油-油套管及油冷变压器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种油-油套管，包括固体绝缘材料的旋转对称的抛物面状的中空套管元件，沿其轴向范围，存在沿径向朝内侧形成的管状套管通道，其壁厚度朝其两端中的至少一个成锥形渐缩，并且还包括以形状配合配合到套管通道中并且在两侧上从其突出的电套管导体。
【背景技术】
[0002]大体上已知的是，高压变压器用于在配电网络中的不同电压水平之间传输电功率。对于110kV/380kV的标称电压水平，这些变压器例如具有几百MVA的输出。由于高压，故在各种情况下必须保持带电构件之间的足够大的绝缘距离，这尤其对变压器侧有影响:在空气用作绝缘介质时，存在总尺寸的不利的增大。出于该原因，此类高压水平的变压器大体上设计为油冷变压器，这意思是实际变压器布置在油填充箱中，油既用作绝缘介质又用作冷却介质。由于油相比于空气的高绝缘电阻，故绝缘距离和因此变压器的总体尺寸因此可有利地减小。
[0003]在载流导体在其处从绝缘介质油引导出到另一绝缘介质如空气中的界面处，所谓的套管是必要的，从而以便提供不同绝缘介质所需的绝缘距离。然而，每当电导体从包围空间引导穿过壁到填充有相同绝缘介质的相邻包围空间中时，套管也是必要的。此类实例也在油冷变压器的情况中遇到，即，在电导体从变压器布置在其中的油箱的油填充的内部区域引导到与第一区域分开且例如线缆连接从其引导出的相同油箱的相邻内部区域中的地方。此类套管称为油-油套管。不同内部区域的分离基本上用于单独的油储存器的形成。在提到的实例中，面朝变压器的套管的侧部称为输入侧，并且面朝线缆空间的侧部称为输出侧。
[0004]根据现有技术，此类油-油套管基于称为真空终止元件的标准元件。该标准元件是固体绝缘材料的旋转对称的抛物面状的中空套管元件，沿其轴向范围，存在朝内侧沿径向形成的管状套管通道，其壁厚度朝其两端中的至少一个成锥形渐缩。套管元件的形状基本上还相当于漏斗的形状，漏斗出口向后延伸到漏斗的加宽区域中。在安装状态中，套管元件的加宽侧典型地背对变压器，并且面朝线缆空间。套管元件的加宽侧因此也称为输出侧，而背对其的侧部称为输入侧。
[0005]这里证实是不利的是，基于此类标准真空终止的现有技术油-油套管安装艰苦，因为附加隔层在输出侧上为必要的以便以如下方式控制操作期间出现的场强，以便确保避免穿过油的电击穿。类似地，当存在相对高的电压时，油套管的输入侧上需要附加绝缘，以便防止局部放电。根据现有技术，卷绕纸绝缘通常用于此，涉及复杂的制造工艺。通常由压制板制成的纸绝缘和隔层两者具有高吸湿风险，这可导致损害它们在油冷变压器中的作用。因此，本发明无需纸绝缘或隔层的事实具有附加优点，尤其是在其中套管安装就位的情况下，因为不可能在该处干燥来抵消该效果。
【发明内容】
[0006]基于该现有技术，本发明的目的在于提供一种油-油套管，其基于标准的真空终止，特别容易处理和管理，而不需要附加的隔层或附加的绝缘器件。本发明的目的还在于提供对应的油冷变压器。
[0007]该目的通过开始提到的类型的油-油套管实现。其特征在于，传导材料的相应的中空圆筒形屏蔽元件布置在套管通道的两个轴向端中的至少一个处，该相应的中空屏蔽元件至少在某些区域中为厚壁的，该元件分别包围在其一侧上的套管通道的相应端，以及从其突出且在其另一侧上的套管导体，旨在接收和电性接触相应的连接导体，屏蔽元件的轴向端为圆形设计。
[0008]本发明的基本构想在于在已知的套管元件的套管通道的端部处在两侧上提供导电材料的相应圆顶状屏蔽元件，其在油-油套管的操作期间以如下方式影响电势分布，使得不需要附加隔层和附加绝缘器件。
[0009]为了实现期望的屏蔽效果，采取的措施中的一个在于提供套管通道与相应屏蔽元件的轴向重叠。因此，此类中空圆筒形屏蔽元件的内径选择成使得其在任何情况下都大于在其两端处沿轴向方向向外成锥形渐缩的套管通道的相应端的外径。通过成锥形渐缩使得可能增大重叠区域。采取的另一个措施在于尤其还通过增大离壁的距离提供适宜的圆顶状屏蔽元件的足够的轴向长度，套管引导穿过该壁来确保场强的对应分布。
[0010]已知的真空终止或已知的旋转对称的抛物面状的中空套管元件具有例如大约30cm的加宽(输出)侧的外侧半径，轴向长度为大约26cm。套管通道的内径恒定地为大约4cm，其轴向长度为大约22cm。典型的套管导体的长度为大约43cm，导致了各侧的大约1cm的套管导体的凸起。从旋转对称的抛物面状的中空套管元件的底座，套管通道朝加宽(输出)侧沿轴向方向延伸大约14cm，在该处具有大约4.5cm的外径，并且沿轴向远离加宽端部大约4cm。沿相反方向，套管通道延伸大约另外的8cm至后部，并且在其端部处具有大约8.2cm的外径。
[0011]远离加宽(输出)侧布置的匹配的屏蔽元件的内径例如为大约9cm，并且因此比大约8.2cm的套管通道的端部的对应外径大大约0.8cm。结果，使得对应的重叠可能。例如由金属如铝生产的屏蔽元件的对应外径为大约15cm，由此获得了 30_的典型壁厚。通过以该方式产生壁厚，并且因此增大了此类屏蔽元件的外径，有利地减小了沿径向向外发生的场强，由于套管通道和屏蔽元件的轴向重叠，故过渡区域设计为在场强方面是非关键的。对于进一步减小出现的场强，中空圆筒形屏蔽元件的轴向端无疑是圆形形状。此类屏蔽元件的适合轴向长度例如为大约15cm或更大。
[0012]面对加宽(输出)侧的匹配屏蔽元件的内径例如为大约6cm，并且因此比大约4.5cm的套管通道的端部的对应外径大大约1.5cm。屏蔽元件的适合的外径为大约12cm，由此继而获得了 30mm的典型壁厚。此类屏蔽元件的适合轴向长度例如为大约20cm或更大。提到的数值应当认作是相当大公差范围内的实例。
[0013]将对应的圆顶状屏蔽元件布置在套管通道的两侧上形成了油-油套管，其可容易地安装，而不需要附加的隔层或附加绝缘器件，并且其以其稳健性和紧密性著称。
[0014]根据按照本发明的油-油套管的特别优选的设计，屏蔽元件至少以绝缘材料(特别是以环氧树脂)涂覆在其外表面上。结果，有利地获得了屏蔽元件在导体电势处的绝缘。
[0015]对应于根据本发明的油-油套管的又一个设计，抛物面状套管元件的加宽开放端转到关于旋转轴线垂直地延伸的径向向外邻接的终止区域中。这有利地使得有可能将套管元件的终止区域凸缘安装到破坏贯穿壁上，油-油套管将引导穿过该破坏贯穿壁。
[0016]根据按照本发明的油-油套管的特别优选的变型，配合到套管通道中的电套管导体在其两个突出端处具有适合具有对应互补形状的相应连接导体的形状配合电接触的相应的形状。此类形状具体通过增大待连接的导体之间的接触面积来识别。舌和凹槽形状为适合形状的实例。导体端可以以它们的相应的互补形状有利地螺接，以便以该方式确保可靠的接触。
[0017]遵循本发明的又一个变型，接触器件设在屏蔽元件中用于其与突出的套管导体或与接收的连接导体的电接触。这确保了屏蔽元件肯定连接于引导穿过的导体的电势。因此，内部电势差可不出现，并且由于屏蔽元件相对于导体的直径的增大半径，故操作期间的屏蔽元件的外表面上的场强对应地减小。
[0018]根据本发明的又一个变型，屏蔽元件的接触器件包括导电材料的至少一个环形且优选有弹性的元件，元件旨在以接触方式包围突出的套管导体或接收的连接导体。关于引导穿过的导体的环形元件的增大的接触面积具有确保可靠电接触的效果，环形元件还用于屏蔽元件的进一步接触。
[0019]对应于根据本发明的油-油套管的又一个设计，接触器件包括沿径向延伸穿过屏蔽元件的壁的至少一个螺纹，以及布置在其中用于固定突出的套管导体或接收的连接导体的螺钉。如果提供环形元件，则其可同样地由螺钉或一定数量的螺钉和因此引导穿过该元件的导体固定。
[0020]通过此类螺钉连接，屏蔽元件可以以特别容易的方式从外侧紧固，由此其安装有利地简化，并且此外实现了紧密型构造。
[0021]根据特别优选的布置，屏蔽元件的至少三个螺纹布置成星形，优选在垂直于待固定的导体的轴向范围的公共平面中。这使沿导体的整个圆周的特别稳固的固定为可能的。
[0022]遵循特别优选的设计变型，屏蔽元件包括用于突出的套管导体和接收的连接导体两者的相应的接触器件。这些器件可为例如均以星形状布置且具有对应的固定螺钉的两组的三个螺纹。以该方式，屏蔽元件与引导穿过的导体的固定和接触被进一步改进。
[0023]根据按照本发明的油-油套管的又一个变型，屏蔽元件具有内腔，通过该内腔，导致了减小某些部分中的其壁厚。由于屏蔽元件的外形不被此影响，故使得有可能以此方式节省材料和重量，并且因此还更容易处理，而未限制功能性。
[0024]根据本发明的目的还通过油冷变压器来实现，其包括油箱，该油箱具有变压器布置在其中的第一油填充内部空间区域，以及由壁与第一区域分离的第二油填充内部空间区域，壁具