电晕环和高压直流输电装置的部件的制作方法

本实用新型涉及一种用于高压直流输电装置的部件的电晕环，电晕环包括多个金属的空心管，这些空心管布置为至少部分地包围部件。

背景技术：

高压直流输电(HVDC)用于在较远距离、通常在大约750km的距离上借助直流电向高处传输电能。对此，虽然适合高压的、昂贵的变流器需要相对较高的技术费用，这是因为在发电站中，几乎总是由同步发电机产生作为频率为50Hz或60Hz的三相交流电的电能。然而从确定的距离开始，尽管技术费用和附加的变换器损失，高压直流输电的传输损失还是总计比利用三相交流电传输更低。

由于这种变流器的超过100kV的较高的工作电压，常常需要用所谓的电晕环包围这种变流器以便产生屏蔽作用。电晕环实际上是法拉第笼的二维简化形式。根据静电学定律，这种环的内部几乎无电场，因此在那里不会出现电晕放电。

由于变流器的横截面为矩形，至今用于变流器的电晕环同样大致呈矩形成形。电晕环通常由直径为160-500mm的直的金属空心管构成，这些金属空心管与相应的90°管弯头焊接。随后，对焊缝进行耗费较大的粗平整和精细打磨。这意味着时间耗费较大，因为所有步骤大多通过手工操作实现。此外，焊接的屏蔽装置不能以单个零件的形式被运送至工地以便进行最终装配。因此，运输箱以超尺寸(例如2.5m×5m)制造并且难以操作(运输、安装)。

在电能供应转化为可再生能源和与其关联的对在较远路段上传输电能的需求增长的背景下，最近对用于高压直流输电的变流设备的需求也极大地增长。由于目前与变流器的屏蔽装置相关的费用，可支配的产能不足以满足需求。

技术实现要素：

因此，本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种开头所述类型的电晕环，该电晕环即使在高电压和最高电压下，也能可靠地确保对高压直流输电装置中的部件的屏蔽，同时能够以特别少的费用制造并且安装电晕环。

所述技术问题按照本实用新型解决的方式是，空心管中的至少两个通过可拆卸的摩擦配合的连接装置相互连接。

在此，本实用新型的出发点是，通过降低手工操作的消耗和提高标准化部件的数量，由此可以实现降低用于高压直流输电装置的部件的电晕环制造和安装中的耗费。对此值得期望的是，尤其能够取消耗费的材料配合的焊接。为了寻求备选解决方案，在此，在大规模的电介质研发测试中意外地证实，对于高压直流输电设备中要求的框架条件而言，不需要至今投入的较高的用于空心管的手工焊接以及焊缝精加工的耗费。而是意外地已表明，彼此紧靠固定的空心管也可以通过摩擦配合的连接、例如螺栓连接或夹紧连接确保足够的屏蔽作用。

在所述方法的第一有利的设计方案中，可拆卸的摩擦配合式连接装置包括金属的夹紧套管。在此，该套管用作两个管子之间的连接件并且通过摩擦配合式的夹紧固定这两个相连的管子。

在此有利地，夹紧套管构造为弯头套管，也就是说这两个与夹紧套管相连的管子不是笔直的、而是以由套管形状确定的角度相连。由此，相应地可以实现电晕环的希望的几何形状。

特别有利地，夹紧套管将这些空心管彼此成90°角地连接，因此，弯头套管具有90°的转弯部。由此，当需要矩形电晕环结构用于在高压直流输电装置中屏蔽变流器时，套管可以构成矩形电晕环结构的角部。

在此有利地，夹紧套管构造为由两个部件组成，其中，这两个部件能够通过多个螺栓相互连接。由此，尤其如果这两个部件设计成使得在这两个部件接合前可以简单地插入管子，则夹紧套管可以特别简单地安装。

在此，螺栓进一步有利地布置为，使得通过拧紧各个螺栓将空心管摩擦配合式连接地固定在夹紧套管中。这可以实现的方式是，螺栓将这两个部件彼此紧靠地固定并且夹紧布置在夹紧套管的部件之间的管端。

在此有利地，夹紧套管的部件构造为镜像对称。这实现了特别简单的制造。

在有利的第二设计方案中，夹紧套管一体式地构造并且具有多个螺栓，这些螺栓布置为，使得通过拧紧各个螺栓将空心管摩擦配合式连接地固定在夹紧套管中。这例如可以实现的方式是，通过拧紧螺栓产生的变形减小夹紧套管的夹紧管端的环件的直径。

此外，在此通过拧紧各个螺栓有利地附加地将夹紧套管固定在支承元件上，也就是说，螺栓布置成，使得螺栓一方面实现夹紧固定，另一方面实现在支架上的固定。由此简化了安装。

在有利的第三设计方案中，可拆卸的摩擦配合式的连接装置包括具有两个管箍的连接元件，这两个管箍分别固定两个空心管中的一个。由此实现空心管的特别简单的连接并由此实现简单的安装。

有利地，此处在管端上开口的空心管设有端盖。该端盖有利地同样由金属构造并且与空心管端部例如焊接。

在所有的设计方案中，空心管和/或夹紧套管和/或连接元件和/或管箍和 /或端盖有利地由铝制成。

高压直流输电装置的部件、例如变流器有利地被所述电晕环包围。

用于制造电晕环的方法有利地包括以下连续的步骤：

-制造金属空心管，

-将金属空心管运送至部件处，

-将金属空心管布置为部分地包围所述部件，并且

-通过可拆卸的摩擦配合式的连接装置连接空心管。

在此，首先有利地将空心管与所有附件、例如固定件或类似附件一起制造，然后才在高压直流输电部件的工地上与上述套管或管箍相互连接。

利用本实用新型获得的优点尤其在于，通过将电晕环的空心管单纯摩擦配合式连接地彼此紧靠地固定实现了高压直流输电设备的极其简单的安装，但另一方面确保足够的屏蔽作用。可以省去开头所述的耗费较大的屏蔽装置上的焊接工作和打磨工作。用螺栓连接的角部元件(或附件)允许更小的包装单元(减小了70％)。所使用的铸件和标准管件实现了制造中的较高的灵活性。较高的专门化程度(铸造车间、半成品)在制造的范畴中是可行的。甚至按照积木系统形式的标准化(外形尺寸和附件)也是可行的。

附图说明

以下结合附图详细阐述本实用新型的实施例。在附图中：

图1示出由两个部件组成的弯头套管的电晕环的第一实施方式，

图2示出具有一体式直套管的电晕环的第二实施方式，

图3示出具有空心管管端上的端盖的电晕环的第三实施方式。

在所有附图中，相同的部件具有相同的附图标记。

具体实施方式

图1示出矩形的电晕环101，其包括两个较短的空心管102、104和两个长度为空心管102、104长度的大约两倍的空心管106、108，这些空心管布置为矩形。空心管102-108具有相同的直径。所述直径在各种实施方式中处于160至500mm之间。每三个固定件110布置在较长的空心管106、108上，这些固定件110通过焊接固定在空心管106、108上。

这些空心管102、104、106、108在其管端总共通过四个分别相同构造的弯头套管112连接(每一个作为两个管端之间的连接)。弯头套管112以90 °角连接这些空心管102、104、106、108。这些弯头套管112构造为由两个部件组成，其中，两个部件之间的分离面位于图像平面中。这两个部件呈镜像对称。这两个部件通过每个弯头套管112的四个螺栓114相连。当拧紧螺栓114时，弯头套管112的这两个部件相互连接并且相互压靠，由此，空心管102、104、106、108的管端摩擦配合式连接地固定在弯头套管112的每个开口中。

具有空心管102、104、106、108、固定件110和弯头套管112的整个电晕环101由铝制成。图1中所示的电晕环101的制造按如下方式实现，在离工地不远的地方制造空心管102、104、106、108以及固定件110并且将其焊接在一起。弯头套管112或其部件也在离工地不远的地方制造。此后，电晕环101的所有部件被运送至工地、也就是说例如高压直流输电变流器的架设地，并且在那里以图1所示的方式安装。

图2中示出具有朝一侧敞开的长方体形状的元件的实施方式。该元件具有三个电晕环201、202和204。这三个相同的电晕环201、202、204此处上下重叠地布置。每个电晕环201、202、204包括两个较长的笔直的空心管206、 208、210、212、214、216，这些空心管206、208、210、212、214、216分别在一侧具有相连的90°管弯头218、220、222、224、226、228。在此，这些90°管弯头218、220、222、224、226、228分别与空心管206、208、210、212、214、216的管端中的一个焊接。备选地，在较小的管直径下也可以选择如下实施方式，即空心管206、208、210、212、214、216的管端通过变形弯曲。

空心管206、208、210、212、214、216的每两个直管端相互通过摩擦配合连接，在90°管弯头218、220、222、224、226、228的每个管端上连接有较短的笔直的空心管230、232、234、236、238、240，这些空心管同样摩擦配合式地与相应的90°管弯头218、220、222、224、226、228连接。至少分别通过一个直的夹紧套管242确保摩擦配合的连接。这些夹紧套管 242相同地构造并且具有具备断开部的环形横截面。通过每一侧上的凸缘上的螺栓244跨接该断开部，从而通过拧紧螺栓244减小夹紧套管242的直径并由此实现空心管206、208、210、212、214、216、230、232、234、236、 238、240的上述摩擦配合式连接的固定。同时，螺栓244将夹紧套管242 固定在支承元件246上，螺栓244被拧入这些支承元件246中，由此，整个元件的形状由这三个电晕环201、202、204确定。

图2中所示的实施例以及以下结合图3所述的实施例也完全由铝制成，并且以单个零件的形式被运送至工地。在那里通过用夹紧套管242固定在支承元件246上才实现按所示形状的装配。

电晕环301的最后一个实施例在图3中示出。所使用的空心管302、304、 306、308与根据图1的电晕环101的空心管相同并且相同地布置。然而，这些空心管302、304、306、308不通过弯头套管112连接，而是在其端部分别设有端盖310。取而代之地，在管端之间设置连接元件312，这些连接元件312分别用一个管箍314摩擦配合式连接地固定每个管端。此外，用梯子形状的固定元件316上的每两个管箍314居中固定较长的空心管396、308。

所有电晕环101、201、202、204、301构成对于高压直流输电部件足够用的屏蔽装置并且能够特别简单地制造和安装。

附图标记列表

101 电晕环

102 空心管

104 空心管

106 空心管

108 空心管

110 固定件

112 弯头套管

114 螺栓

201 电晕环

202 电晕环

204 电晕环

206 空心管

208 空心管

210 空心管

212 空心管

214 空心管

216 空心管

218 管弯头

220 管弯头

222 管弯头

224 管弯头

226 管弯头

228 管弯头

230 空心管

232 空心管

234 空心管

236 空心管

238 空心管

240 空心管

242 夹紧套管

244 螺栓

246 支承元件

301 电晕环

302 空心管

304 空心管

306 空心管

308 空心管

310 端盖

312 连接元件

314 管箍

316 固定元件