用于中压或高压气体绝缘开关设备的绝缘器制造技术

提供了一种用于气体绝缘设备的绝缘器(100)，该绝缘器包括注射模制的绝缘盘(101)和导体(102)，其中，绝缘盘(101)包括第一周向表面(103)、从第一周向表面(103)径向向外设置的第二周向表面(104)和连接第一周向表面(103)和第二周向表面(104)的腹板部分(105)，其特征在于，腹板部分(105)包括波结构，腹板部分(105)在第一周向表面(103)处具有内波轮廓(106)并且在第二周向表面(104)处具有外波轮廓(107)，内波轮廓(106)和外波轮廓(107)具有2mm以上且10000mm以下的曲率半径。其他方面提供了一种包括至少一个上述绝缘器(100)的气体绝缘开关设备，上述的绝缘器(100)在中压或高压开关设备中的用途以及制造上述的绝缘器(100)的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于中压或高压气体绝缘开关设备的绝缘器
本公开的实施例总体上涉及用于气体绝缘设备、特别是气体绝缘开关设备的绝缘器。特别地，本公开的实施例涉及具有腹板部分的绝缘器，该腹板部分包括复杂的波结构。更具体地，本公开的实施例涉及制造根据上述方面的绝缘器的方法，以及根据上述方面的绝缘器在中压或高压气体绝缘开关设备中的用途。
技术介绍
气体绝缘开关设备或GIS容纳中压或高压导体，例如施加了中压或高压的引线导体。为了将导体与其他部件以及与开关设备外部屏蔽和绝缘开，这样的装置包括填充有绝缘气体(通常是诸如SF6的介电气体)的接地金属壳体。为了将中压或高压导体在设备容积内稳固地保持在足够远离接地壳体以避免介电击穿的位置，在GIS壳体内部提供了绝缘器。绝缘器在其外边缘处固定到壳体，并具有用于容纳导体的中央开口。绝缘器的主要部分是绝缘盘，绝缘盘在其中央具有中央开口。一些绝缘器可具有外部部分，该外部部分包括附接到绝缘盘的外周上的金属电枢环。该电枢环可以具有附接装置，例如螺纹孔，其允许绝缘器稳固地附接到GIS壳体。长时间以来，由于良好的电绝缘性能和机械强度，填充有氧化铝的环氧树脂已被用作制造用于GIS的绝缘器的基础材料。高科技工程热塑性塑料具有良好的电绝缘性能，但由于在绝缘器的制造中采用注射模制工艺，可实现的壁厚被限制在若干毫米的范围内。因此，尽管通过高科技工程热塑性塑料实现了电绝缘要求，但由于屏障绝缘器被要求承受高突发压力，因此实现机械性能变得具有挑战性。US2014/174787A1以ABB研究有限公司的名义提交，并于2014年6月发布，其公开了GIS绝缘器的各种设计。其中公开的若干设计采用诸如肋或其他增强部的结构特征，以增加刚度和耐用性。然而，具有肋特征的设计的一个缺点关系到绝缘器的清洁，特别是在开关设备的维修期间，绝缘器的清洁是要执行的重要过程。具有肋特征的绝缘器被证实由于肋之间的小缝隙而难以清洗。另一个提出的设计包括没有肋特征的三角形波状横截面。这种设计提供了在开关设备的组装和维修期间易于清洁的优点。然而，为了满足高压应用所需的机械性能，要求设计人员增加绝缘器的壁厚，或增加三角形波状横截面中的重复部段的数量。已经发现，由于注射模制工艺中可实现的壁厚有限，因此不可能显著地增加壁厚。此外，由于在三角形波状横截面中形成了锐利的边缘，因而发现高突发压力将导致绝缘器在高应力集中的区域中失效，即在三角形波状横截面的峰部和谷部处失效，导致机械性能不足。此外，沿着三角形波状横截面的锐利的直边缘表现出更高的电场强度，导致电气性能不足。另外，以类似于具有肋特征的设计的方式，具有更近间隔的更多波数增加了清洁的难度(特别是在绝缘器的内缘附近)，因此增加三角形波状横截面中的波数也受到限制。因此，需要解决以下技术问题：实现用于高压应用的绝缘器的足够的机械性能，同时在开关设备的组装和维修期间还便于容易地清洁绝缘器。鉴于此，期望克服现有技术中的至少一些问题。
技术实现思路
本公开的一方面提供了一种用于气体绝缘设备的绝缘器。所述绝缘器包括注射模制的绝缘盘和导体，其中所述绝缘盘包括第一周向表面、从所述第一周向表面径向向外设置的第二周向表面和连接所述第一周向表面和所述第二周向表面的腹板部分，其中，所述腹板部分包括波结构，所述腹板部分在所述第一周向表面处具有内波轮廓并且在所述第二周向表面处具有外波轮廓，其中所述内波轮廓和所述外波轮廓具有2mm以上且10000mm以下的曲率半径。本公开的另一方面提供了一种配置成用于中压或高压的气体绝缘开关设备，其包括根据上述方面的至少一个绝缘器。本公开的又一方面提供了根据上述方面的绝缘器在中压或高压开关设备中的用途。本公开描述的实施例允许绝缘器的腹板部分具有提高的机械性能。此外，包括波结构的绝缘器的腹板部分便于容易地清洁绝缘器。可以与本文描述的实施例结合的其他优点、特征、方面和细节从从属权利要求、权利要求组合、说明书和附图中看是明显的。附图说明下面将参考附图描述细节，其中图1是根据本公开的一实施例的气体绝缘开关设备的示意性剖视图；图2是根据本公开的一实施例的绝缘器的立体图；图3是根据本公开的一实施例的绝缘器的内波轮廓和外波轮廓的表示；图4A至图4C是根据本公开的一个或更多个实施例的绝缘器的三种变化设计的示意性侧视图，其中未示出外部部分；图5A至5B是根据本公开的一个或更多个实施例的绝缘器的两种变化设计的立体图；图6A至6B是根据本公开的一个或更多个实施例的绝缘器的两种变化设计的内波轮廓和外波轮廓的表示；以及图7是根据本公开的一实施例的用于制造绝缘器的方法的流程图。具体实施方式现在将详细参考各种实施例，在每个图中示出了其一个或更多个示例。每个示例都是通过说明的方式提供的，并不意味着限制。例如，作为一个实施例的一部分示出或描述的特征可以在任何其他实施例上或与任何其他实施例结合使用以产生又一实施例。本公开旨在包括这样的修改和变化。在附图的以下描述中，相同的附图标记指代相同或相似的部件。通常，仅描述关于各个实施例的差异。除非另有说明，否则一个实施例中的一部分或方面的描述也可以应用于另一实施例中的相应部分或方面。图1示例性地示出了根据本公开的一实施例的气体绝缘开关设备10的剖视图。气体绝缘开关设备10包括至少一个根据本文描述的任何实施例的绝缘器100。气体绝缘开关设备10可以被配置成用于中压或高压。在本公开的上下文中，术语“中压”可以指至少1kV并且至多52kV的电压。此外，在本公开的上下文中，术语“高压”可以指至少52kV的电压。气体绝缘开关设备10包括壳体20。壳体20例如可以包围第一区域30和至少第二区域40。第一区域30和第二区域40可以由绝缘器100隔开。第一区域30和第二区域40中的至少一者可以包括绝缘气体，例如SF6。气体绝缘开关设备10还包括第一电极组件50和第二电极组件60。第一电极组件50可以固定到第一绝缘器100的导体102，第二电极组件60可以固定到第二绝缘器100的导体102。现在参考图2，本公开的一方面提供了用于气体绝缘设备10的绝缘器100。绝缘器100包括注射模制的绝缘盘101和导体102。绝缘盘101可以包括内部部分和外部部分，其中内部部分包括中央开口，外部部分包括用于抵靠气体绝缘设备10的壳体20密封的邻接部分。导体102位于绝缘盘102的中央开口中，这样导体102与气体绝缘设备10的壳体20以足够的距离间隔开，以避免导体102与壳体20之间的介电击穿。绝缘盘101可以包括内部部分、外部部分和连接内部部分和外部部分的腹板部分。例如，绝缘盘101可以具有盘形结构。绝缘盘101的内部部分配置成用于支撑导体，而绝缘盘101的外部部分配置成用于抵靠气体绝缘设备的壳体的内壁密封。绝缘盘101包括第一周向表面103和第二周向表面104。在本公开的上下文中，术语“周向表面”可以包括通过使轮廓围绕旋转轴线旋转而构造的任何表面本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于气体绝缘设备(10)的绝缘器(100，100A-C，200A-C)，所述绝缘器包括注射模制的绝缘盘(101)和导体(102)，其中/n所述绝缘盘(101)包括第一周向表面(103)、从所述第一周向表面(103)径向向外设置的第二周向表面(104)和连接所述第一周向表面(103)和所述第二周向表面(104)的腹板部分(105，105A-C)，/n其特征在于，所述腹板部分(105，105A-C)包括波结构，所述腹板部分(105，105A-C)在所述第一周向表面(103)处具有内波轮廓(106，206A-C)并且在所述第二周向表面(104)处具有外波轮廓(107，207A-C)，其中所述内波轮廓(106，206A-C)和所述外波轮廓(107，207A-C)具有2mm以上且10000mm以下的曲率半径。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181127 EP 18208583.71.一种用于气体绝缘设备(10)的绝缘器(100，100A-C，200A-C)，所述绝缘器包括注射模制的绝缘盘(101)和导体(102)，其中
所述绝缘盘(101)包括第一周向表面(103)、从所述第一周向表面(103)径向向外设置的第二周向表面(104)和连接所述第一周向表面(103)和所述第二周向表面(104)的腹板部分(105，105A-C)，
其特征在于，所述腹板部分(105，105A-C)包括波结构，所述腹板部分(105，105A-C)在所述第一周向表面(103)处具有内波轮廓(106，206A-C)并且在所述第二周向表面(104)处具有外波轮廓(107，207A-C)，其中所述内波轮廓(106，206A-C)和所述外波轮廓(107，207A-C)具有2mm以上且10000mm以下的曲率半径。


2.根据权利要求1所述的绝缘器(100，100A-C，200A-C)，其中，所述腹板部分(105，105A-C)具有2mm以上且10000mm以下的周向曲率半径。


3.根据权利要求1和2中任一项所述的绝缘器(100，100A-C，200A-C)，其中，所述腹板部分(105，105A-C)在垂直于所述腹板部分(105，105A-C)的上表面和/或下表面的方向上具有大体上恒定的厚度。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的绝缘器(100，100A-C，200A-C)，其中，所述内波轮廓(106，206A-C)具有第一周期数(ni)，并且所述外波轮廓(107，207A-C)具有大于所述第一周期数(ni)的第二周期数(no)。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的绝缘器(100，100A-C，200A-C)，其中，所述内波轮廓(106，206A-C)具有第一幅度(Ai)，并且所述外波轮廓(107，207A-C)具有小于所述第一幅度(Ai)的第二幅度(Ao)。


6.根据权利要求4和5中任一项所述的绝缘器(100，100A-C，200A-C)，其中，所述第二周期数(no)是所述第一周期数(ni)的整数倍。


7.根据权利要求6所述的绝缘器(100，100A-C，200A-C)，其中，所述内波轮...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·普拉特，D·贝纳德罗斯基，A·扎内蒂，P·埃尔泽，L·马利诺夫斯基，
申请(专利权)人：ABB电网瑞士股份公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH