专利名称：干式高压套管的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种高压套管，特别是采用全固体绝缘、用于高压电器或穿墙用的干式高压套管。
目前，35kV及以上的高压套管通常设计成具有电容均压结构的电容型套管。这是因为从绝缘结构来讲，高压套管为典型的具有强垂直分量电场分布的结构，其接地极附近具有最强的电场强度，容易从接地极处开始发生滑闪放电，引起沿面闪络或者绝缘击穿。电容型套管可以解决这个问题。比如1994年8月24日公告的CN2175479Y的中国实用新型专利说明书就公开了这样一种高压套管。这种套管由导电芯、电极层、绝缘层、外护套等组成，其特征在于在导电芯外依次交替包缠绝缘层、电极层直至末层电极，外护套固定在末层电极层外。该型套管由于利用电容结构强迫均压，有效解决了高压套管的沿面电压分布不均匀问题，大幅度提高了沿面放电电压。然而，电容型套管制做时，需要在绝缘层中按预先设计好的位置嵌入被称为电容屏的金属箔电极，每两层电容屏间的绝缘厚度是不同的，通常只有1mm左右。这样，一方面有些优质的绝缘材料，比如高压电瓷，由于烧制需要高温很难嵌入金属屏，因此制作这种干式高压套管在绝缘材料上受到很大限制；另一方面，由于金属屏间绝缘层薄，整个套管绝缘中需要嵌入很多电容屏，例如110kV套管大约有几十层，这就不利于套管的机械化生产。
本实用新型的目的在于克服以上现有技术的缺点，提供一种干式高压套管，这种高压套管采用全固体材料绝缘，绝缘层中不插入电容屏，结构简单，对固体绝缘材料的种类限制少，适合于机械化生产。
为达到上述目的，本实用新型干式高压套管用固体绝缘层通过过渡层将电流导体包覆，绝缘层外紧密安装用高介电常数固体绝缘材料制成的电应力消除层，电应力消除层与处于地电位的接地极紧密相连，利用电应力消除层较大的轴向电容，强迫绝缘表面电位分布趋向于均匀分布，这样就达到了无需在绝缘层中包入电容屏而同样能改善套管电场分布，特别是接地极附近电场分布的目的。
安装好电应力消除层后，用绝缘密封材料将绝缘层和电应力消除层包覆并密封，最后按照外绝缘泄漏距离的要求安装硅橡胶伞裙。
采用上述结构，由于绝缘层中无需插入电容屏，一些无法用来制作电容型套管的优质绝缘材料(比如需要高温烧制的高压电瓷)可以用来制作本实用新型高压套管的绝缘层，然后将应力消除层紧密套装上去即可。
由上述可知，本实用新型干式高压套管由电流导体、过渡层、绝缘层、绝缘密封管、硅橡胶伞裙、接地极等组成。其特点是它还包括由高介电常数绝缘材料制成的电应力消除层，此电应力消除层紧密装设在绝缘层的外面，其根部与接地极紧密联接。
作为本实用新型的更进一步改进，接地极的两端呈喇叭口状延伸到电应力消除层的根部的外面并与之紧密联接。采用这种结构后，更有利于改善接地极附近的电场分布。
作为本实用新型的更进一步改进，电应力消除层由n(n≥1)层高介电常数绝缘材料制成的同轴圆管组成，每层圆管的介电常数相等或者由内向外依次增大。n层同轴圆管的长度由内向外依次递减，每层圆管与接地极紧密联接。采用这种结构后，不同绝缘介质的介电常数差别小，表面电荷积累效应弱，有利于保证固体绝缘不因界面电荷积累而击穿。
综上所述，本实用新型的优点是完全采用固体材料制作，绝缘层中不插入电容屏，结构简单，对固体绝缘材料的种类限制少，适合于机械化生产。
以下结合附图
对本实用新型作进一步详细说明。
本实用新型干式高压套管由电流导体1、过渡层2、绝缘层3、电应力消除层4、绝缘密封管5、硅橡胶伞裙6、接地极7及法兰8等组成。电流导体1可采用紫铜棒或铜管，其外的过渡层2可根据绝缘层3的机械性能选用不同的材料，若绝缘层3的机械强度较差，过渡层2可采用不导磁的、具有半导电覆层的刚性管材；若绝缘层3的机械强度足够，过渡层2可采用半导电材料与电流导体1的外表面和绝缘层3的内表面直接接触。绝缘层3应选用介电强度高的材料制作，它是如图所示的纺锤形，或者是圆筒形。绝缘层3之外紧密装设电应力消除层4，电应力消除层4由高介电常数的绝缘材料制成，其形状是如图所示的不对称纺锤形，或者是圆管形(称为应力管)，或者是纺锤形(称为应力锥)等其它形状；如图所示，应力消除层4可以短于绝缘层3，不一定要延伸到绝缘层3的端部。应力消除层4的根部与接地极7紧密联接。接地极7紧密安装在绝缘层3的中间部位。绝缘层3和应力消除层4外面用绝缘密封管5将其包覆并密封，绝缘密封管5采用软的材料，比如热缩管或冷缩管，当然也可采用硬的材料内衬弹性材料，比如环氧玻璃丝管内灌注绝缘橡胶。绝缘密封管5外面按照外绝缘泄漏距离的要求安装硅橡胶伞裙6。
作为本实用新型的更进一步改进，接地极7的两端呈喇叭口状延伸到电应力消除层4的根部的外面，接地极7的喇叭口与电应力消除层4的根部紧密联接。这种结构的套管，接地极附近的电场分布更均匀。
作为本实用新型的更进一步改进，电应力消除层4可以用n(n≥1)层高介电常数绝缘材料制成的同轴圆管组合而成，每层圆管的介电常数相等或者由内向外依次增大。n层同轴圆管的长度由内向外依次递减，每层圆管与接地极7紧密联接。这种结构的套管，不同绝缘介质的介电常数差别小，表面电荷积累效应弱，可保证固体绝缘不因界面电荷积累而击穿。
本实用新型不局限于上述实施方式，不论在其形状或结构上作任何变化，凡是利用高介电常数材料制成电应力消除层紧密装设在绝缘层外面，并且电应力消除层的根部与接地极紧密联接制作的干式高压套管均落在本实用新型保护范围之内。另外，将法兰安装于绝缘密封管外，用导体联接法兰与接地体，或者用法兰将应力消除层压住，都是本实用新型的一种变形，均认为在本实用新型保护范围之内。
权利要求1．一种干式高压套管，它由电流导体(1)、过渡层(2)、绝缘层(3)、绝缘密封管(5)、硅橡胶伞裙(6)、接地极(7)及法兰(8)等组成；其特征在于它还包括由高介电常数绝缘材料制成的电应力消除层(4)，所述电应力消除层(4)紧密装设在绝缘层(3)的外面，所述电应力消除层(4)的根部与接地极(7)紧密联接。
2．如权利要求1所述的干式高压套管，其特征在于接地极(7)的两端呈喇叭口状延伸到电应力消除层(4)的根部的外面。
3．如权利要求1所述的干式高压套管，其特征在于电应力消除层(4)由n(n≥1)层高介电常数绝缘材料制成的同轴圆管组成，每层圆管的介电常数相等或者由内向外依次增大。
4．如权利要求3所述的干式高压套管，其特征在于n(n≥1)层同轴圆管的长度由内向外依次递减。
专利摘要本实用新型公开了一种干式高压套管,它由电流导体1、过渡层2、绝缘层3、电应力消除层4、绝缘密封管5、硅橡胶伞裙6、接地极7及法兰8组成。其特点是:用高介电常数绝缘材料制成的电应力消除层4紧密安装在绝缘层3外面并与接地极7紧密联接。此结构改善了电场分布,提高了套管闪络电压。该型式高压套管为全干式结构,无漏油和火灾危险;它结构简单,对绝缘材料种类无特殊限制,适于机械化生产。
文档编号H02G3/34GK2430802SQ0020979
公开日2001年5月16日 申请日期2000年4月24日 优先权日2000年4月24日
发明者方静 申请人:方静, 北京市海伏特电气技术开发有限公司