專利名稱：高壓套管的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及高壓技術(shù)領域。本發(fā)明涉及套管和用于制造套管產(chǎn)品的 方法以及用于套管的導電層。這種套管用于，例如，象發(fā)電機或變壓器 之類的高壓設備，或者象氣體絕緣開關裝置或用作測試套管的高壓安裝 設施。
背景技術(shù)：
套管這樣一種裝置，其通常用于通過接地屏蔽，例如，變壓器箱， 以高電位承載電流。為了減少并控制套管附件的電場，已經(jīng)發(fā)展了電容 式套管，也已知為(細)分級套管。電容式套管通過插入浮動平衡(電 極)板方便了電應力控制，該浮動平衡(電極)板包含于套管的芯部。 電容器芯部降低了電場梯度并沿絕緣體的長度分布電場，其提供大大高 于額定電壓讀數(shù)變動的低部分放電讀數(shù)變動。套管的電容器芯部典型地由牛皮紙或縐紙纏繞成間隔條。平衡板由 金屬(典型地為鋁)襯墊或非金屬(墨水，石墨軟膏)塞片中的任何一 個構(gòu)造而成。這些板共軸定位從而在外部飛弧和內(nèi)部擊穿應力之間獲得 最佳平衡。該紙間隔條確保該電極板的限定位置并提供機械穩(wěn)定性。當今的套管的電容器芯部浸漬油(OIP，油浸紙)或樹脂(RIP，脂 浸紙)的一種。RIP套管具有的優(yōu)勢在于，它們是干(無油)套管。RIP 套管的芯部由紙纏繞而成，電極板插入到相鄰紙線圈之間的適合的位置。 然后在芯部的加熱和真空處理期間引入樹脂。浸漬紙?zhí)坠艿牧觿菰谟?，用油或樹脂浸漬預先纏繞的紙疊層和金屬 薄膜的處理是緩慢的過程。理想的是加快高壓套管的制造，然而這種高 壓套管應當在操作時不占用空間且是安全的。文獻DE1926097公開了具有導體和環(huán)繞該導體的芯部的高壓套管， 其中該芯部包含間隔條，該間隔條用電絕緣基質(zhì)浸漬。該間隔條具有多 個充滿該基質(zhì)的孔。每個間隔條以圓柱管的形式由電絕緣玻璃纖維的網(wǎng)孔所形成。對于每一個玻璃纖維管，玻璃纖維形成于圓柱體的周圍并且 玻璃纖維管浸漬有環(huán)氧膠合劑并隨后被硬化。然后該硬化的間隔條管(部 分地或全部地)涂敷導電(金屬或半導電的)材料，這樣構(gòu)成了該平衡 板。套管包含這些管形式的間隔條，其共心地環(huán)繞芯部布置。對于浸漬 處理，該間隔條管必須固定在模具之內(nèi)從而保證它們的正確位置并且避免相鄰的管子彼此接觸。然后，用作基質(zhì)的填滿微粒的樹脂注滿該模具。 由于每一個套管的制造必須制造幾種不同直徑的玻璃纖維管，并且由于 這些管子必須以固定的位置進入彼此，制造的方法相當浪費時間。并且， 對于每一種類型的套管，必須制作特殊的模型。GB690022描述了由螺旋纏繞紙制成的絕緣體。具有彼此互相間隔開 的導電或半導電材料路線的紙層與不具有路線的紙纏繞在一起以獲得螺 旋型的套管，該套管然后浸漬絕緣液體，例如油。發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明的目的是制造高壓套管和用于制造這樣的套管的方法， 該套管沒有上面提到的缺陷。制造過程將會加速，更具體的，浸漬過程 將會加速。該問題將通過具有權(quán)利要求中的特征的設備和方法解決。 依照本發(fā)明，套管具有導體和圍繞該導體的芯部，其中該芯部包括 片狀間隔條，該間隔條浸漬有電絕緣基質(zhì)。該間隔條以螺旋的形式繞軸 纏繞，該軸由導體的形狀所限定。由此，形成多個臨近層。該芯部進一 步包括平衡元件，平衡元件距離該軸適當?shù)膹较蚓嚯x布置。其特征在于 該平衡元件包括導電層，該層具有開口，基質(zhì)可以通過這些開口滲入并 且該平衡元件獨立于間隔條應用于該芯部。該導體典型地是桿或管或線。該芯部提供該導體的電絕緣并包括平 衡元件。典型地，該芯部大致旋轉(zhuǎn)對稱并與該導體同心。該扁平間隔條 可以由聚合體(樹脂)或油或一些其他基質(zhì)浸漬。該扁平間隔條可以是 紙，或優(yōu)選的不同的材料，其典型的以螺旋形式纏繞，從而形成多個相 鄰的層。該平衡元件在一定數(shù)目的繞組之后插入到該芯部之內(nèi)，從而該平衡 元件以確定的距離軸規(guī)定的徑向距離布置。該平衡元件與孔間隔配置，其方便并加速了該纏繞芯部與該基質(zhì)的滲透。對于固體金屬薄膜，如在本領域的情況，基質(zhì)必須從端部延伸通過 預先纏繞的紙疊層和金屬薄膜，即，其必須在從平行的兩個端部到軸A 的層之間延伸，因為基質(zhì)不能穿過金屬薄膜。如果平衡元件包括具有多 個開口的層，基質(zhì)可能在垂直于軸的方向上交換。如果該開口足夠大并 且繞組相應地做好，通道將在芯部內(nèi)形成，在浸漬時通道快速地引導基 質(zhì)在垂直于軸A的方向通過該芯部。采用分離的具有多個開口的平衡元件的另一個主要的優(yōu)點是，其允 許替換材料的使用。獨立于間隔條材料，可以選擇平衡元件的材料。并 且在平衡元件之內(nèi)的孔的尺寸、形狀和/或分布可以獨立于間隔條材料而 被最優(yōu)化。在優(yōu)選實施例中，平衡元件在兩個間隔條層之間巻繞，即，片狀間 隔條是纏繞而成，并且在纏繞過程期間，插入平衡元件。持續(xù)纏繞過程 從而使在裝配的套管中的平衡元件位于纏繞間隔條的兩層之間。該方法 非常容易并允許控制已經(jīng)預先纏繞的疊層的厚度，因此平衡元件的徑向 位置可以被非常精確地確定。在優(yōu)選實施例中，形成平衡元件的導電層為網(wǎng)格型，柵格型，網(wǎng)孔 或預先形成的層。在這些層內(nèi)開口的相應的尺寸和/或分布，以及網(wǎng)格型、 柵格型、網(wǎng)孔或預先形成層的設計可以規(guī)則地或不規(guī)則地布置。而且， 開口的形狀也可以是不變的，或者在整個層或從一個層向另一個層變化。 由于這些變化，可以獲得開口區(qū)域密度的變化，開口區(qū)域密度定義為開 口區(qū)域與在導電層給定區(qū)域內(nèi)的導電層的整個區(qū)域的比例。在優(yōu)選實施 例中，開口區(qū)域密度在垂直于纏繞方向和平行于軸的方向上這樣變化 朝向中央部分，開口區(qū)域密度增加。在傳統(tǒng)套管中，直到套管的中央部 分浸漬有基質(zhì)比外部部分花費更長的時間。由于開口區(qū)域密度這樣的變 化，增強了中央部分的浸漬過程。在本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施例中，導電層包含多個涂敷有導電涂層 的纖維。特別地，導電層基本上由纖維組成。不同的材料可以以纖維的 形式運用于導電層中，例如，有機纖維，象聚乙烯和聚酯，或者無機纖 維，象氧化鋁或玻璃，或者其它纖維，象硅樹脂纖維。不同材料的纖維也可以組合應用于導電層。單一纖維或者纖維束可以用作纖維織物的經(jīng) 和緯。采用具有低的或等于零的吸水性，尤其是與用于己知的現(xiàn)有技術(shù) 套管中的纖維素纖維的吸水性相比小的吸水性，是非常有利的。如將非導電纖維與導電涂層一起使用一樣，可以利用有機或無機纖維。合適的有機纖維是聚乙烯(PE)，聚酯，聚酰胺，芳族聚酸胺，聚苯 并咪唑(PBI)， polybenzobisoxazole (PBO)，聚亞苯基硫化物(PPS)， 三聚氰胺，酚類，和聚酰亞胺。典型的無機纖維是玻璃、石英、玄武巖 和氧化鋁。作為導電纖維，碳，硼，碳化硅，涂敷金屬的碳和芳族聚酸 胺纖維是合適的。在本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施例中，導電層由固體導電或半導電材料 形成。該層可以是網(wǎng)格型、柵格型、網(wǎng)孔或預先形成的?？商鎿Q的，該 層可以由固體導電或半導電材料箔構(gòu)成，該箔具有穿過該箔的洞的形式 的開口?？商鎿Q的，也可以采用包括洞形式的開口的具有導電或半導電 涂層的聚合體箔。具有導電或半導電涂層的聚合體箔在制造過程中該箔 的穩(wěn)定性是有利的。洞的形狀、尺寸和/或分布可以是不變的或在該層中 變化。由于這些變化，可以獲得開口區(qū)域密度的變化，開口區(qū)域密度定 義為開口區(qū)域與導電層的給定區(qū)域內(nèi)導電層的整個區(qū)域的比例。在優(yōu)選 實施例中，開口區(qū)域密度在垂直于纏繞方向和平行于軸的方向上這樣變 化朝向中央部分，開口區(qū)域密度增加。在本發(fā)明的另一個有利實施例中，導電層被涂敷和/或表面被處理從 而提高導電層和基質(zhì)之間的粘附力。依賴于導電層的材料，磨擦、蝕刻、 涂敷或另外地處理導電層的表面有利于獲得導電層和基質(zhì)之間改進的互 相作用。這將提供芯部增強的熱-機械穩(wěn)定性。典型地，非穿透紙用作間隔條材料，并且無填充、低粘性的聚合體 用作基質(zhì)。在另一個優(yōu)選實施例中，代替使用非穿透紙，間隔條具有多 個開口。具有多個開口的間隔條的套管在歐洲專利申請EP04405480.7(還 未公開)中被描述。這篇專利申請的內(nèi)容明確了本專利申請的內(nèi)容。間 隔條可以是網(wǎng)格型，柵格型，網(wǎng)孔或預先形成，如上面己經(jīng)揭示的平衡 元件那樣。間隔條可以包括大量纖維，象聚合體或有機或無機纖維。間 隔條和平衡元件的組合，兩個都具有開口，允許基質(zhì)非常快地滲透間隔條層和平衡元件的疊層。滲透主要發(fā)生在垂直于軸的方向。都具有開口的間隔條和平衡元件的組合允許使用多種基質(zhì)。特別地， 充滿微粒的聚合體可以被用作基質(zhì)，其產(chǎn)生多個熱-機械優(yōu)勢并提高(加 快)套管制造率。這可以大大減少硬化基質(zhì)需要的時間。在特別優(yōu)選實施例中，基質(zhì)包括填充微粒。優(yōu)選地，基質(zhì)包括具有 填充微粒的聚合體。該聚合體可以例如是環(huán)氧樹脂，聚酯樹脂，聚亞安 酯樹脂，或另一種電絕緣聚合體。優(yōu)選地，填充微粒是電絕緣或半導電的。填充微?？梢岳缡荢i02， A1203， BN， Aln， BeO， TiB2， Ti02， SiC， Si3N4， B4C等及其混合物。也可能在聚合體中具有各種這樣的微粒 的混合物。優(yōu)選地，這些微粒的物理狀態(tài)是固態(tài)。與具有無填充環(huán)氧樹脂作為基質(zhì)的芯部相比，如果采用具有填充物 的基質(zhì)，在芯部將會有更少的環(huán)氧樹脂。相應地，硬化環(huán)氧樹脂所需的 時間可以顯著地減少，這減少了制造套管所需的時間。如果填充物微粒的熱傳導率高于聚合體的熱傳導率是有利的。通過 采用具有填充物的基質(zhì)，芯部的更高的熱傳導率將允許增大套管的額定 電流或者在同樣的額定電流時減少套管的重量和尺寸。而且，當采用高 熱傳導率的填充物微粒時，在操作條件下套管內(nèi)的熱量分配也更均衡。并且，如果填充物微粒的熱膨脹系數(shù)(CTE)比聚合體的CTE小也 是有利的。如果填充物微粒被相應地選擇，套管的熱-機械特性顯著地增 強。由于使用具有填充物的基質(zhì)的套管的低CTE，將減少硬化期間全部 的化學收縮。這能夠制造(近)端部-形狀套管(無機器)，并且因此顯著 降低制造時間。另外，可以減少芯部和導體(或心軸)之間CTE的不匹 配。此外，由于基質(zhì)中的填充物，可以大大減少芯部的吸水性，并且可 以達到增加斷裂韌度(更高的抗龜裂性)。采用填充物可以極大地減少芯 部的脆弱性(更高的斷裂韌度)，從而能夠增強芯部的熱-機械特性(更高 的玻璃轉(zhuǎn)變溫度)。這樣的套管是分級或細分級套管。典型的，間隔條材料的單層纏繞 導體或纏繞心軸從而形成間隔條材料的螺旋。特別地，在很長套管的情 況下，兩個或更多的軸移位層或更厚間隔條材料的螺旋；不過這樣的雙層或三層可以被看作一個間
隔條材料的層，該間隔條材料在這種情況下可以是雙層或三層。 進一步的優(yōu)選實施例和優(yōu)點將從從屬權(quán)利要求和附圖中顯現(xiàn)出來。


下面，將通過示于包括在附圖中的可能實施例更詳細的闡述本發(fā)明。
附圖示意性地顯示了
附圖l 細分級的發(fā)明套管的橫截面，部分視圖； 附圖1A附圖l的放大細節(jié)； 附圖2 纖維網(wǎng)絡形式的平衡元件的部分視圖； 附圖3 平衡元件的部分視附圖4 另一實施例的細分級的發(fā)明套管的橫截面，部分視圖；和 附圖4A附圖4的放大細節(jié)。
在參考符號列表里簡述了在視圖中使用的參考符號和它們的含義。 通常，相似的或相似功能的部分賦予相同的參考符號。所描述的實施例 用作舉例而不是限制本發(fā)明。
具體實施例方式
附圖1示意性地顯示了細分級套管1的橫截面的部分視圖。套管大 致以對稱軸A旋轉(zhuǎn)對稱。在套管l的中央是固體金屬導體2，也可以是 管子或線。導體2部分地由芯部3環(huán)繞，芯部3也大致以對稱軸A旋轉(zhuǎn) 對稱。芯部3包括間隔條4，間隔條4繞芯部3纏繞并浸漬有作為基質(zhì)6 的可處理(curable)的環(huán)氧樹脂。導電層51在距軸A預定的距離處插入 間隔條4相鄰的繞組間，以作為平衡元件5起作用。在芯部3的外側(cè)， 提供了法蘭10，其允許將套管1固定到變壓器或開關裝置或類似設備的 接地外殼。在運行情況下，導體2將處于高電位上，并且芯部3在接地 電位上提供導體2和法蘭10之間的電絕緣。在通常位于外殼的外側(cè)的套 管1的側(cè)部上，絕緣包絡層11環(huán)繞芯部3。包絡層11可以是由瓷、硅或 環(huán)氧樹脂制成的中空復合物。包絡層ll可以提供有裙部或，如附圖l所 示，包括裙部。包絡層11保護芯部3免于老化(UV輻射，天氣)并在 套管1的整個壽命期間保證良好的電絕緣特性。裙部的形狀被設計成當 其暴露到雨中時，它具有自凈表面。這避免灰塵或污染物積聚到裙部的表面上，灰塵或污染物可能影響絕緣性并引起電飛弧。
萬一在芯部3和包絡層11之間有中間間隙，則可以提供絕緣介質(zhì)12， 例如象硅有機樹脂膠或聚亞安酯膠的絕緣液體12，來填充該中間間隙。
附圖1的放大的部分視圖附圖1A很詳細顯示了芯部3的結(jié)構(gòu)。平衡 元件5包圍于間隔條4的兩個層之內(nèi)。平衡元件5距離軸A—定的距離 插入到相鄰的間隔條繞組之間。通常，在兩個相鄰的平衡元件5之間具 有幾層間隔條4，在附圖1中，在相鄰的平衡元件5之間有六層間隔條4。 通過在相鄰的平衡元件5之間的間隔條繞組的數(shù)量，可以選擇相鄰的平 衡元件5之間的(徑向)距離。相鄰的平衡元件5之間的徑向距離可以 從一個平衡元件向另一個平衡元件變化。附圖1A中的平衡元件5形成為 具有多個開口9的導電層51，其充滿基質(zhì)6。例如，在附圖1A中，導電 層51由固體箔構(gòu)成，并且開口9為洞的形式。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，平衡板內(nèi)的開口 9具有從50nm到5cm 范圍內(nèi)的橫向擴張，特別的是lpm到lcm。平衡板4的厚度可以在lpm 到2mm的范圍之內(nèi)，并且橋8的寬度典型的在lmm到10cm的范圍之內(nèi)， 特別的在5mm到5cm之內(nèi)。由開口 9占據(jù)的區(qū)域可以比橋8占據(jù)的區(qū)域 大。典型的，在平衡板的平面內(nèi)，在導電層的給定區(qū)域內(nèi)，由開口 9占 據(jù)的區(qū)域為導電層51的整個區(qū)域的1%到90%之間，特別的在導電層的 整個區(qū)域的5%到75%之間。
附圖2示意性顯示了導電層51的頂視圖。纖維束7形成了橋或交叉 片8，通過橋或交叉片8限定了開口9。在這樣一個網(wǎng)絡的橫截面內(nèi)，當 纏繞成螺旋時，在其之間的纖維束和開口 9是可視的，如附圖1A所示。 纖維鏈接成網(wǎng)絡形、柵格形、網(wǎng)孔或穿孔的方式，更通常地以這樣一種 方式鏈接，即，結(jié)構(gòu)由織物制造而成，開口9由纖維束7的布置而產(chǎn)生。 代替纖維束7，網(wǎng)絡形、柵格形、網(wǎng)孔或穿孔導電層5也可以由單根纖維 形成(未示出)。
一般地，平衡元件5包括具有開口9的層51。這些層51不必在任何 方向上均勻地設計。此外，開口9的尺寸、形狀和/或分布也不必在任何 方向上均勻地隔開。由于這些變化，可以獲得開口區(qū)域密度的變化，開 口區(qū)域密度定義為開口 9的區(qū)域與導電層的給定區(qū)域內(nèi)導電層51的整個區(qū)域的比例。特別的，沿著軸向方向和/或垂直于軸向方向改變開口 9的 尺寸、形狀和/或分布是有利的，從而有利于芯部3密實地浸漬。例如在
垂直于纏繞方向和平行于軸A的方向的平衡元件5的邊緣處降低開口區(qū) 域密度是有利的，以獲得基質(zhì)6均勻的分布，由于在平衡元件5的這些 邊緣，基質(zhì)6可以從垂直于軸A的方向透過，也可以從平行于軸A的方 向透過，因此，在這些區(qū)域內(nèi)的浸漬更迅速。
在纏繞沒有開口的平衡元件5的芯部3內(nèi)，如現(xiàn)有技術(shù)所知的，基 質(zhì)6不能通過平衡元件5，因此基質(zhì)必須從端部浸漬芯部，目卩，基質(zhì)必須 從平行于軸A的兩個端部在層4和/或51之間蔓延，并以繞軸A徑向在 兩個層之間蔓延。如附圖1A中的細箭頭14所示。依賴于間隔條材料， 間隔條4也可以至少部分透過基質(zhì)6，如附圖1A中的細箭頭14'所示。 由于具有開口 9的改進的平衡元件5，在通過通道13的浸漬期間，基質(zhì) 6可以通過開口 9在平衡元件5內(nèi)流動，如附圖1A中的粗箭頭所示。
附圖4示意性示出了依照本發(fā)明套管的另一個實施例的細分級套管1 的橫截面的部分視圖。附圖4的放大部分視圖4A更詳細地顯示了芯部3 的結(jié)構(gòu)。如附圖4A所示，如果平衡元件5和間隔條4包括形成通道13 和13'的多個開口9， 9'，浸漬過程能被增強，基質(zhì)6可以通過這些通道。 在這種情況下，基質(zhì)6能夠迅速地從垂直于軸A的方向穿過間隔條4和 平衡元件5到達導體2或心軸的方向，分別由粗箭頭13， 13'所示。在優(yōu) 選的變形中，相臨的間隔條繞組的開口 9互相重疊，從而通道13， 13' 形成于相鄰的間隔條層內(nèi)，在浸漬期間，基質(zhì)6能夠流進并流過這些通 道。在特殊的優(yōu)選變形中，所有相鄰層的開口9， 9，， g卩，間隔條4和導 電層51的開口重疊，從而分別形成通過芯部3到導體2或心軸的通道13， 13'。附圖4A所示的間隔條4是網(wǎng)格形的，但是間隔條4也可能是柵格 形、網(wǎng)孔形或穿孔。
典型的，在相鄰的平衡元件5之間存在有兩個到十五個之間的間隔 條繞組(層)，但也有可能在兩個相鄰的平衡元件5之間僅有一個間隔條 層或多于十五個的間隔條層。
平衡元件5也能由固體片材料制成，而不是纖維制成。附圖3顯示 了實施例。固體導電箔或半導體材料箔包括洞形式的開口9，其由橋8彼此分離。代替使用固體箔，也可能使用具有表面涂覆金屬或具有半導體 材料涂層的聚合體箔。洞的形狀可以是正方形，如附圖3所示，但任何 形狀都可以，例如，矩形或圓形或橢圓形。作為固體導電材料，許多金 屬都可用，象銀、銅、金、鋁、鎢、鐵、鋼、鉑、鉛、鎳/鉻、康銅、錫
或金屬合金。可替換的，導電層51也可能由碳制成。
附圖4中的芯部3內(nèi)的基質(zhì)6優(yōu)選為充滿微粒的聚合體。例如充滿 八1203微粒的環(huán)氧樹脂或聚亞安酯。典型的填充物微粒的尺寸在10nm到 300^im的范圍之內(nèi)。間隔條4和平衡元件5必須符合一定的形狀，艮P， 必須包括具有這樣的尺寸的開口 9， 9':在浸漬期間填充物微粒能夠擴散 到整個芯部3。在傳統(tǒng)的用(無孔的)紙作為間隔條的套管中，紙將起到 用于這些微粒的填充物的作用。很容易提供有通道13，其足夠大以流過 充滿微粒的基質(zhì)6，如附圖4A所示。
具有純(沒有填充微粒)樹脂的標準RIP-芯部的熱傳導率典型的大 約在0.15W/mK到0.25W/mK。當采用填充微粒的樹脂時，套管芯部的熱 傳導率的值能夠很容易達到至少0.6W/mK至lj 0.9W/mK，或者甚至大于 1.2W/mK或1.3W/mK。
另外，當代替沒有填充物微粒的基質(zhì)而釆用充滿微粒的基質(zhì)6時， 熱膨脹系數(shù)(CTE)可以小很多。這導致在套管芯部更小的熱-機械應力。
結(jié)合附圖1或附圖4來描述套管1的制造過程，其典型地包括，在 導體2上纏繞間隔條4 (以一條或多條或片)的步驟，在纏繞期間施加平 衡元件5，施加真空并向已抽空的芯部3施加基質(zhì)6直到芯部3充分浸漬。 真空下的浸漬典型的在25。C和13(TC之間的溫度下發(fā)生。然后環(huán)氧樹脂 基質(zhì)6在典型的6(TC到15(TC之間的溫度下處理(硬化)，并且最后后-處理(post-cured)以達到理想的熱-機械特性。然后芯部3被冷卻，最后 用機械加工，并施加法蘭IO、絕緣包絡層11和其他部分。代替在導體2 上纏繞間隔條4，也可能在心軸上纏繞間隔條4，間隔條4在制造過程完 成后被移除。隨后，導體2可以被插入到芯部3的洞內(nèi)，其在心軸安置 位置的左邊。在這種情況下，導體2由一些象絕緣液體之類的絕緣材料 包圍以避免導體2和芯部3之間的空氣間隙。
平衡元件5可以通過在兩個間隔條層之間纏繞它們而施加到芯部3，即纏繞片狀間隔條4且在纏繞過程中插入平衡元件5。持續(xù)纏繞過程從而
在纏繞間隔條4的兩個層之間裝配套管內(nèi)的平衡元件5。這種方法很容易 并允許控制已經(jīng)提前纏繞的疊層的厚度，從而平衡元件的徑向位置可以 很精確地被確定。
另一種可能性是在纏繞之前或纏繞期間將平衡元件5固定到間隔條 4。這可以，例如通過將平衡元件5粘到間隔條或通過熱處理將它們固定 在一起來操作，在熱處理中，間隔條4和平衡元件5被彼此疊放并加熱， 通過此至少其中一種材料，即間隔條4和/或平衡元件5的材料至少部分 熔化或削弱從而形成與另外材料的連接。至少其中一種材料，即間隔條4 和/或平衡元件5的材料也可能具有涂層，其具有低熔點并且其方便了該 處理。另一種將平衡元件5固定在間隔條4上的可能性是，用固定涂層 將間隔條4和平衡元件5包覆在一起?？商鎿Q的，可能機械地固定平衡 元件5，例如，通過采用一種夾子或通過纖維將間隔條4和平衡元件5連 接在一起。甚至可能采用具有這樣表面結(jié)構(gòu)的平衡元件5和間隔條4，其 能夠鏈接成吊鉤或環(huán)緊固連接。代替采用一個導電層51作為平衡元件5， 可能采用至少兩個導電層51作為一個平衡元件5。
高電壓套管的典型額定電壓是大約50kV到800kV之間，額定電流 在1kA到50kA。
參考符號表
1套管、電容器套管
2導體
3芯部
4片狀間隔條
5 平衡元件
51層
6基質(zhì)
7纖維束
8交叉片，條，橋
9開口10法蘭
11絕緣包絡線(具有裙部)，中空芯部復合物
12絕緣媒介，凝膠 13通道
A軸
權(quán)利要求
1、具有導體(2)和圍繞該導體(2)的芯部(3)的套管(1)，該芯部(3)包括片狀間隔條(4)，該間隔條(4)浸漬有電絕緣基質(zhì)(6)并且該間隔條(4)以螺旋的形式繞軸(A)纏繞，因此形成多個相鄰的層，該軸(A)通過該導體(2)的形狀確定，該芯部(3)進一步包括距該軸(A)適當?shù)膹较蚓嚯x的平衡元件(5)，其特征在于，該平衡元件(5)包括導電或半導電層(51)，該層(51)具有開口(9)，該基質(zhì)(6)可以通過該開口(9)而滲透，并且該平衡元件(5)獨立于該間隔條(4)而應用于該芯部(3)。
2、 依照權(quán)利要求1的套管(1)，其特征在于，該平衡元件(5)獨 立于該間隔條(4)而纏繞。
3、 依照權(quán)利要求1或2的套管(1)，其特征在于，該導電層(51) 包括金屬材料、半導電材料或碳。
4、 依照權(quán)利要求1或2的套管(1)，其特征在于，該導電層(51) 包括大量纖維(7)。
5、 依照前述權(quán)利要求之一的套管(1)，其特征在于，該導電層(51) 是網(wǎng)格形、柵格形、網(wǎng)孔形或穿孔的。
6、 依照權(quán)利要求1或2的套管(1)，其特征在于，該導電層(51) 由固體箔制成，特別地由金屬、金屬合金或碳制成，具有洞的形式的開 口 (9)。
7、 依照前述權(quán)利要求之一的套管(1)，其特征在于，該導電層(51) 涂有涂層和/或表面被處理以改進該導電層(51)和該基質(zhì)(6)之間的粘附力。
8、 依照前述權(quán)利要求之一的套管(1)，其特征在于，該導電層(51) 中的開口 (9)的尺寸和/或數(shù)量沿著平行于軸(A)的方向變化。
9、 依照前述權(quán)利要求任何一個的套管(1)，其特征在于，該片狀間 隔條(4)包括電絕緣層，該電絕緣層具有開口 (9')，該基質(zhì)(6)能夠 穿過該開口 (9')而滲透。
10、 依照權(quán)利要求9的套管(1)，其特征在于，該基質(zhì)(6)包括填充物微粒。
11、 依照權(quán)利要求10的套管(1)，其特征在于，該填充物微粒是電 絕緣的或半導電的。
12、 依照權(quán)利要求10或11的套管(1)，其特征在于，該填充物微 粒的熱傳導率比聚合體的熱傳導率高和/或該填充物微粒的熱膨脹系數(shù)比 聚合體的熱膨脹系數(shù)低。
13、 用于制造權(quán)利要求1中的套管(l)的方法，其中片狀間隔條(4) 以螺旋的形式繞導體(2)或心軸纏繞，該導體(2)或心軸的形狀限定 了軸(A)，該纏繞的片狀間隔條(4)因此形成多個相鄰的層，并且然后 片狀間隔條(4)用電絕緣基質(zhì)(6)浸漬，其特征在于，包括具有開口 (9)的導電層(51)的平衡元件(5)距該軸(A)適 當?shù)膹较蚓嚯x獨立于該間隔條(4)而應用于該芯部(3)。
14、 依照權(quán)利要求1至12的任何一個的用于套管的導電層，其特征 在于，具有多個開口 (9)的該導電層(51)形成單獨的平衡元件(5)。
15、 高壓設備，特別是發(fā)電機或變壓器，或高壓裝置，特別是開關 設備，包括依照權(quán)利要求1至12之一的套管(1)。
全文摘要
高壓套管(1)，具有導體(2)和環(huán)繞該導體(2)的芯部(3)，其中該芯部(3)包括片狀間隔條(4)，該間隔條(4)用電絕緣基質(zhì)(6)浸漬。該間隔條(4)以螺旋的形式繞軸(A)纏繞，該軸(A)通過該導體(2)的形狀確定。由此，形成多個相鄰的層。該芯部(3)進一步包括距該軸(A)適當?shù)膹较蚓嚯x的平衡元件(5)。其特征在于該平衡元件(5)包括導電層(51)，該層(51)具有開口(9)，該基質(zhì)(6)能夠穿過該開口(9)，并且由于該平衡元件(5)應用于該芯部(3)而獨立于該間隔條(4)。優(yōu)選的，該導電層(51)是網(wǎng)格形、柵格形、網(wǎng)孔形或穿孔的。該開口(9)充滿有基質(zhì)(6)，優(yōu)選能夠采用充滿微粒的樹脂(6)。
文檔編號H01B17/28GK101331561SQ200680046831
公開日2008年12月24日 申請日期2006年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月14日
發(fā)明者G·查利基亞, J·羅克斯, R·梅利, R·赫德倫德, S·吉西, V·蒂利特 申請人:Abb研究有限公司