一種高壓穿墻套管的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種高壓穿墻套管，該種高壓穿墻套管通過設(shè)置中間電極和接地電極以及應(yīng)力錐，能夠改善外電極附近的電場分布，提高介質(zhì)的絕緣強度。
【專利說明】 一種高壓穿墻套管

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電氣設(shè)備領(lǐng)域，具體地，涉及一種高壓穿墻套管。

【背景技術(shù)】
[0002]高壓套管屬于電站、電氣類高壓絕緣子。當(dāng)高壓載流導(dǎo)體需要穿過與其電位不同的技術(shù)箱殼或墻壁等時候，就要用到高壓套管。高壓套管主要起著使引線對比絕緣和固定的作用。將載流導(dǎo)體引入或引出變壓器、斷路器、電容器等電氣設(shè)備金屬外殼的，屬于電器用套管；將載流導(dǎo)體穿過建筑物或墻壁的屬于電站用套管。
[0003]套管是由一個電極插入另一個不同電位的電極的中心構(gòu)成，所以是一種典型的電場具有強垂直介質(zhì)表面分量的絕緣結(jié)構(gòu)，絕緣介質(zhì)容易擊穿；其表面的電壓分布很不均勻，在外電極的邊緣處的電場十分集中，很容易從此處開始發(fā)生電暈及滑閃放電。為此必須改善外電極附近的電場分布，提高介質(zhì)的絕緣強度。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種高壓穿墻套管，該種高壓穿墻套管通過設(shè)置中間電極和接地電極以及應(yīng)力錐，能夠改善外電極附近的電場分布，提高介質(zhì)的絕緣強度。
[0005]本實用新型解決上述問題所采用的技術(shù)方案是:
[0006]一種高壓穿墻套管，包括依次連接的戶外部分、法蘭、電流互感器和戶內(nèi)部分；
[0007]所述戶外部分包括第一導(dǎo)桿、第一內(nèi)絕緣結(jié)構(gòu)、第一外絕緣結(jié)構(gòu)、第一接線端子和第一金屬附件，所述第一金屬附件設(shè)置在第一外絕緣結(jié)構(gòu)上，第一外絕緣結(jié)構(gòu)包覆第一內(nèi)絕緣結(jié)構(gòu)，第一內(nèi)絕緣結(jié)構(gòu)包覆著第一導(dǎo)桿，第一導(dǎo)桿和第一接線端子相連；
[0008]所述第一內(nèi)絕緣結(jié)構(gòu)包括第一中間電極、第一接地電極、兩個第一應(yīng)力錐和第一環(huán)氧樹脂層，第一中間電極、第一接地電極和兩個第一應(yīng)力錐均包覆在第一環(huán)氧樹脂層內(nèi)，一個第一應(yīng)力錐和第一中間電極連接，第一接地電極和另一個第一應(yīng)力錐相連，所述第一中間電極設(shè)置在靠近第一導(dǎo)桿的一方，第一接地電極設(shè)置在第一中間電極的右側(cè)；
[0009]所述第一外絕緣結(jié)構(gòu)為硅橡膠護套層，硅橡膠護套層上設(shè)置有第一傘裙；
[0010]所述第一金屬附件包括第一屏蔽罩、第一金屬護套，所述第一屏蔽罩設(shè)置在第一接線端子和第一導(dǎo)桿連接處并貫穿第一內(nèi)絕緣結(jié)構(gòu)的第一環(huán)氧樹脂層和第一外絕緣結(jié)構(gòu)，所述第一金屬護套設(shè)置在第一外絕緣結(jié)構(gòu)外側(cè)并和法蘭相連；
[0011]所述戶內(nèi)部分包括第二導(dǎo)桿、第二內(nèi)絕緣結(jié)構(gòu)、第二外絕緣結(jié)構(gòu)、第二接線端子和第二金屬附件，所述第二金屬附件設(shè)置在第二外絕緣結(jié)構(gòu)上，第二外絕緣結(jié)構(gòu)包覆第二內(nèi)絕緣結(jié)構(gòu)，第二內(nèi)絕緣結(jié)構(gòu)包覆著第二導(dǎo)桿，第二導(dǎo)桿和第二接線端子相連；
[0012]所述第二內(nèi)絕緣結(jié)構(gòu)包括第二中間電極、第二接地電極、兩個第二應(yīng)力錐和第二環(huán)氧樹脂層，第二中間電極、第二接地電極和兩個第二應(yīng)力錐均包覆在第二環(huán)氧樹脂層內(nèi)，一個第二應(yīng)力錐和第二中間電極連接，第二接地電極和另一個第二應(yīng)力錐相連，所述第二中間電極設(shè)置在靠近第二導(dǎo)桿的一方，第二接地電極設(shè)置在第二中間電極的右側(cè)；
[0013]所述第二外絕緣結(jié)構(gòu)為硅橡膠護套層，硅橡膠護套層上設(shè)置有第二傘裙，所述第一外絕緣結(jié)構(gòu)的第一傘裙形狀比第二外絕緣結(jié)構(gòu)的第二傘裙形狀大；
[0014]所述第二金屬附件包括第二屏蔽罩、第二金屬護套，所述第二屏蔽罩設(shè)置在第二接線端子和第二導(dǎo)桿連接處并貫穿第二內(nèi)絕緣結(jié)構(gòu)的第二環(huán)氧樹脂層和第二外絕緣結(jié)構(gòu)，所述第二金屬護套設(shè)置在第二外絕緣結(jié)構(gòu)外側(cè)并和法蘭相連；
[0015]所述第一導(dǎo)桿和第二導(dǎo)桿的中心軸線重合，第一內(nèi)絕緣結(jié)構(gòu)的中心軸線和第二內(nèi)絕緣結(jié)構(gòu)的中心軸線重合，第一外絕緣結(jié)構(gòu)和第二外絕緣結(jié)構(gòu)的中心軸線重合。
[0016]本實用新型的思路:套管的內(nèi)絕緣結(jié)構(gòu)與外絕緣結(jié)構(gòu)必須滿足的條件有:1、長期工作電壓下部發(fā)生有害的局部放電；2、1分鐘工頻耐壓試驗電壓下不發(fā)生滑閃放電；3、工頻和沖擊耐受試驗電壓下絕緣無破壞。高壓套管中電場沿套管長度方向和垂直方向的分布都不均勻，為改善外電極附近的電場分布，提高介質(zhì)的絕緣強度，引入了應(yīng)力錐結(jié)構(gòu)設(shè)計到內(nèi)絕緣結(jié)構(gòu)中。應(yīng)力錐能夠根據(jù)其錐面的形狀穩(wěn)定沿錐面的電場軸向分量為恒定值來均勻法蘭附近的電場，改善法蘭附件的電場過于集中的現(xiàn)象。采用中間電極和接地電極來取代傳統(tǒng)套管的多個電極，再和應(yīng)力錐配合使用，其中接地電極與金屬護套以及法蘭同電位，都為地電位，對金屬護套起到屏蔽作用，中間電極為浮動電極，調(diào)整中間電極的長度能使其電壓基本為外絕緣結(jié)構(gòu)所加電壓的一半，而導(dǎo)桿與中間電極之間的電壓和中間電極與接地電極之間的電壓相等就是我們需要的。
[0017]第一中間電極的長度和半徑以及第一接地電極的長度和半徑能使導(dǎo)桿與中間電極之間的電壓和中間電極與接地電極之間的電壓相等。第二中間電極的長度和半徑以及第二接地電極的長度和半徑能使導(dǎo)桿與中間電極之間的電壓和中間電極與接地電極之間的電壓相等。為控制套管內(nèi)部和套管表面的電場均勻化，導(dǎo)桿和中間電極之間以及中間電極與接地電極之間的電壓需滿足等電容原理，因此，中間電極的長度和半徑以及接地電極的長度和半徑的合理設(shè)置能夠滿足等電容原理使得中間電極之間的電壓和中間電極與接地電極之間的電壓相等。
[0018]所述第一外絕緣結(jié)構(gòu)和第二外絕緣結(jié)構(gòu)的長度為15_20cm。高壓穿墻套管的單側(cè)絕緣長度由外絕緣在空氣中的閃絡(luò)電壓限制，如果長度不透，將導(dǎo)致空氣擊穿。因此單側(cè)絕緣長度應(yīng)當(dāng)選用適當(dāng)?shù)拈L度，一般根據(jù)公式:(閃絡(luò)電壓-14)/3.16即可初步得到絕緣結(jié)構(gòu)的長度。而對于諸如llOkV高壓套管，雷電沖擊干耐受電壓為550kV，其單側(cè)絕緣長度約為16cm0
[0019]所述第一導(dǎo)桿和第二導(dǎo)桿均為銅桿。
[0020]所述第一外絕緣結(jié)構(gòu)和第二外絕緣結(jié)構(gòu)的硅橡膠護套層為經(jīng)二段硫化的橡膠。經(jīng)過二段硫化的硅橡膠具有良好的壓縮變形、介電性能以及穩(wěn)定的機械性能，用這個制作傘裙，能夠使得硅橡膠材料優(yōu)異的電絕緣性、耐環(huán)境氣候影響等性能得到充分發(fā)揮。
[0021]還包括接地測量端子，所述接地測量端子設(shè)置在法蘭上，接地測量端子包括接地帽、外壁、測量孔和實驗插座，所述測量孔和插座均位于外壁上。運行中每三年測量一次套管的電容量和介質(zhì)損耗值，測量時通過套管連接法蘭上專設(shè)的測量端子進行。
[0022]綜上，本實用新型的有益效果是:
[0023]本實用新型通過設(shè)置中間電極和接地電極以及應(yīng)力錐，能夠改善外電極附近的電場分布，提高介質(zhì)的絕緣強度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)圖；
[0025]圖2是實用新型的剖視圖。
[0026]附圖中標記及相應(yīng)的零部件名稱:
[0027]1、戶外部分，10、第一導(dǎo)桿，11、第一傘裙，12、第一接線端子，13、第一外絕緣結(jié)構(gòu)，14、第一屏蔽罩，15、第一內(nèi)絕緣結(jié)構(gòu)，16、第一應(yīng)力錐,17、第一中間電極,18、第一接地電極，19、第一金屬護罩，2、戶內(nèi)部分，21、第二傘裙，22、第二接線端子，3、接地測量端子，4、法蘭，5、電流互感器。

【具體實施方式】
[0028]下面結(jié)合實施例及附圖，對本實用新型作進一步地的詳細說明，但本實用新型的實施方式不限于此。
[0029]實施例1:
[0030]如圖1和圖2所示，一種高壓穿墻套管，包括依次連接的戶外部分1、法蘭4、電流互感器5和戶內(nèi)部分2 ;
[0031]所述戶外部分1包括第一導(dǎo)桿10、第一內(nèi)絕緣結(jié)構(gòu)15、第一外絕緣結(jié)構(gòu)13、第一接線端子12和第一金屬附件，所述第一金屬附件設(shè)置在第一外絕緣結(jié)構(gòu)13上，第一外絕緣結(jié)構(gòu)13包覆第一內(nèi)絕緣結(jié)構(gòu)15，第一內(nèi)絕緣結(jié)構(gòu)15包覆著第一導(dǎo)桿10，第一導(dǎo)桿10和第一接線端子12相連；
[0032]所述第一內(nèi)絕緣結(jié)構(gòu)15包括第一中間電極17、第一接地電極18、兩個第一應(yīng)力錐16和第一環(huán)氧樹脂層,第一中間電極17、第一接地電極18和兩個第一應(yīng)力錐16均包覆在第一環(huán)氧樹脂層內(nèi)，一個第一應(yīng)力錐16和第一中間電極17連接,第一接地電極18和另一個第一應(yīng)力錐16相連，所述第一中間電極17設(shè)置在靠近第一導(dǎo)桿10的一方，第一接地電極18設(shè)置在第一中間電極17的右側(cè)；
[0033]所述第一外絕緣結(jié)構(gòu)13為硅橡膠護套層，硅橡膠護套層上設(shè)置有第一傘裙11 ；
[0034]所述第一金屬附件包括第一屏蔽罩14、第一金屬護套，所述第一屏蔽罩14設(shè)置在第一接線端子12和第一導(dǎo)桿10連接處并貫穿第一內(nèi)絕緣結(jié)構(gòu)15的第一環(huán)氧樹脂層和第一外絕緣結(jié)構(gòu)13，所述第一金屬護套設(shè)置在第一外絕緣結(jié)構(gòu)13外側(cè)并和法蘭4相連；
[0035]所述戶內(nèi)部分2包括第二導(dǎo)桿、第二內(nèi)絕緣結(jié)構(gòu)、第二外絕緣結(jié)構(gòu)、第二接線端子22和第二金屬附件，所述第二金屬附件設(shè)置在第二外絕緣結(jié)構(gòu)上，第二外絕緣結(jié)構(gòu)包覆第二內(nèi)絕緣結(jié)構(gòu)，第二內(nèi)絕緣結(jié)構(gòu)包覆著第二導(dǎo)桿，第二導(dǎo)桿和第二接線端子22相連；
[0036]所述第二內(nèi)絕緣結(jié)構(gòu)包括第二中間電極、第二接地電極、兩個第二應(yīng)力錐和第二環(huán)氧樹脂層，第二中間電極、第二接地電極和兩個第二應(yīng)力錐均包覆在第二環(huán)氧樹脂層內(nèi)，一個第二應(yīng)力錐和第二中間電極連接，第二接地電極和另一個第二應(yīng)力錐相連，所述第二中間電極設(shè)置在靠近第二導(dǎo)桿的一方，第二接地電極設(shè)置在第二中間電極的右側(cè)；
[0037]所述第二外絕緣結(jié)構(gòu)為硅橡膠護套層，硅橡膠護套層上設(shè)置有第二傘裙21，所述第一外絕緣結(jié)構(gòu)13的第一傘裙11形狀比第二外絕緣結(jié)構(gòu)的第二傘裙21形狀大；
[0038]所述第二金屬附件包括第二屏蔽罩、第二金屬護套，所述第二屏蔽罩設(shè)置在第二接線端子和第二導(dǎo)桿連接處并貫穿第二內(nèi)絕緣結(jié)構(gòu)的第二環(huán)氧樹脂層和第二外絕緣結(jié)構(gòu)，所述第二金屬護套設(shè)置在第二外絕緣結(jié)構(gòu)外側(cè)并和法蘭4相連；
[0039]所述第一導(dǎo)桿10和第二導(dǎo)桿的中心軸線重合，第一內(nèi)絕緣結(jié)構(gòu)15的中心軸線和第二內(nèi)絕緣結(jié)構(gòu)的中心軸線重合，第一外絕緣結(jié)構(gòu)13和第二外絕緣結(jié)構(gòu)的中心軸線重合。
[0040]本實用新型的思路:套管的內(nèi)絕緣結(jié)構(gòu)與外絕緣結(jié)構(gòu)必須滿足的條件有:1、長期工作電壓下部發(fā)生有害的局部放電；2、1分鐘工頻耐壓試驗電壓下不發(fā)生滑閃放電；3、工頻和沖擊耐受試驗電壓下絕緣無破壞。高壓套管中電場沿套管長度方向和垂直方向的分布都不均勻，為改善外電極附近的電場分布，提高介質(zhì)的絕緣強度，引入了應(yīng)力錐結(jié)構(gòu)設(shè)計到內(nèi)絕緣結(jié)構(gòu)中。應(yīng)力錐能夠根據(jù)其錐面的形狀穩(wěn)定沿錐面的電場軸向分量為恒定值來均勻法蘭附近的電場，改善法蘭附件的電場過于集中的現(xiàn)象。采用中間電極和接地電極來取代傳統(tǒng)套管的多個電極，再和應(yīng)力錐配合使用，其中接地電極與金屬護套以及法蘭同電位，都為地電位，對金屬護套起到屏蔽作用，中間電極為浮動電極，調(diào)整中間電極的長度能使其電壓基本為外絕緣結(jié)構(gòu)所加電壓的一半，而導(dǎo)桿與中間電極之間的電壓和中間電極與接地電極之間的電壓相等就是我們需要的。
[0041]實施例2:
[0042]如圖1所示，和實施例1類似，區(qū)別在于:
[0043]第一中間電極17的長度和半徑以及第一接地電極18的長度和半徑能使導(dǎo)桿與中間電極之間的電壓和中間電極與接地電極之間的電壓相等。第二中間電極的長度和半徑以及第二接地電極的長度和半徑能使導(dǎo)桿與中間電極之間的電壓和中間電極與接地電極之間的電壓相等。為控制套管內(nèi)部和套管表面的電場均勻化，導(dǎo)桿和中間電極之間以及中間電極與接地電極之間的電壓需滿足等電容原理，因此，中間電極的長度和半徑以及接地電極的長度和半徑的合理設(shè)置能夠滿足等電容原理使得中間電極之間的電壓和中間電極與接地電極之間的電壓相等。
[0044]所述第一外絕緣結(jié)構(gòu)13和第二外絕緣結(jié)構(gòu)的長度為15_20cm。高壓穿墻套管的單側(cè)絕緣長度由外絕緣在空氣中的閃絡(luò)電壓限制，如果長度不透，將導(dǎo)致空氣擊穿。因此單側(cè)絕緣長度應(yīng)當(dāng)選用適當(dāng)?shù)拈L度，一般根據(jù)公式:閃絡(luò)電壓-14/3.16即可初步得到絕緣結(jié)構(gòu)的長度。而對于諸如llOkV高壓套管，雷電沖擊干耐受電壓為550kV，其單側(cè)絕緣長度約為16cm0
[0045]所述第一導(dǎo)桿10和第二導(dǎo)桿均為銅桿。
[0046]所述第一外絕緣結(jié)構(gòu)13和第二外絕緣結(jié)構(gòu)的硅橡膠護套層為經(jīng)二段硫化的橡膠。經(jīng)過二段硫化的硅橡膠具有良好的壓縮變形、介電性能以及穩(wěn)定的機械性能，用這個制作傘裙11，能夠使得硅橡膠材料優(yōu)異的電絕緣性、耐環(huán)境氣候影響等性能得到充分發(fā)揮。
[0047]還包括接地測量端子3，所述接地測量端子3設(shè)置在法蘭4上，接地測量端子3包括接地帽、外壁、測量孔和實驗插座，所述測量孔和插座均位于外壁上。運行中每三年測量一次套管的電容量和介質(zhì)損耗值，測量時通過套管連接法蘭4上專設(shè)的測量端子進行。
[0048]如上所述，可較好的實現(xiàn)本實用新型。
【權(quán)利要求】
1.一種高壓穿墻套管，其特征在于，包括依次連接的戶外部分(I )、法蘭(4)、電流互感器(5)和戶內(nèi)部分(2); 所述戶外部分(I)包括第一導(dǎo)桿(10)、第一內(nèi)絕緣結(jié)構(gòu)(15)、第一外絕緣結(jié)構(gòu)(13)、第一接線端子(12)和第一金屬附件，所述第一金屬附件設(shè)置在第一外絕緣結(jié)構(gòu)(13)上，第一外絕緣結(jié)構(gòu)(13)包覆第一內(nèi)絕緣結(jié)構(gòu)(15)，第一內(nèi)絕緣結(jié)構(gòu)(15)包覆著第一導(dǎo)桿(10)，第一導(dǎo)桿(10)和第一接線端子(12)相連； 所述第一內(nèi)絕緣結(jié)構(gòu)(15)包括第一中間電極(17)、第一接地電極(18)、兩個第一應(yīng)力錐(16)和第一環(huán)氧樹脂層，第一中間電極(17)、第一接地電極(18)和兩個第一應(yīng)力錐(16)均包覆在第一環(huán)氧樹脂層內(nèi)，一個第一應(yīng)力錐(16)和第一中間電極(17)連接，第一接地電極(18)和另一個第一應(yīng)力錐(16)相連,所述第一中間電極(17)設(shè)置在靠近第一導(dǎo)桿(10)的一方，第一接地電極(18)設(shè)置在第一中間電極(17)的右側(cè)； 所述第一外絕緣結(jié)構(gòu)(13 )為硅橡膠護套層，硅橡膠護套層上設(shè)置有第一傘裙(11);所述第一金屬附件包括第一屏蔽罩(14)、第一金屬護套，所述第一屏蔽罩(14)設(shè)置在第一接線端子(12)和第一導(dǎo)桿(10)連接處并貫穿第一內(nèi)絕緣結(jié)構(gòu)(15)的第一環(huán)氧樹脂層和第一外絕緣結(jié)構(gòu)(13)，所述第一金屬護套設(shè)置在第一外絕緣結(jié)構(gòu)(13)外側(cè)并和法蘭(4)相連； 所述戶內(nèi)部分(2)包括第二導(dǎo)桿、第二內(nèi)絕緣結(jié)構(gòu)、第二外絕緣結(jié)構(gòu)、第二接線端子(22)和第二金屬附件，所述第二金屬附件設(shè)置在第二外絕緣結(jié)構(gòu)上，第二外絕緣結(jié)構(gòu)包覆第二內(nèi)絕緣結(jié)構(gòu)，第二內(nèi)絕緣結(jié)構(gòu)包覆著第二導(dǎo)桿，第二導(dǎo)桿和第二接線端子(22)相連；所述第二內(nèi)絕緣結(jié)構(gòu)包括第二中間電極、第二接地電極、兩個第二應(yīng)力錐和第二環(huán)氧樹脂層，第二中間電極、第二接地電極和兩個第二應(yīng)力錐均包覆在第二環(huán)氧樹脂層內(nèi)，一個第二應(yīng)力錐和第二中間電極連接，第二接地電極和另一個第二應(yīng)力錐相連，所述第二中間電極設(shè)置在靠近第二導(dǎo)桿的一方，第二接地電極設(shè)置在第二中間電極的右側(cè)； 所述第二外絕緣結(jié)構(gòu)為硅橡膠護套層，硅橡膠護套層上設(shè)置有第二傘裙(21)，所述第一外絕緣結(jié)構(gòu)(13)的第一傘裙(11)形狀比第二外絕緣結(jié)構(gòu)的第二傘裙(21)形狀大；所述第二金屬附件包括第二屏蔽罩、第二金屬護套，所述第二屏蔽罩設(shè)置在第二接線端子和第二導(dǎo)桿連接處并貫穿第二內(nèi)絕緣結(jié)構(gòu)的第二環(huán)氧樹脂層和第二外絕緣結(jié)構(gòu)，所述第二金屬護套設(shè)置在第二外絕緣結(jié)構(gòu)外側(cè)并和法蘭(4)相連； 所述第一導(dǎo)桿(10)和第二導(dǎo)桿的中心軸線重合，第一內(nèi)絕緣結(jié)構(gòu)(15)的中心軸線和第二內(nèi)絕緣結(jié)構(gòu)的中心軸線重合，第一外絕緣結(jié)構(gòu)(13)和第二外絕緣結(jié)構(gòu)的中心軸線重口 ο
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓穿墻套管，其特征在于，第一中間電極(17)的長度和半徑以及第一接地電極(18)的長度和半徑能使導(dǎo)桿與中間電極之間的電壓和中間電極與接地電極之間的電壓相等。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓穿墻套管，其特征在于，第二中間電極的長度和半徑以及第二接地電極的長度和半徑能使導(dǎo)桿與中間電極之間的電壓和中間電極與接地電極之間的電壓相等。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓穿墻套管，其特征在于，所述第一外絕緣結(jié)構(gòu)(13)和第二外絕緣結(jié)構(gòu)的長度為15-20cm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓穿墻套管，其特征在于，所述第一導(dǎo)桿(10)和第二導(dǎo)桿均為銅桿。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓穿墻套管，其特征在于，所述第一外絕緣結(jié)構(gòu)(13)和第二外絕緣結(jié)構(gòu)的硅橡膠護套層為經(jīng)二段硫化的橡膠。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓穿墻套管，其特征在于，還包括接地測量端子(3)，所述接地測量端子(3)設(shè)置在法蘭(4)上，接地測量端子(3)包括接地帽、外壁、測量孔和實驗插座，所述測量孔和插座均位于外壁上。
【文檔編號】H01B17/58GK204167022SQ201420629018
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月28日
【發(fā)明者】劉磊, 李海峰 申請人:成都峰達科技有限公司