改進(jìn)的套管箔設(shè)計(jì)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于電導(dǎo)體的穿引裝置，其結(jié)構(gòu)包括被布置為沿絕緣體的中心軸容納該電導(dǎo)體的絕緣體。進(jìn)一步地，該穿引結(jié)構(gòu)包括布置在該絕緣體之內(nèi)的絕緣層和導(dǎo)電層，該絕緣層和導(dǎo)電層同中心地繞該絕緣體的中心軸纏繞，并且沿所述絕緣體的經(jīng)軸方向交替布置。至少一個導(dǎo)電層小于360°同中心繞該絕緣體的中心軸纏繞，從而使得至少一個導(dǎo)電層的末端分開。
【專利說明】改進(jìn)的套管箔設(shè)計(jì)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總體上涉及改進(jìn)的套管箔設(shè)計(jì)。
【背景技術(shù)】
[0002]套管是導(dǎo)體能夠經(jīng)由其通過的穿引結(jié)構(gòu)。套管被廣泛地用于變壓器和其它高壓設(shè)備中。為了沿套管以及在套管之中獲得良好限定的電場分布，在套管內(nèi)的紙質(zhì)絕緣之間纏繞鋁箔以對電場進(jìn)行電容性控制從而能夠減小電場應(yīng)力并避免損壞。
[0003]當(dāng)鋁箔已經(jīng)在套管內(nèi)纏繞一圈時，即當(dāng)該箔已經(jīng)纏繞了完整的360°時，將箔的一端額外應(yīng)用10至IOOmm以與該箔的另一端形成重疊，紙質(zhì)絕緣層處于該重疊之間。這在圖2中進(jìn)行了圖示，其中已經(jīng)在套管內(nèi)纏繞了三塊鋁箔，每塊鋁箔具有布置于其間的紙質(zhì)絕緣層。
[0004]套管中的鋁箔重疊面積已經(jīng)被認(rèn)為是一個問題，原因在于其有效地形成了電諧振電路，其被諸如開關(guān)操作、故障和擾動之類的因素所導(dǎo)致的極快速瞬態(tài)(VFT)所激勵。這些瞬態(tài)在箔之間導(dǎo)致高的過電壓并且偶爾導(dǎo)致套管中的損壞。在油浸紙質(zhì)套管中，該問題已經(jīng)通過利用尖銳工具穿透兩個箔和中間的紙質(zhì)絕緣使得每個鋁箔重疊短路而得以解決。在生產(chǎn)樹脂浸潰的紙質(zhì)套管時，還不可能采用這種技術(shù)。由于存在著箔的邊沿不能暴露在套管工作期間出現(xiàn)的強(qiáng)電場中的共識從而使用箔重疊。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的總體目的是解決或者至少緩解本領(lǐng)域中以上所描述的問題。
[0006]該目的在本發(fā)明的一個方面通過一種用于電導(dǎo)體的穿引裝置而實(shí)現(xiàn)，該結(jié)構(gòu)包括絕緣體，該絕緣體被布置為沿該絕緣體的中心軸容納該電導(dǎo)體。進(jìn)一步地，該穿引結(jié)構(gòu)包括布置在該絕緣體之內(nèi)的絕緣層和導(dǎo)電層，該絕緣層和導(dǎo)電層同中心地繞該體的中心軸進(jìn)行纏繞并且沿所述絕緣體的經(jīng)軸方向交替布置。至少一個導(dǎo)電層以小于360°同中心地繞該體的中心軸進(jìn)行纏繞從而使得至少一個導(dǎo)電層的末端分開。
[0007]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，在布置于穿引結(jié)構(gòu)內(nèi)的導(dǎo)電層的兩端之間產(chǎn)生間隙而不是本領(lǐng)域中所采用的箔重疊。
[0008]首先，本發(fā)明的導(dǎo)電層布置由于不存在重疊所以并不會拾取強(qiáng)的循環(huán)電流。
[0009]第二，由于沒有了重疊的電容性影響(contribution)，本發(fā)明的導(dǎo)電層布置的諧振頻率具有更高的諧振頻率。更高的頻率因此被更多地衰減并且由于更大的介電損耗而不那么可能被VFT所激勵。
[0010]第三，可以利用間隙而使得導(dǎo)電層的末端之間的絕緣長度與利用重疊箔結(jié)構(gòu)的情況相比更大，其中絕緣長度是重疊部分中的兩個箔之間的距離。這降低了套管損壞的風(fēng)險。
[0011]導(dǎo)電層由電阻率足夠低的材料所形成從而能夠?qū)λa(chǎn)生的電場加以控制。
[0012]在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，導(dǎo)電層是鋁箔，或者以片狀結(jié)構(gòu)所成形的任意其它合適的金屬，以使得其能夠同中心地繞穿引裝置的中心軸進(jìn)行纏繞，該穿引裝置通常以套管的形式來體現(xiàn)。
[0013]在另一個實(shí)施例中，該導(dǎo)電層以布置在絕緣體的絕緣上的涂層的形式所體現(xiàn)。經(jīng)涂覆的絕緣隨后被同中心地繞該穿引裝置的中心軸纏繞，以使得該涂層形成布置在絕緣層之間的導(dǎo)電層。例如，該涂層可以在繞中心軸進(jìn)行纏繞的期間以印制到例如是紙的絕緣上的導(dǎo)電碳基涂料的形式體現(xiàn)。
[0014]在另外的實(shí)施例中，該導(dǎo)電層是導(dǎo)電材料的片狀結(jié)構(gòu)，該導(dǎo)電材料并非必需是金屬。許多不同的變化都是可能的。
[0015]以下將公開其它的特征和優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]現(xiàn)在將參考附圖通過非限制性示例對本發(fā)明的實(shí)施例及其優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行描述，在附圖中:
[0017]圖1示出了可以在其中應(yīng)用本發(fā)明的套管的側(cè)視圖，
[0018]圖2圖示了現(xiàn)有技術(shù)的套管的截面圖，其示出了現(xiàn)有技術(shù)中導(dǎo)電箔的包裹，
[0019]圖3是圖1中的套管沿直線110-110所取的截面圖，其示出了依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的導(dǎo)電箔的包裹，
[0020]圖4是圖1中的套管沿直線110-110所取的截面圖，其示出了依據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的導(dǎo)電箔的包裹，以及
[0021]圖5是圖1中的套管沿直線110-110所取的截面圖，其示出了依據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的導(dǎo)電箔的包裹。
【具體實(shí)施方式】
[0022]圖1示出了能夠在其中應(yīng)用本發(fā)明的套管的側(cè)視圖。套管101由通常以硅橡膠絕緣所制成的外部絕緣殼形成的絕緣體102和被該外殼所容納的紙質(zhì)體所組成。該紙質(zhì)體可以被樹脂浸潰。電導(dǎo)線103可以沿中心軸插入套管。在絕緣體內(nèi)在紙質(zhì)絕緣105之間同中心地繞中心軸纏繞導(dǎo)電箔104，以沿套管以及在套管之中獲得良好限定的電場分布。
[0023]該套管可以進(jìn)一步包括用于接入套管內(nèi)部以便執(zhí)行電容和電壓測量的測試接頭106。該套管通常經(jīng)由凸緣107耦合至變壓器108從而能夠經(jīng)由電導(dǎo)線103傳輸能量。
[0024]圖2圖示了現(xiàn)有技術(shù)的套管的截面圖，其示出了現(xiàn)有技術(shù)中三層導(dǎo)電箔204的包裹。當(dāng)導(dǎo)電箔已經(jīng)繞套管201的中心軸203纏繞一圈時，即當(dāng)該箔已經(jīng)纏繞了完整的360°時，將箔的一端額外應(yīng)用10至IOOmm以與該箔的另一端形成重疊211，紙質(zhì)絕緣層205處于該重疊211之間。絕緣層和導(dǎo)電箔同中心地繞套管的中心軸203進(jìn)行纏繞，并且沿套管的經(jīng)軸方向212交替布置。該現(xiàn)有技術(shù)的重疊的缺點(diǎn)已經(jīng)在上文中進(jìn)行了討論。
[0025]圖3是圖1中的套管沿直線110-110所取的截面圖，其示出了依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的導(dǎo)電層304的包裹。當(dāng)將導(dǎo)電層304繞本發(fā)明的這個實(shí)施例中的套管301的中心軸303進(jìn)行纏繞時，每一層都被纏繞小于360°，從而使得每個導(dǎo)電層的末端313、314分開。因此，在套管內(nèi)進(jìn)行纏繞的導(dǎo)電層的兩端313、314之間產(chǎn)生了間隙315。絕緣層305和導(dǎo)電層304在套管的絕緣體302內(nèi)同中心地繞中心軸線303進(jìn)行纏繞并且沿該主體的經(jīng)軸方向交替布置，從而使得每個導(dǎo)電層在每一側(cè)都布置有絕緣層。本發(fā)明的套管可選地可以包括測試接頭306和/或凸緣307。如在圖1和3中所見，導(dǎo)電層和絕緣層可以被形成為類似沿絕緣體的長度進(jìn)行延伸的片。如之前所提到的，能夠可替換地使用涂層來產(chǎn)生導(dǎo)電層，在這種情況下，涂層被應(yīng)用于套管絕緣體的絕緣。
[0026]在圖3中，所有導(dǎo)電層都被纏繞從而在相應(yīng)層的兩端之間形成間隙315。要理解的是，并非每個導(dǎo)電層都必須以這種方式進(jìn)行纏繞，而是可以如以上所描述的那樣利用重疊進(jìn)行纏繞。然而，如上文中所討論的，本發(fā)明的效果在具有大量非重疊導(dǎo)電層的情況下將更為明顯。
[0027]圖4是圖1中的套管沿直線110-110所取的截面圖，其示出了依據(jù)本發(fā)明另一個實(shí)施例的導(dǎo)電箔404的包裹。當(dāng)將導(dǎo)電層404繞本發(fā)明的該實(shí)施例中的套管401的中心軸403進(jìn)行纏繞時,每一層都被纏繞小于360° ,從而使得每個導(dǎo)電層的末端413、414分開。同樣，在套管內(nèi)布置的導(dǎo)電層的兩端413、414之間產(chǎn)生了間隙。然而，與圖3所示的實(shí)施例相t匕，圖4的間隙415并非必需沿絕緣體402的相同經(jīng)軸方向?qū)R。
[0028]所要理解的是，由導(dǎo)電層所產(chǎn)生的間隙的大小可能有所變化。進(jìn)一步地，處于一個且相同的套管中的間隙也可能互相為不同大小。
[0029]圖5是圖1中的套管沿直線110-110所取的截面圖，其示出了依據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的導(dǎo)電層504的包裹。當(dāng)將導(dǎo)電層504繞本發(fā)明的該實(shí)施例中的套管501的中心軸503布置時,一些導(dǎo)電層被纏繞小于360° ,從而使得這些導(dǎo)電層的末端513、514分開而產(chǎn)生間隙515 (對齊或非對齊的)。然而，與圖3或4的實(shí)施例相比，布置在絕緣體502內(nèi)的一些導(dǎo)電層是短路的。在該特定圖示中，兩個導(dǎo)電層516已經(jīng)被短路。該實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于，能夠避免跨間隙515出現(xiàn)的可能的擊穿電壓。
[0030]本領(lǐng)域技術(shù)人員意識到本發(fā)明并不以任何方式被局限于以上所描述的示例。與之相反，可能在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)進(jìn)行許多修改和變化。
【權(quán)利要求】
1.一種用于電導(dǎo)體的穿引裝置(301)，其結(jié)構(gòu)包括: 絕緣體(302),被布置為沿所述絕緣體的中心軸(303)容納所述電導(dǎo)體， 絕緣層(305)和導(dǎo)電層(304)，被布置在所述絕緣體之內(nèi)，所述絕緣層和導(dǎo)電層同中心地繞所述絕緣體的所述中心軸進(jìn)行纏繞，所述絕緣層和導(dǎo)電層沿所述絕緣體的經(jīng)軸方向交替布置， 其中至少一個導(dǎo)電層小于360°同中心地繞所述絕緣體的所述中心軸進(jìn)行纏繞從而使所述至少一個導(dǎo)電層的兩端(313，314)分開。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的穿引裝置(301)，其中所述絕緣層(305)和導(dǎo)電層(304)被布置為沿所述絕緣體(302)的長度進(jìn)行延伸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的穿引裝置(301)，所述導(dǎo)電層(304)被布置為由電阻率足夠低的材料所形成從而能夠?qū)λa(chǎn)生的電場加以控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的穿引裝置(301)，其中所述導(dǎo)電層(304)包括金屬箔。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的穿引裝置(301)，其中所述金屬包括鋁。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的穿引裝置(301)，所述導(dǎo)電層(304)被布置成被形成為布置在所述絕緣層(305)上的涂層。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的穿引裝置(301)，所述涂層包括被布置為要被印制到所述絕緣層(305)上的導(dǎo)電涂料。
8.根據(jù)之前任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的穿引裝置(301)，其中所述絕緣層是樹脂浸潰的。
9.根據(jù)之前任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的穿引裝置(301)，進(jìn)一步布置有測試接頭(306)。
10.根據(jù)之前任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的穿引裝置(301)，所述穿引裝置是套管。
11.根據(jù)之前任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的穿引裝置(301)，進(jìn)一步被布置使得在多個導(dǎo)電層(304)中的相應(yīng)一個導(dǎo)電層的兩端(313，314)之間所產(chǎn)生的間隙(315)沿所述絕緣體(302)的相同經(jīng)軸方向?qū)R。
12.根據(jù)之前任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的穿引裝置(401)，進(jìn)一步被布置使得在多個導(dǎo)電層(404)中的至少一個導(dǎo)電層的所述兩端(413，414)之間所產(chǎn)生的間隙(415)并不沿所述絕緣體(302)的相同經(jīng)軸方向?qū)R。
13.根據(jù)之前任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的穿引裝置(501)，進(jìn)一步被布置為使得至少一個導(dǎo)電層(504)是短路的。
【文檔編號】H01B17/28GK103534766SQ201280022711
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2012年4月13日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月28日
【發(fā)明者】K·約翰森, R·斯塔爾 申請人:Abb研究有限公司