，而是可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)以多種方式進(jìn)行修改 和變型。
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權(quán)利要求
1.一種用于高壓套管中的中空導(dǎo)體(38)的拉桿裝置，包括拉桿連接部(31)和外部端子連接部(32)，其中，所述拉桿連接部和所述外部端子連接部制成一件式構(gòu)件，所述一件式構(gòu)件形成復(fù)合式的安裝設(shè)備(33)。
2.如權(quán)利要求2所述的拉桿裝置，其特征在于，所述安裝設(shè)備的拉桿連接部(31)設(shè)有軸向孔(40)，拉桿(42)的一端通過(guò)所述軸向孔(40)插入，并且在所述孔的軸向延伸處設(shè)有內(nèi)部鏜孔(44)，所述內(nèi)部鏜孔(44)的直徑比所述孔的直徑大，所述拉桿(42)的螺紋端延伸到所述鏜孔中，并且通過(guò)所述內(nèi)部鏜孔中的緊固裝置(46， 48)來(lái)安裝所述樹(shù)。
3. 如權(quán)利要求2所述的拉桿裝置，其特征在于，所述內(nèi)部鏜孔(44 )延伸穿過(guò)所述外部端子連接部(32 )。
4. 如前i^利要求中任一項(xiàng)所述的拉桿裝置，其特征在于，所述外部端子連接部(32)設(shè)有螺故孔(50),所述螺紋孔(50)適于容納用于安裝外部端子觸頭的螺釘。
5. 如前a利要求中任一項(xiàng)所述的拉桿裝置，其特征在于，所述拉桿裝置包括布置在所述導(dǎo)體(38)和所述復(fù)合式安裝設(shè)備(33)之間的至少一個(gè)密封裝置(62)。
6.如前i^L利要求中任一項(xiàng)所述的拉桿裝置，其特征在于，所述拉桿裝置包括端塞(52)，所述端塞(52)用于在所述導(dǎo)體(38)的開(kāi)口端內(nèi)安^4所述復(fù)合式的安裝i殳備(33)上方。
7.如權(quán)利要求6所述的拉桿裝置，其特征在于，所述拉桿裝置包括布置在所述內(nèi)部鏜孔(44)和所述端塞(52)的向下延伸到所述內(nèi)部鏜孔中的部分之間的至少一個(gè)密封裝置(60)。
8.如權(quán)利要求7所述的拉桿裝置，其特征在于，所述外部端子連接部(32) i殳有第二組螺紋孔(58),并且所述端塞(52) i殳有相應(yīng)的孔(56)，用于通過(guò)將螺釘(54)插入所述孔(56)中并擰入到所述外部端子連接部中的所述第二組孔(58)中，而將所述端塞安裝到所述外部端子連接部上。
9.如權(quán)利要求7或8所述的拉桿裝置，其特征在于，所述端塞(52 )具有另外的一組孔(51)，這組孔(51)適于容納用于安裝外部端子觸頭的螺釘。
10. —種包括中空導(dǎo)體的高壓套管，其特征在于，所述高壓套管包括根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的拉桿裝置。
11.如權(quán)利要求10所述的高壓套管，其特征在于，所述復(fù)合式的安裝設(shè)備(33 )通過(guò)被焊接在所述套管的所述導(dǎo)體的一端內(nèi)而連接到所述中空導(dǎo)體(38 )。
12.如權(quán)利要求10所述的高壓套管，其特征在于，所述復(fù)合式的安裝設(shè)備(33 )通過(guò)被檸在所述套管的所述導(dǎo)體的一端內(nèi)而連接到所述中空導(dǎo)體(38 )。
13. —種包括如權(quán)利要求10-11中任一項(xiàng)所限定的套管的高壓設(shè)備。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于高壓套管中的中空導(dǎo)體(38)的拉桿裝置，該拉桿裝置包括拉桿連接部(31)和外部端子連接部(32)，其中拉桿連接部和外部端子連接部被制成一件式構(gòu)件，該一件式構(gòu)件形成復(fù)合式安裝設(shè)備(33)。本發(fā)明還涉及包括這種裝置的高壓套管，并且還涉及包括具有這種裝置的套管的高壓設(shè)備。
文檔編號(hào)H01F27/29GK101577155SQ20081011123
公開(kāi)日2009年11月11日 申請(qǐng)日期2008年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月6日
發(fā)明者大衛(wèi)·埃米爾松 申請(qǐng)人:Abb技術(shù)有限公司