CN101136268B - 高压dc套管以及包括该高压套管的设备 - Google Patents

高压dc套管以及包括该高压套管的设备 Download PDF

Info

Publication number
CN101136268B
CN101136268B CN200710107149XA CN200710107149A CN101136268B CN 101136268 B CN101136268 B CN 101136268B CN 200710107149X A CN200710107149X A CN 200710107149XA CN 200710107149 A CN200710107149 A CN 200710107149A CN 101136268 B CN101136268 B CN 101136268B
Authority
CN
China
Prior art keywords
sleeve pipe
high pressure
liquid conduits
bushing
high voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN200710107149XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN101136268A (zh
Inventor
克里斯特·托恩奎斯特
乌诺·加韦特
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Energy Ltd
Original Assignee
ABB T&D Technology AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ABB T&D Technology AG filed Critical ABB T&D Technology AG
Publication of CN101136268A publication Critical patent/CN101136268A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101136268B publication Critical patent/CN101136268B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B17/00—Insulators or insulating bodies characterised by their form
    • H01B17/42—Means for obtaining improved distribution of voltage; Protection against arc discharges
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B17/00—Insulators or insulating bodies characterised by their form
    • H01B17/26—Lead-in insulators; Lead-through insulators
    • H01B17/28—Capacitor type
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B17/00—Insulators or insulating bodies characterised by their form
    • H01B17/34—Insulators containing liquid, e.g. oil

Abstract

提供了一种高压DC套管，包括：外套，其相对于中心轴是对称的并且包括接地凸缘；高压导体，其被提供在外套中；电容器芯，其被提供在高压导体周围；屏障层，其被提供在外套中；以及液体导管，其被填充有液体并且被提供在屏障层和电容器芯之间；其中高压指的是50kV以及更高的电压；其特征在于：液体导管的宽度Δr沿着套管的轴向是非恒定的，以在套管中获得期望的电压电势分布，并且Δr＝r2-r1，其中r2是液体导管的外半径而r1是液体导管的内半径。还提供了包括所述高压DC套管的高压DC设备。

Description

高压DC套管以及包括该高压套管的设备
技术领域
本发明一般涉及高压套管，更具体地涉及一种具有改进了的内部DC电压分布的高压套管。本发明还涉及一种包括该高压套管的高压设备。
背景技术
众所周知，诸如高压DC变压器的电气装置和设备通常配备有套管，这些套管适合于传送高电势的电流通过诸如变压器油箱或壁的接地屏障。传统的套管由陶瓷或者复合材料制成的绝缘子构成，其被提供有伞裙并且通常为空心，并且可以采用或者不采用电导体穿过的电容器体在内部进行电压递减，从而允许将其上安装有所述套管的设备的内部连接到外部。
现在参考图1到3来描述适用于高压dc变压器的现有技术的套管的范例，其中，图1示出了套管的总体结构，总体上用附图标记1表示，图2为安装到变压器外套的套管的总体横截面视图，并且图3为由图2中的虚线所围成的区域的详细截面图。
高压导体10穿过空心的套管绝缘子12的中央，所述绝缘子构成围绕高压导体的外套。电容器芯14被提供于绝缘子外套的内部，以便递减围绕高压导体10建立的电压。凸缘16被提供来通过箱体装配外套将套管的外套连接到地，如图2中的18所示意的。地电位递减屏蔽体(未示出)也可被安装到凸缘。
高压导体10的底端部形成底接触部20，其被布置以连接到变压器的内部组件。在与底接触端相对的套管的端部提供有上部外端子24，从而将变压器设备电气连接到外部源。
在高压DC应用中，材料的电阻变得很重要。对于电压分布，围绕电容器芯的材料可能比电容器芯本身更加关键。和复合材料相比，具有较低电阻率和较短时间常数的油成为电压递减的最重要部分。
现在参考图3，可以看出在径向具有恒定宽度的环状或者柱状的油管26被提供在电容器芯14和复合屏障28之间。油管具有尖细的端部以适配电容器芯的外轮廊。油管的作用主要是作为电容器芯和复合屏障之间的灵活的绝缘界面。
复合屏障28外部的空间30被诸如SF6的绝缘气体所填充，以便提供屏障和空心套管绝缘子12之间的电气隔离。
在DC套管中，电压电势分布主要在径向上从接地的凸缘16向内到高压导体10建立起来。但是，沿着油管和复合屏障的尖细部，电压电势分布也具有轴向分量。在油管中，该分布由轴向的油的电阻所决定。该电阻可以如下表示：
R/A，
其中R是油的电阻率，而A是油管的总横截面积。油管的面积可采用如图4所示的参数来如下表示：
A＝π(Δr2+2r1Δr)
其中，r2是油管的外半径，r1是油管的内半径，而Δr是r2-r1。
在图3所示的现有技术的套管中，油管的宽度是恒定的，即，Δr沿着套管长度是常数。在套管的尖细外部，外和内半径在端部的方向上减少。这意味着每个轴长度单位的电阻在端部的方向增加，原因是在Δr为常数的情况下油管的总面积减少。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种高压套管，其中，套管内部的电应力可以满意的方式被控制。另外一个目的是提供一种包括该高压套管的高压设备。
本发明基于这样的认识，即通过沿着套管的轴向，给高压DC套管的油管在径向设定非恒定宽度，可以将油管设计为使得电压电势分布将以满意的方式被控制。
根据本发明的第一个方面，提供了一种高压DC套管，所述DC套管包括相对于中心轴是对称的并包括接地凸缘的外套；提供在外套中的高压导体；提供在高压导体周围的电容器芯；提供在外套中的屏障层；以及填充了液体并提供在屏障层和电容器芯之间的导管；所述套管的特征在于：液体导管沿着套管的轴向具有非恒定的宽度，从而在套管中实现期望的电压电势分布。
根据本发明的第二个方面，提供了一种包括根据第一个方面所述的高压DC套管的高压设备。
根据本发明的第三个方面，提供了一种高压DC套管，包括：外套，其相对于中心轴是对称的并且包括接地凸缘；高压导体，其被提供在所述外套中；电容器芯，其被提供在所述高压导体周围；屏障层，其被提供在所述外套中；以及液体导管，其被填充有液体并且被提供在所述屏障层和所述电容器芯之间；其中所述高压指的是50kV以及更高的电压；其特征在于：所述液体导管的宽度Δr沿着套管的轴向是非恒定的，以在所述套管中获得期望的电压电势分布，并且Δr＝r2-r1，其中r2是所述液体导管的外半径而r1是所述液体导管的内半径。
根据本发明的第四个方面，提供了一种根据第三个方面所述的高压DC套管的高压DC设备。
采用本发明的套管和设备，获得了优于现有技术的优点。屏障材料和液体导管自身的DC电压分布可以满意的方式被控制。
在优选实施例中，液体导管被设计为沿着套管的轴向具有恒定的面积，从而在液体导管中具有基本线性的DC电压分布。
液体导管最好是填充了油的油管。
进一步的实施例在从属权利要求中限定。
附图说明
现在参考附图并结合实施例描述本发明，其中，
图1是现有技术的高压套管的总体视图；
图2是图1所示的套管装配于变压器外套的截面图；
图3是根据现有技术的高压DC套管中的油管和屏障层的放大截面视图；
图4是沿着图2中的线IV-IV所作的油管的横截面图；
图5是类似于图3所示的放大的截面图，但示出了根据本发明的高压DC套管中的油管和屏障层；
具体实施方式
下面将给出本发明的优选实施例的详细说明。在该说明书中，术语“高压”将指代50kV以及更高的电压。现今，商业高压设备的上限为800kV，但预计在不久的将来甚至会有更高的电压，诸如1000kV或1200kV。
本发明适用于在背景技术部分参考图1，2和4给出的高压DC套管的一般性说明，下面将会参考这些附图。
现在参考图5，其示出了根据本发明的HVDC套管的部分截面图，可以看出，环状的液体导管26，最好是填充有油的油管被提拱于电容器芯14和复合屏障28之间。复合屏障28外部的空间填充有绝缘气体。
从图5可以看出，油管26的宽度Δr在套管的轴向上不是恒定的。而是随着油管半径越小，宽度Δr增加，即，在接近于套管的端部处，油管更宽。换言之，参考图5中的附图标记，Δr′＜Δr″。
在优选实施例中，油管中的油的每个轴向长度单位的电阻沿着套管的轴向长度是恒定的。这是内和外半径满足以下方程的情况：
(Δr)2+2r1Δr＝C，
其中，Δr为r2-r1，而C为常数。
因此，通过给油管设置非恒定宽度，DC电压分布可以被控制从而降低屏障层28中以及油管本身的电压应力。
在另外一个优选实施例中，设计油管使得沿着套管的轴向具有非恒定的宽度，这提供了沿着套管的轴向的横截面分布。
因此，表明了通过对HVDC套管的油管给定可变的宽度，套管中的DC电压分布可以受控，并且从而DC应力被降低。
尽管附有本发明的高压DC套管的高压设备被描述为变压器，但是可以理解，该设备还可以是其它东西，比如是电抗器、断路器、发电机或者其它应用于高压系统的设备。鉴于此，就本发明的意义来讲的设备，也应该考虑壁。
在该申请中，油被用作优选的绝缘液体。但是，具有低于周围复合材料的电阻率的胶体或其它液体也可作为绝缘液体的替代物。

Claims (7)

1.一种高压DC套管，包括：
外套(12)，其相对于中心轴是对称的并且包括接地凸缘；
高压导体(10)，其被提供在所述外套中；
电容器芯(14)，其被提供在所述高压导体周围；
屏障层(28)，其被提供在所述外套中；以及
液体导管(26)，其被填充有液体并且被提供在所述屏障层和所述电容器芯(14)之间；
其中所述高压指的是50kV以及更高的电压；
其特征在于：
所述液体导管的宽度Δr沿着套管的轴向是非恒定的，以在所述套管中获得期望的电压电势分布，并且Δr＝r2-r1，其中r2是所述液体导管的外半径而r1是所述液体导管的内半径。
2.根据权利要求1所述的高压DC套管，其中，所述液体导管(26)的横截面积基本上是恒定的。
3.根据权利要求2所述的高压DC套管，其中，所述液体导管(26)的所述宽度变化满足下述方程：
(Δr)2+2r1Δr＝C
其中，Δr是所述液体导管的宽度，r1是所述液体导管的内半径，并且C为常数。
4.根据权利要求1到3中的任何一项所述的高压DC套管，其中，随着所述液体导管内半径变小，所述宽度Δr增大。
5.根据权利要求1到3中的任何一项所述的高压DC套管，其中，所述液体导管的宽度在接近于套管端部处较宽。
6.根据权利要求1到3中的任何一项所述的高压DC套管，其中，所述液体导管为填充了油的油管(26)。
7.一种包括根据权利要求1所述的高压DC套管的高压DC设备。
CN200710107149XA 2006-08-31 2007-04-30 高压dc套管以及包括该高压套管的设备 Expired - Fee Related CN101136268B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0601786 2006-08-31
SE0601786-7 2006-08-31
SE06017867 2006-08-31

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101136268A CN101136268A (zh) 2008-03-05
CN101136268B true CN101136268B (zh) 2012-02-08

Family

ID=39136190

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200710107149XA Expired - Fee Related CN101136268B (zh) 2006-08-31 2007-04-30 高压dc套管以及包括该高压套管的设备

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8088996B2 (zh)
EP (1) EP2057643B1 (zh)
CN (1) CN101136268B (zh)
BR (1) BRPI0716135B1 (zh)
WO (1) WO2008027007A1 (zh)
ZA (1) ZA200901088B (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9197068B2 (en) 2010-09-30 2015-11-24 Abb Research Ltd. Coordinated control of multi-terminal HVDC systems
EP2624259B8 (en) * 2012-02-03 2019-09-11 ABB Schweiz AG A bushing for a power system and system comprising such a bushing
US9078346B2 (en) * 2013-03-11 2015-07-07 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Insulator protection
EP3096334B1 (en) * 2015-05-22 2020-12-30 ABB Power Grids Switzerland AG Electrical bushing
EP3516749B1 (en) * 2016-09-19 2023-11-01 Prysmian S.p.A. Joint for high voltage direct current cables
DE102018116416A1 (de) * 2018-07-06 2020-01-09 Nkt Gmbh & Co. Kg Verbindungsmuffe

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3659033A (en) * 1970-10-28 1972-04-25 Westinghouse Electric Corp Electrical bushing having adjacent capacitor sections separated by axially continuous conductive layers, and including a cooling duct
US5198622A (en) * 1989-10-13 1993-03-30 Asea Brown Boveri Ab Condenser body for the field control of the connection of a transformer bushing
CN1115109A (zh) * 1993-12-23 1996-01-17 Abb研究有限公司 支座绝缘子

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1585124A (en) * 1924-09-18 1926-05-18 Standard Underground Cable Co Canada Cable joint
US1905691A (en) * 1927-02-09 1933-04-25 Gen Electric Joint for high tension underground cables
US2053163A (en) * 1930-08-18 1936-09-01 Gen Electric Joint for fluid filled cables and method of making the same
US2540898A (en) * 1944-05-17 1951-02-06 Comp Generale Electricite Stop joint for use on oil-filled cables
GB777059A (en) * 1954-06-25 1957-06-19 Reyrolle A & Co Ltd Improvements relating to voltage grading in high-voltage insulation
US3051770A (en) * 1959-08-26 1962-08-28 Pirelli Normal joint for high tension cables and process of making the same
US3462545A (en) * 1967-01-13 1969-08-19 Westinghouse Electric Corp Condenser bushing
US4227035A (en) * 1978-05-15 1980-10-07 Westinghouse Electric Corp. Modular condenser bushing
SE464898B (sv) * 1989-10-31 1991-06-24 Asea Brown Boveri Kondensatorkropp foer faeltstyrning av en transformatorgenomfoerings anslutning till en transformatorlindnings uppledare hos stroemriktartransformatorer

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3659033A (en) * 1970-10-28 1972-04-25 Westinghouse Electric Corp Electrical bushing having adjacent capacitor sections separated by axially continuous conductive layers, and including a cooling duct
US5198622A (en) * 1989-10-13 1993-03-30 Asea Brown Boveri Ab Condenser body for the field control of the connection of a transformer bushing
CN1115109A (zh) * 1993-12-23 1996-01-17 Abb研究有限公司 支座绝缘子

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP特开平9-153315A 1997.06.10

Also Published As

Publication number Publication date
ZA200901088B (en) 2010-02-24
WO2008027007A1 (en) 2008-03-06
BRPI0716135B1 (pt) 2018-10-30
CN101136268A (zh) 2008-03-05
US8088996B2 (en) 2012-01-03
BRPI0716135A2 (pt) 2013-09-17
EP2057643A4 (en) 2013-05-01
US20090266600A1 (en) 2009-10-29
EP2057643B1 (en) 2016-05-25
EP2057643A1 (en) 2009-05-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101136268B (zh) 高压dc套管以及包括该高压套管的设备
EP2572421B1 (en) A high voltage direct current cable termination apparatus
CA2646584C (en) Connecting element for an electrical shielding arrangement
EP2264719B1 (en) High voltage device
CN102906955B (zh) 高压直流电缆终端装置
KR101902443B1 (ko) Ｈｖｄｃ 컴포넌트용 도관의 분리 포인트의 전기 차폐 장치
KR19990072388A (ko) 부싱
CN101136280A (zh) 高压设备、高压套管以及装配所述设备的方法
DE102004046134A1 (de) Freiluftendverschluss
EP1999765B1 (en) A high voltage insulation system and a method of manufacturing same
CN101136269B (zh) 高压套管
JP2010016986A (ja) がい管ユニット、気中終端接続部及びがい管ユニットの組立方法
JP2012075266A (ja) ポリマー套管
JPH03180011A (ja) 変圧器ブッシングにおける電界制御のためのコンデンサ本体
KR101547419B1 (ko) 절연 구조물을 포함하는 고전압 장치
EP0413103B1 (en) Condenser type barrier
CN201207788Y (zh) 高压屏蔽件
US3033915A (en) Potheads and cable terminals
JP5168680B1 (ja) シールド接地線
DE102017204935B4 (de) Elektrodenanordnung sowie Elektroenergieübertragungseinrichtung
US20210273437A1 (en) Coupling Sleeve
Ganga et al. FEM approach to design functionally graded transformer bushing
CN220526680U (zh) 一种抗雷击干式电容式变压器套管
CN101506910B (zh) 高压直流套管以及包含该套管的高压直流设备
JP3401186B2 (ja) 油止め接続箱

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20180516

Address after: Baden, Switzerland

Patentee after: ABB Switzerland Co.,Ltd.

Address before: Zurich

Patentee before: ABB TECHNOLOGY Ltd.

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20210513

Address after: Baden, Switzerland

Patentee after: ABB grid Switzerland AG

Address before: Baden, Switzerland

Patentee before: ABB Switzerland Co.,Ltd.

CP01 Change in the name or title of a patent holder
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: Swiss Baden

Patentee after: Hitachi energy Switzerland AG

Address before: Swiss Baden

Patentee before: ABB grid Switzerland AG

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20120208