专利名称：气体绝缘电缆的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种气体绝缘电缆，具有基本上圆柱体对称结构的高电压载流导体，填充绝缘气体的压力管，以及在压力管中同心地夹持载流导体的支撑绝缘体，其具有至少一在轴向方向上沿电缆段全长延伸的、与管直径相比是大的、并置于载流导体护套表面的第一绝缘体。
上述形式的气体绝缘电缆例如已经在美国专利US-A-4,705,914中描述了。该气体绝缘电缆作为可弯曲的电缆构成，并且有一个气密的、圆柱体对称的、由波纹形薄板制成的外套，在其上包敷有绝缘材料。外套内充以低压的绝缘气体，例如SF6。外套内的中心是高电压载流导体，其具有一个由波纹形薄板构成的封皮，并且在封皮内敷设有导线。载流导体由支撑绝缘体固定在电缆外套内。支撑绝缘体是由许多个轴向设置的管状绝缘体构成，其沿圆周方向围绕着载流导体分布设置。支撑绝缘体全是梯形横断面，较小的梯形底边总是设置在载流导体的板材封皮上，而较大的梯形底边总是靠在电缆外套的内侧。沿着圆周方向，相邻的绝缘体用其梯形的侧边相互地支撑着。如此形成的气体绝缘电缆主要有以下突出的缺点，即载流导体受其构形限制，并且受绝缘体在导体曲率方面构形的限制，并且由此导致在电缆外套的中心总是有较高的温升。
本发明如下所述气体绝缘电缆1，具有一基本为圆柱体对称构形的高电压载流导体4，一填充绝缘气体的压力管3及一在压力管3中同心地夹持载流导体4的支撑绝缘体2，其具有至少一在轴向方向上沿电缆段全长延伸的、与管直径相比是大的、并置于载流导体护套表面的第一绝缘体。第一绝缘体以如下方式构成，沿着气体绝缘电缆1径向的截面基本上是圆形或者椭圆形，并且在截面上，把确定截面的圆的某一部分或确定截面的椭圆弯曲较小的某一部分安置在载流导体4上。
如上述的发明，其任务在于提供一种气体绝缘电缆，能够以简单的及经济的方式制造，并且具有有利的电性能。
按照本发明气体绝缘电缆的长电缆线段，可以通过将载流导体、压力管及一个或多个绝缘体构成一个装配体，气密地封闭该装配体，用绝缘气体迅速充填封闭的装配体，并且制造起来无大的装配消耗。通过适当的单个或多个绝缘体的构形，同时显著地降低了不希望的电场峰值，其出现在由载流导体，支撑绝缘体及绝缘气体所确定的三态点范围之内。
其特殊的优点是载流导体在其外壳表面上没有槽-有点像常规的气体绝缘电缆-来固定支撑绝缘体，或者没有其它的凹陷，有点像呈波浪形结构的以及用于提高柔性所构成上表面的电缆。
本发明的优选实施方式以及由此可达到的其它优点参照附图详细说明如下
图1示出了按照本发明的第一实施方式的气体绝缘电缆的径向截面俯视图；图2按照本发明的第二种实施方式的一段气体绝缘电缆的侧视图，其去掉了面向观察者电缆外壳管部分；图3绝缘管端头段的侧视图，其是按照图1和图2在制造气体绝缘电缆的实施方式中的支撑绝缘体时被采用；图4根据图3在绝缘管连接之后的端头段的侧视图；图5根据图4沿绝缘管轴向的端头段的俯视图；图6根据图1的气体绝缘电缆实施方式的径向截面的部分俯视图，具有圆形横截面的绝缘管，当气体绝缘电缆运行时建立的电场等势面；图7一表示图6的电场强度E与距离S的关系曲线图，此距离S为从高电压载流导体上的绝缘管中心支点到放置在绝缘管护套表面的测试点之间的距离；图8按照现有技术采用具有梯形截面的绝缘管，该气体绝缘电缆的一实施方式的径向截面的部分俯视图，同时表示气体绝缘电缆运行时呈现的电场等势面；图9一表示图8所示的电场强度E与距离S的关系曲线图，此距离S为从高电压载流导体上的绝缘管中心支点到放置在绝缘管护套表面的测试点之间的距离。
在所有的附图中，相同作用的零部件使用相同的附图标记。图1中用标记1表示的气体绝缘电缆具有安置在刚性压力管3中心的支撑绝缘体2上的圆柱形载流导体4，该载流导体4最好是中空构形。压力管3借助于绝缘气体，例如SF6，填充到几个巴的压强，并且可以用金属，例如铝或钢或者必要时用涂敷导电膜层的塑料，例如聚乙烯来构成压力管3。压力管3包封的气体空间可以简单方式用压强传感器来监测其密封性。绝缘气体可以通过压力管3以及必要时也通过载流导体4进行环流。
支撑绝缘体2是由8根沿纵轴方向延伸并沿圆周包围载流导体4的相同尺寸的绝缘管5构成的。这些绝缘管优选使用聚合物，尤其选用聚乙烯为基础的热塑性塑料构成。在图示的截面图中可以看出这些绝缘管5会具有圆形的断面。确定截面的圆总是位于载流导体4的护套表面及压力管3的内表面之间。
在气体绝缘电缆1的电流承受能力规定载流导体4的外径，以及载流导体4和压力管3之间绝缘间距规定压力管3的最小内径的情况下，对绝缘管5的外径如此进行选择相邻绝缘管5的外表面应当相互接触。这样的布置一般不会出现由于采用8至20个绝缘管5而造成规定绝缘间距的压力管3的最小内径的显著扩大。
对介电临界范围内的电场强度值，尤其是靠近绝缘管5的载流导体4表面的电场强度进行研究，结果表明图1所示的气体绝缘电缆运行时所出现的场强峰值，其结果显著地小于依照现有技术采用至少一梯形截面绝缘管的气体绝缘电缆。这可以从图6至9明显地看出来。由这些图可得知图1所示的气体绝缘电缆采用至少一圆形截面的绝缘管5的情况下，其电场强度在优选三相点呈现的峰值，仅仅是根据现有技术的气体绝缘电缆采用至少一梯形截面的绝缘管5′情况下场强峰值的60～70％。
在按照图2的气体绝缘电缆的实施方式情况下，支撑绝缘体2是呈螺旋形缠绕包围着载流导体4，以有利的方式用绝缘管5″构成绝缘体。绝缘管5″以其外表面径向向外的部分安置在压力管3的内侧，并以其外表面径向向内的部分在压力管3内同心地支撑着载流导体4。沿轴向，载流导体4可通过两个未示出的防电弧绝缘子来固定，其限制了规定的-例如几百米长-压力管3的区段，在该区段内封装绝缘气体。
电缆区段的端头是供装配人员使用的，并且能够包含介质，其促使电缆区段内的绝缘气体进行环流。这样的环流对于冷却载流导体4和将不希望的湿气传递到区段端头都是有益的，在该处通过吸收和凝结可以容易地将潮气除掉。绝缘管5″的螺旋线形的构成，有利于绝缘气体的循环，并且在区段端头可以此将潮气分离以及必要时分离存在的其它不希望的杂质，来实现气体绝缘电缆1特别好的运行安全性。同时绝缘管5″不仅以轴向的而且还以径向的分力来承载压力管3的内表面，由此均衡传递到压力管上的力，例如这在仅有轴向敷设的绝缘管情况下是可能的，因而矫正样直压力管3可在很大程度上被避免。通过改变绝缘管5″螺旋线的螺旋角和/或通过使用另一个或多个绝缘管，支撑绝缘体2的机械强度以及由此带来的气体绝缘电缆1的运行安全性可以达到最佳状态。
螺旋线形缠绕的绝缘管5″在沿径向切开所产生的平面上具有一椭圆断面，并将确定横截面的椭圆的弯曲较小部分的某一区段放置在载流导体4上。这样的绝缘管5″同平行于压力管3所放置的绝缘管5相比，在三相点处具有一样的介电特性。换言之，按照本发明在气体绝缘电缆的此实施方式情况下，也将避免气体绝缘电缆1在运行时电场强度呈现过多提高。
图3至图5中示出的是根据图1和图2的实施方式所使用的绝缘管5或5″的端头。图3表示这种绝缘管的最初开口端，通过热加工而被压扁了，并构成图4及图5所示的端头接合缝6。绝缘管5或5″的两端形成的端头接合缝6如此形成，以使得该缝总是基本上平行于在载流导体4和压力管3之间的气体空间中存在电场的等势面。由此避免了在绝缘管5或5″端头出现过度的电场畸变。
附图标记表1气体绝缘电缆2支撑绝缘体3压力管4载流导体5、5′、5″绝缘管6端头接合缝
权利要求
1.气体绝缘电缆(1)，具有一基本为圆柱体对称构形的高电压载流导体(4)，一填充绝缘气体的压力管(3)及一在压力管(3)中同心地夹持载流导体(4)的支撑绝缘体(2)，其具有至少一在轴向方向上沿电缆段全长延伸的、与管直径相比是大的、并置于载流导体护套表面的第一绝缘体。其特征在于第一绝缘体以如下方式构成，沿着气体绝缘电缆(1)径向的截面基本上是圆形或者椭圆形，并且在截面上，把确定截面的圆的某一部分或确定截面的椭圆弯曲较小的某一部分安置在载流导体(4)上。
2.根据权利要求1的气体绝缘电缆(1)，其特征在于第一绝缘体作为绝缘管(5)构成，且平行于压力管(3)的轴。
3.根据权利要求2的气体绝缘电缆(1)，其特征在于作为绝缘管(5)构成的第二绝缘体，具有与第一绝缘管(5)的相应的外径；并且通过载流导体(4)的电流承受能力规定载流导体(4)的外径，以及通过绝缘间距规定压力管(3)的最小内径的情况下，压力管(3)的内径和绝缘管(5)的外径是这样进行选择的，即相邻绝缘管(5)的外套表面应当相互接触。
4.根据权利要求3的气体绝缘电缆(1)，其特征在于，含有的绝缘管(5)的数量最小为8，最大为20。
5.根据权利要求1的气体绝缘电缆(1)，其特征在于，第一绝缘体是以螺旋形缠绕方式构成的。
6.根据权利要求5的方式绝缘电缆(1)，其特征在于，第一绝缘体是由一围着载流导体(4)缠绕的绝缘管(5″)构成的。
7.根据权利要求6的气体绝缘电缆(1)，其特征在于，绝缘管(5″)在其两端被压扁构成并含有端头接合缝(6)，端头接合缝(6)基本上平行于气体绝缘电缆(1)在运行时所建立时电场等势面。
全文摘要
气体绝缘电缆(1)具有一圆柱体对称构形的高电压载流导体(4)，一填充绝缘气体的压力管(3)及一在压力管(3)内同心夹持载流导体(4)的支撑绝缘体(2)。支撑绝缘体(2)至少是由一轴向敷设或螺旋线形缠绕的绝缘管(5″)构成，它以其护套表面的一部分靠在压力管(3)的内表面上，并以其护套表面的另一部分靠在载流导体(4)的护套表面上。
文档编号H01B9/00GK1156888SQ96114468
公开日1997年8月13日 申请日期1996年11月15日 优先权日1995年11月15日
发明者B·莫里茨, G·拉萨伯格 申请人:亚瑞亚·勃朗勃威力有限公司