能均衡电场分布的高压穿墙套管的户外部分的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种能均衡电场分布的高压穿墙套管的户外部分，该种能均衡电场分布的高压穿墙套管的户外部分通过设置中间电极和接地电极以及应力锥，能够改善外电极附近的电场分布，提高介质的绝缘强度。
【专利说明】能均衡电场分布的高压穿墙套管的户外部分
[0001]
【技术领域】
[0002]本发明涉及电气设备领域，具体地，涉及一种能均衡电场分布的高压穿墙套管的户外部分。
【背景技术】
[0003]高压套管属于电站、电气类高压绝缘子。当高压载流导体需要穿过与其电位不同的技术箱壳或墙壁等时候，就要用到高压套管。高压套管主要起着使引线对比绝缘和固定的作用。将载流导体引入或引出变压器、断路器、电容器等电气设备金属外壳的，属于电器用套管；将载流导体穿过建筑物或墙壁的属于电站用套管。
[0004]套管是由一个电极插入另一个不同电位的电极的中心构成，所以是一种典型的电场具有强垂直介质表面分量的绝缘结构，绝缘介质容易击穿；其表面的电压分布很不均匀，在外电极的边缘处的电场十分集中，很容易从此处开始发生电晕及滑闪放电。为此必须改善外电极附近的电场分布，提高介质的绝缘强度。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是提供一种能均衡电场分布的高压穿墙套管的户外部分，该种能均衡电场分布的高压穿墙套管的户外部分通过设置中间电极和接地电极以及应力锥，能够改善外电极附近的电场分布，提高介质的绝缘强度。
[0006]本发明解决上述问题所采用的技术方案是:
能均衡电场分布的高压穿墙套管的户外部分，包括导杆、内绝缘结构、外绝缘结构、接线端子和金属附件，所述金属附件设置在外绝缘结构上，外绝缘结构包覆内绝缘结构，内绝缘结构包覆着导杆，导杆和接线端子相连；
所述内绝缘结构包括中间电极、接地电极、两个应力锥和环氧树脂层，中间电极、接地电极和两个应力锥均包覆在环氧树脂层内，一个应力锥和中间电极连接，接地电极和另一个应力锥相连，所述中间电极设置在靠近导杆的一方，接地电极设置在中间电极的右侧；所述外绝缘结构为硅橡胶护套层，硅橡胶护套层上设置有伞裙；
所述金属附件包括屏蔽罩、金属护套和法兰，所述屏蔽罩设置在接线端子和导杆连接处并贯穿内绝缘结构的环氧树脂层和外绝缘结构，所述金属护套设置在外绝缘结构外侧并和法兰相连。
[0007]本发明的思路:套管的内绝缘结构与外绝缘结构必须满足的条件有:1、长期工作电压下部发生有害的局部放电；2、1分钟工频耐压试验电压下不发生滑闪放电；3、工频和冲击耐受试验电压下绝缘无破坏。高压套管中电场沿套管长度方向和垂直方向的分布都不均匀，为改善外电极附近的电场分布，提高介质的绝缘强度，引入了应力锥结构设计到内绝缘结构中。应力锥能够根据其锥面的形状稳定沿锥面的电场轴向分量为恒定值来均匀法兰附近的电场，改善法兰附件的电场过于集中的现象。采用中间电极和接地电极来取代传统套管的多个电极，再和应力锥配合使用，其中接地电极与金属护套以及法兰同电位，都为地电位，对金属护套起到屏蔽作用，中间电极为浮动电极，调整中间电极的长度能使其电压基本为外绝缘结构所加电压的一半，而导杆与中间电极之间的电压和中间电极与接地电极之间的电压相等就是我们需要的。
[0008]中间电极的长度和半径以及接地电极的长度和半径能使导杆与中间电极之间的电压和中间电极与接地电极之间的电压相等。为控制套管内部和套管表面的电场均匀化，导杆和中间电极之间以及中间电极与接地电极之间的电压需满足等电容原理，因此，中间电极的长度和半径以及接地电极的长度和半径的合理设置能够满足等电容原理使得中间电极之间的电压和中间电极与接地电极之间的电压相等。
[0009]所述外绝缘结构的长度为15_20cm。高压穿墙套管的单侧绝缘长度由外绝缘在空气中的闪络电压限制，如果长度不透，将导致空气击穿。因此单侧绝缘长度应当选用适当的长度，一般根据公式:(闪络电压-14)/3.16即可初步得到绝缘结构的长度。而对于诸如IlOkV高压套管，雷电冲击干耐受电压为550kV，其单侧绝缘长度约为16cm。
[0010]所述导杆为铜杆。
[0011]所述外绝缘结构的硅橡胶护套层为经二段硫化的橡胶。经过二段硫化的硅橡胶具有良好的压缩变形、介电性能以及稳定的机械性能，用这个制作伞裙，能够使得硅橡胶材料优异的电绝缘性、耐环境气候影响等性能得到充分发挥。
[0012]综上，本发明的有益效果是:
本发明通过设置中间电极和接地电极以及应力锥，能够改善外电极附近的电场分布，提高介质的绝缘强度。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是本发明的结构图。
[0014]附图中标记及相应的零部件名称:
1、导杆，2、接线端子，3、外绝缘部分，4、屏蔽罩，5、内绝缘结构，6、应力锥，7、中间电极，
8、接地电极，9、金属护罩，10、伞裙。
【具体实施方式】
[0015]下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
[0016]实施例1
如图1所示，能均衡电场分布的高压穿墙套管的户外部分，包括导杆1、内绝缘结构5、外绝缘结构、接线端子2和金属附件，所述金属附件设置在外绝缘结构上，外绝缘结构包覆内绝缘结构5，内绝缘结构5包覆着导杆1，导杆I和接线端子2相连；
所述内绝缘结构5包括中间电极7、接地电极8、两个应力锥6和环氧树脂层，中间电极
7、接地电极8和两个应力锥6均包覆在环氧树脂层内，一个应力锥6和中间电极7连接，接地电极8和另一个应力锥6相连，所述中间电极7设置在靠近导杆I的一方，接地电极8设置在中间电极7的右侧； 所述外绝缘结构为硅橡胶护套层，硅橡胶护套层上设置有伞裙10 ；
所述金属附件包括屏蔽罩4、金属护套和法兰，所述屏蔽罩4设置在接线端子2和导杆I连接处并贯穿内绝缘结构5的环氧树脂层和外绝缘结构，所述金属护套设置在外绝缘结构外侧并和法兰相连。
[0017]本发明的思路:套管的内绝缘结构5与外绝缘结构必须满足的条件有:1、长期工作电压下部发生有害的局部放电；2、1分钟工频耐压试验电压下不发生滑闪放电；3、工频和冲击耐受试验电压下绝缘无破坏。高压套管中电场沿套管长度方向和垂直方向的分布都不均匀，为改善外电极附近的电场分布，提高介质的绝缘强度，引入了应力锥6结构设计到内绝缘结构5中。应力锥6能够根据其锥面的形状稳定沿锥面的电场轴向分量为恒定值来均匀法兰附近的电场，改善法兰附件的电场过于集中的现象。采用中间电极7和接地电极8来取代传统套管的多个电极，再和应力锥6配合使用，其中接地电极8与金属护套以及法兰同电位，都为地电位，对金属护套起到屏蔽作用，中间电极7为浮动电极，调整中间电极7的长度能使其电压基本为外绝缘结构所加电压的一半，而导杆I与中间电极7之间的电压和中间电极7与接地电极8之间的电压相等就是我们需要的。
[0018]实施例2:
如图1所示，和实施例1类似，区别在于:
中间电极7的长度和半径以及接地电极8的长度和半径能使导杆I与中间电极7之间的电压和中间电极7与接地电极8之间的电压相等。为控制套管内部和套管表面的电场均匀化，导杆I和中间电极7之间以及中间电极7与接地电极8之间的电压需满足等电容原理，因此，中间电极7的长度和半径以及接地电极8的长度和半径的合理设置能够满足等电容原理使得中间电极7之间的电压和中间电极7与接地电极8之间的电压相等。
[0019]所述外绝缘结构的长度为15_20cm。高压穿墙套管的单侧绝缘长度由外绝缘在空气中的闪络电压限制，如果长度不透，将导致空气击穿。因此单侧绝缘长度应当选用适当的长度，一般根据公式:闪络电压-14/3.16即可初步得到绝缘结构的长度。而对于诸如IlOkV高压套管，雷电冲击干耐受电压为550kV，其单侧绝缘长度约为16cm。
[0020]所述导杆I为铜杆。
[0021]所述外绝缘结构的硅橡胶护套层为经二段硫化的橡胶。经过二段硫化的硅橡胶具有良好的压缩变形、介电性能以及稳定的机械性能，用这个制作伞裙10，能够使得硅橡胶材料优异的电绝缘性、耐环境气候影响等性能得到充分发挥。
[0022]如上所述，可较好的实现本发明。
【权利要求】
1.能均衡电场分布的高压穿墙套管的户外部分，其特征在于，包括导杆(1)、内绝缘结构(5)、外绝缘结构、接线端子(2)和金属附件，所述金属附件设置在外绝缘结构上，外绝缘结构包覆内绝缘结构(5 )，内绝缘结构(5 )包覆着导杆(1)，导杆(1)和接线端子(2 )相连； 所述内绝缘结构(5)包括中间电极(7)、接地电极(8)、两个应力锥(6)和环氧树脂层，中间电极(7 )、接地电极(8 )和两个应力锥(6 )均包覆在环氧树脂层内，一个应力锥(6 )和中间电极(7)连接，接地电极(8)和另一个应力锥(6)相连，所述中间电极(7)设置在靠近导杆(1)的一方，接地电极(8 )设置在中间电极(7 )的右侧； 所述外绝缘结构为硅橡胶护套层，硅橡胶护套层上设置有伞裙(10); 所述金属附件包括屏蔽罩(4)、金属护套和法兰，所述屏蔽罩(4)设置在接线端子(2)和导杆(1)连接处并贯穿内绝缘结构(5)的环氧树脂层和外绝缘结构，所述金属护套设置在外绝缘结构外侧并和法兰相连。
2.根据权利要求1所述的能均衡电场分布的高压穿墙套管的户外部分，其特征在于，中间电极(7)的长度和半径以及接地电极(8)的长度和半径能使导杆(1)与中间电极(7)之间的电压和中间电极(7 )与接地电极(8 )之间的电压相等。
3.根据权利要求1所述的能均衡电场分布的高压穿墙套管的户外部分，其特征在于，所述外绝缘结构的长度为15-20cm。
4.根据权利要求1所述的能均衡电场分布的高压穿墙套管的户外部分，其特征在于，所述导杆(1)为铜杆。
5.根据权利要求1所述的能均衡电场分布的高压穿墙套管的户外部分，其特征在于，所述外绝缘结构的硅橡胶护套层为经二段硫化的橡胶。
【文档编号】H02G3/22GK104300465SQ201410585751
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年10月28日 优先权日:2014年10月28日
【发明者】刘磊, 李海峰 申请人:成都峰达科技有限公司