高电压套管制造技术

高电压套管（１）具有导体（２）和围绕该导体（２）的芯（３），其中芯（３）包括片状间隔物（４），该间隔物（４）被电绝缘基质材料（６）浸渍。其特征在于间隔物（４）具有可以用基质材料（６）填充的多个孔（９）。优选地，间隔物（４）是网状的或者多孔的。它可以是纤维网。该套管（１）可以是在芯内具有均衡板（５）的精细分级套管（１）。填充有颗粒的树脂（６）可以用作基质材料（６）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及高电压
本专利技术涉及根据独立权利要求的前序部分所述的套管和生产套管的方法以及片状材料的用途。这样的套管例如应用于变压器、气体绝缘开关设备、发电机中或者应用为测试套管。
技术介绍
套管是通常用来通过接地屏障如变压器箱在高电势传送电流的装置。为了减少和控制套管附近的电场，已经开发了有(精细)分级套管之称的电容式套管。通过插入并入至套管芯中的浮动均衡器(电极)板，电容式套管有助于实现电应力控制。电容器芯减少电场梯度并沿着绝缘体的长度分布电场，这提供了大大超过标称电压读数的低局部放电读数。套管的电容器芯典型地使用作为间隔物的牛皮纸或者皱纹牛皮纸来缠绕。均衡板是由金属(典型地是铝)插入件或者非金属(墨、石墨膏)补块构造而成。这些板同轴地设置以便实现外部闪络与内部击穿强度之间的最佳平衡。纸间隔物确保电极板的限定位置并且提供机械稳定性。现有套管的电容器芯被油浸渍(OIP，油浸纸)或者被树脂浸渍(RIP，树脂浸纸)。RIP套管具有的优点在于它们是干式(无油)套管。RIP套管的芯使用纸来缠绕，并且电极板插入于相邻纸绕组之间的适当位置。然后在芯的加热和真空过程中引入树脂。浸纸套管的不足在于以油或者以树脂来浸渍纸的过程是缓慢的过程。所希望的是，能够加速对密实和操作安全的高电压套管的生产。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供没有上述不足的一种高电压套管和一种用于生产这种套管的方法。将会加速生产过程，特别地是将会缩短浸渍过程。通过具有权利要求的特征的装置和方法来解决该问题。根据本专利技术，该套管具有导体和围绕该导体的芯，其中芯包括片状间隔物，该间隔物被电绝缘基质材料浸渍。其特征在于间隔物具有可以用基质材料填充的多个孔。导体典型地是杆或者管或者接线。芯提供导体的电绝缘并可以(但不是必须)包含均衡板。从典型意义上说，芯基本上是旋转对称的并与导体同心。平型间隔物可以被聚合物(树脂)或者油或者一些其它基质材料浸渍。平型间隔物可以是纸或者优选地是典型地以螺旋形式缠绕由此形成多个相邻层的不同材料。间隔物散布有孔。这些孔有助于和加速基质材料穿透所缠绕的间隔物(芯)。如现有技术中那样利用未被刺穿的纸，基质材料必须蔓延通过一个纸层以便从成对的两个相邻间隔物层之间径向地移动到相邻的成对的两个相邻间隔物层。如果间隔物包括多个孔，则非常有助于在径向上交换基质材料，也非常有助于在轴向方向上穿透缠绕间隔物材料的芯，因为流动阻力由于更多空间而较低。如果孔足够大并相应地已完成缠绕，则通道将在芯内形成，这些通道会在浸渍过程中快速地引导基质材料穿过芯。孔基本上在片状间隔物的短尺度方向上穿透片状间隔物。使用具有多个孔的间隔物的另一主要优点在于允许使用替代性材料。一个大的优点在于，纸可以由其它材料、如聚合物或者有机或者无机纤维所取代。使用纸作为间隔物的不足在于在浸渍之前必须彻底地使纸干燥，这是缓慢的过程。由于过短或者因其它原因而不足的干燥过程导致保留在芯内的水分将会在套管使用于高温时损坏套管。至少作为重要优点的另一点在于可以使用各种基质材料。如现有技术中那样利用未被刺穿的纸，只有液态、未填充的、低粘性的聚合物可以用作基质材料。这些限制对根据本专利技术的套管不起作用。这可以使得固化基质材料所需要的时间显著减少。具体而言，颗粒填充的聚合物可以用作基质材料，这带来了数项热机械的优点和提高的(加速的)套管可生产性。在一个优选实施例中，间隔物是网状的或者有网孔的。优选地，间隔物具有开口网格。该网格以及这些开口的分布分别可以是有规律的或者无规律的。另外，开口的形状在整个网格中可以是不变的或者可以是变化的。在另一优选实施例中，间隔物包括多个纤维，特别地，间隔物可以基本上由纤维构成。适用的纤维例如可以是玻璃纤维。也能够以纤维形式进行使用的各种材料可以应用于间隔物中。例如有机纤维，如聚乙烯和聚酯；或者无机纤维，如氧化铝或者玻璃；或者其它纤维如硅树脂形成的纤维。不同材料的纤维也可以组合地使用于间隔物中。单独的纤维或者成束的纤维可以用作结构的经和纬。使用具有低或者零吸水性——特别地是与在现有技术已知的套管中使用的纤维素纤维的吸水性相比甚小的吸水性——的纤维是大为有利的。在另一优选实施例中，间隔物缠绕在通过导体形状限定的轴周围。以与轴之间的适当径向距离在芯内设置金属或者半传导材料的均衡板。这样的套管是分级或者精细分级的套管。从典型意义上说，一个单层分间隔物材料缠绕在导体或者心轴周围，以便形成间隔物材料的螺旋。特别是在很长的套管的情况下，可以并行地缠绕间隔物材料的两个或更多轴向偏移的带。也可以缠绕双层或者甚至更厚的间隔物材料的螺旋；不过这样的双层或者三层仍然可以被视为一层间隔物材料，该间隔物材料在那一情况下恰好分为双层或者三层。均衡板可以是例如铝的金属箔，这些板在某一次数的缠绕之后插入到芯中，使得以与轴之间的定义好的、可指定的径向距离来排列和固定均衡板。也可以通过向间隔物施加金属或者半传导材料——例如通过喷溅、印制、涂布、等离子体喷溅或者化学气相沉积等——来为均衡板提供这样的材料。特别地，在纤维形成间隔物主要部分的情况下，可以通过至少部分地是金属或者半传导的间隔物纤维形成均衡板。这样的特殊纤维例如可以在它们轴向延伸的某些长度之上以金属或者半传导的方式涂布。在另一有利实施例中，涂布和/或表面处理间隔物以提高间隔物与基质材料之间的粘合性。根据间隔物材料，可能有利的是刷磨、刻蚀、涂布或者以别的方式处理间隔物的表面，以便实现间隔物与基质材料之间提高的相互作用。这将提供芯的增强的热机械稳定性。在另一有利实施例中，间隔物缠绕在通过导体形状限定的轴周围，间隔物中孔的尺寸沿着平行于该轴的方向和/或沿着垂直于该轴的方向变化。由此可以增强浸渍能力。如果间隔物例如是玻璃纤维网的矩形件，该矩形件具有与轴平行对准的短边，而长边将在导体周围缠绕成螺旋，则玻璃纤维网中孔的尺寸可以沿着短边和/或长边变化。另外，间隔物材料中孔的形状也可以按照这样的方式变化。在一种特别优选的实施例中，基质材料包括填充物颗粒。优选地，该基质材料包括聚合物和填充物颗粒。该聚合物例如可以是环氧树脂、聚脂树脂、聚氨酯树脂(polyurethane resin)或者另一电绝缘聚合物。优选地，填充物颗粒是电绝缘或者半传导的。填充物颗粒例如可以是SiO2、Al2O3、BN、AlN、BeO、TiB2、TiO2、SiC、Si3N4、B4C等或其混合物的颗粒。也可以在聚合物中具有各种此类颗粒的混合物。优选地，颗粒的物理状态是固态。与利用未填充的环氧物(epoxy)作为基质材料的芯相比较，如果使用具有填充物的基质材料则在芯内将会有较少的环氧物。因而，可以明显地减少固化环氧物所需要的时间，这减少了制造套管所需要的时间。如果填充物颗粒的热传导率高于聚合物的热传导率则是很有利的。另外，如果填充物颗粒的热膨胀系数(CTE)小于聚合物的CTE也是很有利的。如果相应地选择填充材料，则明显地增强套管的热机械特性。通过使用具有填充物的基质材料，芯的较高热传导率将允许增加套管的电流额定值或者在同一电流额定值时减少套管的重量和尺寸。另外，当使用高热传导率的填充物颗粒时，在工作条件之下套管内的热分布更为均匀。由于使用具有填充物的基质材料，芯的较低CTE将造成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种套管（１），具有导体（２）和围绕所述导体（２）的芯（３），所述芯（３）包括片状间隔物（４），所述间隔物（４）被电绝缘基质材料（６）浸渍，以及所述间隔物以螺旋形式缠绕由此形成多个相邻层，其特征在于所述间隔物（４）具有可以用所述基质材料（６）填充的多个孔（９）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】EP 2004-7-28 04405480.71.一种套管(1)，具有导体(2)和围绕所述导体(2)的芯(3)，所述芯(3)包括片状间隔物(4)，所述间隔物(4)被电绝缘基质材料(6)浸渍，以及所述间隔物以螺旋形式缠绕由此形成多个相邻层，其特征在于所述间隔物(4)具有可以用所述基质材料(6)填充的多个孔(9)。2.根据权利要求1所述的套管(1)，其特征在于所述间隔物(4)是网状的或者有网孔的。3.根据任一前述权利要求1所述的套管(1)，其特征在于所述间隔物(4)包括多个纤维(7)。4.根据任一前述权利要求1所述的套管(1)，其特征在于所述间隔物(4)缠绕在轴(A)周围，所述轴(A)通过所述导体(2)的形状来限定，以及金属或者半传导材料的均衡板(5)以与所述轴(A)之间的适当径向距离设置于所述芯(3)内。5.根据权利要求3或4所述的套管(1)，其特征在于所述均衡板(5)通过至少部分地是金属或者半传导的、所述间隔物(4)的纤维(7)来形成。6.根据权利要求4或5所述的套管(1)，其特征在于所述均衡板(5)通过向所述间隔物(4)施加金属或者半传导材料来形成。7.根据任一前述权利要求1所述的套管(1)，其特征在于所述间隔物(4)被涂布和/或表面处理以提高所述间隔物(4)与所述基质材料(6)之间的粘合性。8.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：文森特蒂利埃特，延斯罗克斯，格尔德查利基亚，罗格赫德隆，
申请(专利权)人：ABB研究有限公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]