用于降低高压装置中电介质击穿风险的设备制造方法及图纸

本发明专利技术为用于降低高压装置中电介质击穿风险的设备。提供一种设备，该设备包括：电晕屏蔽罩；以及至少一个用于将该电晕屏蔽罩连接至高压装置的支撑元件。该至少一个支撑元件包括半导电聚合物，其在操作时充当在电晕屏蔽罩和高压装置之间的电阻。此外，该支撑元件配置为将电晕屏蔽罩固定至该高压装置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术 一般地涉及高压装置，更具体地涉及降低高压装置中电 介质击穿的风险。
技术介绍
在高压设备内，提供通常为金属的、几何或电连接至高压导体 或其他高压设备的导电材料的电晕屏蔽罩在本领域中已知。通过将 电荷分布在增大的屏蔽罩表面积上，降低了最大电场强度，从而降 低了电晕放电的风险。此类配置的一个缺点在于，由于大曲率和几何延伸，产生了具 有相对高的以及均匀的电场的区域。这导致了可以由小的临时干扰 (诸如昆虫、大的灰尘颗粒等)触发的放电传播。当应用高压，尤其是DC时，可以观察到该机构可以引起显著低于传统设计规则所 期望的电压处的击穿。公开号WO 2007/149015的国际申请公开了在高压直流应用中的 屏蔽罩和阀组(valve group)之间提供电阻器。虽然该电阻器降低了此类击穿的风险，但是其也增加了电晕屏 蔽罩的复杂度。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种更简单和更稳定的方式用来降低来自 于电晕屏蔽罩的击穿风险。根据本专利技术的第一方面，提供一种设备，该设备包括电晕屏 蔽罩；以及至少一个支撑元件，用于将电晕屏蔽罩连接至高压装置。 至少一个支撑元件包括半导电聚合物，该半导电聚合物在所述设备操作时充当在电晕屏蔽罩和高压装置之间的电阻。而且，该支撑元 件配置为将电暈屏蔽罩固定至高压装置。通过使用具有电阻的支撑元件来固定电暈屏蔽罩，获得了更简 单更稳定的结构。为支撑元件的设计提供了极大改进的自由度。此 外，由于基于聚合物的电阻器的结构可以制作得很长，所以对比于 使用传统电阻器的情况，减小了随长度的压降。这降低了表面放电 的风险。对于传统电阻器，存在以下风险由于局部高电场强度， 放电可以从其一个端部接头开始。通过桥接电阻器，放电使其短路， 这本质上对电晕屏蔽罩提供了全电压。传统电阻器的端部接头可以 配备降低电场的屏蔽，但这增加了非常有限的可用空间中的复杂度。至少一个支撑元件可以具有范围在100千欧姆到100兆欧姆的电阻。聚合物可以从包括以下内容的组中选择聚乙烯、交联聚乙烯、聚 丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚亚安酯、环氧树脂、苯酚树脂(phenol basedresin)、共混聚合物和共聚物或它们的任何组合。该半导电聚 合物原则上可以是如聚吡咯的天然半导电聚合物。更实际并且更经 济的是具有导电填料(通常是炭黑)的传统聚合物。至少一个支撑元件中的至少一个可以具有十字形横截面。管状 横截面为支撑元件提供了相对于所用材料并由此相对于重量的增加 的强度。可以选择其他横截面形状，诸如选自包括以下内容的组中 的任何形状管形、方形、矩形、I形或圆形。至少 一个支撑元件中的至少 一个可以包括半导电聚合物的核芯 以及由外部材料制成的外层，当暴露在空气中时，该外部材料比半 导电聚合物更耐久。通过提供更耐久的外层，增加了半导电聚合物 的寿命，并增加了维护和/或失效之间的平均时间。可以通过选择不 同厚度的材料和不同材料组合来调节强度和导电性。外部材料可以由与导电聚合物相同的聚合物(但没有填料)、 其他聚合物或由绝缘漆/涂料(例如，醇酸树脂绝缘漆)制成。支撑元件可以进一步包括第一导电元件， 一端连接至电晕屏 蔽罩并且第二端连接至半导电聚合物。支撑元件可以进一步包括第二导电元件，其第一端连接至半 导电聚合物，并且第二导电元件配置为第二端连接至高压装置。半导电聚合物可以附接至电晕屏蔽罩，并且半导电聚合物可以 配置为附接至高压装置。电晕屏蔽罩可以基本上是环形，该环形至少具有包括金属的外层。本专利技术的第二方面是一种高压穿壁套管，其包括根据第一方面 的设备。本专利技术的第三方面是一种用于制造设备的方法。该方法包括以 下步骤提供包括半导电聚合物的至少一个支撑元件，半导电聚合 物在设备操作时充当在电晕屏蔽罩和高压装置之间的电阻；以及将至少一个支撑元件安装在电晕屏蔽罩和高压装置之间。提供步骤可以进 一 步包括为至少 一 个支撑元件中的每个提供 电介质核芯；以及通过在至少一个支撑元件中的每个上喷涂半导电 聚合物层来施加半导电聚合物。通过喷涂，可能得到半导电聚合物 的薄层，利用可接收的尺寸实现大电阻。提供至少一个支撑元件的步骤可以进一步包括在半导电聚合 物的层的外侧提供电介质层。应该指出，可以将第一、第二、第三方面的任何合适特征应用于4壬^r其〗也方面。通常，根据
中的一般意义解释权利要求书中所使用的 所有术语，除非在此明确定义。对"一个元件、装置、组件、步骤等"的引用将开放地解释为参考该元件、装置、组件、步骤等的至 少一个实例，除非明确的表明。这里公开的任何方法的步骤都不必 完全按照公开的顺序执行，除非明确的表明。附图说明现在，通过示例的方式，参考附图描述本专利技术，在附图中图1示出了应用于穿壁套管的本专利技术一个实施方式；图2a-图2c是可以如何实现支撑部件的示意图3a-图3k是示出了存在基于聚合物的电阻器的支撑元件一部分的横截面的示意图；以及图4a-图4b是示出了可以如何将电晕屏蔽罩固定至导体的两个实施方式的示意图。具体实施例方式现在下文将参考附图更全面地描述本专利技术，附图中，示出了本 专利技术的某些实施方式。然而，本专利技术可以以很多不同的形式实现， 并且不应该构建为限制于这里记载的实施方式；这些实施方式由示 例的方式提供，从而该公开内容将是详尽以及完整的，并且将全面 地向本领域的技术人员传达本专利技术的范围。贯穿该描述，同样的数 字表示同样的元件。图1示出了应用于穿壁套管的本专利技术的一个实施方式。高压导 体2承载高压电流。例如，电压可以介于50kV到1000 kV或更高 之间的任何处。应该指出，当前的专利技术可应用于DC (直流)以及 AC(交流)两者，只要电压相对于电介质击穿将潜在发生的环境足 够高。在完全通过壁1的导体2周围提供绝缘子3。在绝缘子3的一端 处，提供电暈屏蔽罩4。电暈屏蔽罩通常基本上是环形，该环形至少 具有包括金属的外层。备选地，电暈屏蔽罩基本上可以是球状的。电晕屏蔽罩4经由支撑元件6连接至导体2。支撑元件6包括半 导电聚合物。由于半导电，聚合物是导电的，但是具有很大的电阻。 导体2和电暈屏蔽罩4之间的总电阻优选地介于约100千欧姆到约 IOO兆欧姆之间。准确值将取决于几何尺寸和容量，并且可能需要针 对每个独立的情况进行核实。如果电阻太低，则开始电介质击穿期 间的压降太低。如果电阻太高，则很难在与导体2相同的电势处保7持电暈屏蔽罩4。聚合物可以是任何提供所指示操作范围内的总电阻 的合适半导电聚合物。半导电聚合物可以包括具有导电填料的非导传统聚合物聚乙烯(PE)、交联聚乙烯(PEX)、聚丙烯(PP)、 聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚亚安酯(PUR)、环氧树 脂、苯酚树脂(人造树脂)，还包括共混聚合物和共聚物或它们的 任何组合。该半导电聚合物原则上可以是如聚吡咯的天然半导电聚中导电填^通常是炭黑:；'、'、、"'^ 、应该指出，电阻可以在所确定的#:作范围内显著改变，以允许使用基于聚合物的电阻器。例如，即使如今的很多聚合物材料的电 阻随温度改变，但是这些材料仍将用作该用途的电阻。而且，如果利用了多个支撑元件6，则等效总电阻应该保持在上述范围内。由于支撑元件6的电阻，电晕屏蔽罩对于电介质击穿具有更好 的防护。这导致显著降低了归因于异常情况的击穿风本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设备，包括：　电晕屏蔽罩（４）；以及　至少一个支撑元件（６），用于将所述电晕屏蔽罩（４）连接至高压装置，　其特征在于　所述至少一个支撑元件（６）包括半导电聚合物（１０），所述半导电聚合物（１０）在所述设备操作时充 当在所述电晕屏蔽罩（４）和所述高压装置之间的电阻，以及　所述支撑元件（６）配置为将所述电晕屏蔽罩（４）固定至所述高压装置。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：A玛克斯威尔，T舒特，
申请(专利权)人：ABB研究有限公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]