CN101340074A - 高压线缆连接器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于包含绝缘液体的高压设备的高压线缆连接器(1)，所述高压线缆连接器包括均压屏蔽器(8)，从而改善性能并且简化制造过程。

Description

高压线缆连接器
技术领域
本发明总体上涉及用于将高压线缆连接到包含绝缘液体的高压油浸设备的高压线缆连接器。
背景技术
众所周知，油浸高压设备通常通过设备上的到空气的线缆终端和油到空气套管、或者利用油绝缘的线缆盒以及相当复杂的线缆到油接口而连接到线缆系统。在低压时，也使用橡胶、环氧树脂、油或更简单的接口。
高压电气装置和设备比如高压变压器通常装备有套管，所述套管适合于传送高电势电流通过接地屏障，例如变压器箱或墙。
本发明试图提供一种高压线缆连接器，其具有良好的介电和热特性，其包含很少的部件并且易于适应不同的应用。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种如权利要求1中所说明的线缆连接器。
本发明基于这样的实现：可在设备的一部分浸没在油中的应用中使用具有接地屏蔽管而不是油绝缘的线缆盒和复杂的油接口的线缆连接器。这是例如连接浸没在变压器箱中的变压器油中的变压器时的情况。
利用本发明的线缆连接器可以获得一些优势。通过使用屏蔽管，可以使线缆连接器完全干燥，即，线缆连接器不包含油。另外，已经证明对于AC和DC应用，该线缆连接器的电场模式几乎是相同的，使得该连接器设备对于AC和DC都适合。
在优选实施例中，绝缘气体比如SF6或N2或它们的混合物在线缆连接器的连接到高压设备的部分内部被用作绝缘介质。这提供了良好的热特性，因为绝缘气体和开放设计允许气体在线缆连接器内部循环。
本发明使使用传统的GIS线缆终端成为可能。一个优势是可以利用紧凑设计的为数不多的部件来实现完全干燥的配置。
如果详细设计证明这样是有利的，则所有接地部件可以作为一个部件被制造。在DC和AC应用中，这种设计在设备侧都同样有效，这是因为对于导磁率和电阻率来说，(SF6、环氧树脂、油之间的)材料关系是类似的。
在从属权利要求中限定了更多实施例。
附图说明
现在通过例子、参考附图来本发明。在附图中，唯一的图1是安装到高压设备上的高压线缆连接器的截面图。
具体实施方式
下面将对本发明的优选实施例进行详细描述。在该说明书中，术语“高压”将被用于50kV或更高的电压。当今，商业高压设备的上限是800kV，但是在不久的将来会确立或计划更高的电压比如1000kV或更高电压。
另外，在该说明书中，术语“均压屏蔽器(voltage grading shield)”应该被理解为不包括传统上位于设置成浸没在绝缘液体中的套管中的冷凝器芯(condenser core)。
现在参考附图。
概括地表示为1的连接器设备包括高压导体2，该高压导体2延伸通过中空的充有气体的线缆连接器绝缘体4a、4b的中心，所述绝缘体4a、4b形成围绕高压导体的壳。线缆连接器具有两个侧部，即第一侧或安装该线缆连接器的高压设备外部的空气侧，以及第二侧或浸没在安装该线缆连接器的高压设备内的绝缘液体内的变压器侧，在给出的例子中，变压器概括表示为20。变压器包含由表示为24的变压器箱所包围的绝缘液体22，如变压器油。
变压器线缆连接器的空气侧主要由高压导体2和将线缆连接器内部的气体与周围空气相分离的空气侧绝缘体4a组成。此外，线缆连接器的变压器侧在变压器内通过变压器侧绝缘体4b与油22相分离。
绝缘体因此包括两部分：位于线缆连接器的空气侧的空气侧绝缘体4a和位于线缆连接器的变压器侧的变压器侧绝缘体4b，其中，所述绝缘体优选地由复合材料比如环氧树脂制成，但是也可以由瓷制成。
提供法兰6以将线缆连接器的壳通过变压器20的箱24而电气连接到地。
在中空的线缆连接器绝缘体4a、4b的内部提供了以同心接地管8的形式出现的所谓喉部屏蔽器或均压屏蔽器，围绕线缆连接器进入箱24的部分。该屏蔽8完成对连接器设备内电场的均压(grading)并用于代替冷凝器芯，其中，所述屏蔽8由合适的导电材料比如铝制成。均压屏蔽器8由绝缘气体比如SF6或N2或它们的混合物所包围，所述绝缘气体被提供在空气侧绝缘体4a的空间10a内部和变压器侧绝缘体4b的空间10b内部。优选的是，这两个空间10a、10b彼此连通以提供绝缘气体的循环，从而改善线缆连接器1的变压器侧的冷却。
在DC应用中，变压器侧绝缘体4b的内部、即变压器侧绝缘体的面对绝缘体内部绝缘气体的表面可以用具有相对低电阻率的介电材料(未示出)比如硅橡胶、复合材料或清漆来覆盖。因为硅橡胶的电阻率与变压器内部的油的电阻率几乎是同一数量级的，所以获得了改善的电场分布。这个层最小化了将线缆连接器1内的气体与变压器20内的油22相分离的变压器侧绝缘体4b内的内部径向场应力，并且提供了对在高压和接地法兰6之间的沿着变压器侧绝缘体4b的电势的平滑均压，从而提高了绝缘体4b的介电强度。
通过对变压器侧绝缘体4b的几何设计获得最优的性能。在优选的实施例中，变压器侧绝缘体具有基本上截头圆锥体的形状。这可以通过在连接器设备内部的涂覆厚度或绝缘体4b壳的厚度来补充。为了进一步改善性能，涂覆的厚度可以沿着线缆连接器的变压器侧改变。
在线缆连接器变压器侧的末端提供的屏蔽环12以及在变压器连接器内的对应屏障系统26可以进一步提高性能。
在AC和DC应用中，为了实现对在高压和接地法兰之间的沿着变压器侧绝缘体4b的电势的平滑均压，变压器侧绝缘体4b的几何形状被优化。另外，在DC应用中，当优化线缆连接器时，变压器内的屏障系统26的几何形状也被考虑。
已经描述了根据本发明的高压线缆连接器和高压设备的优选实施例。本领域技术人员应认识到可以在所附权利要求的范围内对这些优选实施例进行改变。因此，尽管本发明的高压线缆连接器所附着到的高压设备被描述为变压器，将理解这可以是其它包含绝缘液体的设备，比如电抗器或断路器。
本发明的线缆连接器被描述为空气-油连接器设备，即，例如，连接器设备的第一侧部由变压器外部的空气包围。应认识到，该第一侧部可以被提供在其它环境中，比如在气体-油连接器设备中的气体内。
变压器20被描述为具有屏障26。应认识到，该屏障是可选的。

Claims (10)

1.高压线缆连接器，用于将高压线缆(200)连接到包含绝缘液体的高压油浸设备，所述高压线缆连接器(1)包括：线缆终端(201)；中空的绝缘体壳，包括被设置成提供在所述高压设备外部的第一侧绝缘体(4a)和被设置成浸没在所述高压设备的绝缘液体内的第二侧绝缘体(4b)；以及高压导体(2)，提供在所述中空的绝缘壳内；
其特征在于，
所述线缆终端(210)被设置在壳(4a)内，并且在所述高压导体和所述绝缘体壳之间提供了均压屏蔽器(8)；并且所述均压屏蔽器(8)是同心接地管。
2.根据权利要求1的高压线缆连接器，其中所述均压屏蔽器(8)由导电材料比如铝制成。
3.根据权利要求1-2中任意一项的高压线缆连接器，包括法兰(6)，所述法兰(6)被设置成将所述连接器设备的壳电气连接到地。
4.根据权利要求1-3中任意一项的高压线缆连接器，包括在所述中空的绝缘体壳(4a，4b)内部并且包围所述均压屏蔽器(8)和所述线缆终端(201)的绝缘气体，比如SF6或N2或它们的混合物。
5.根据权利要求4的高压线缆连接器，其中位于所述第一侧绝缘体(4a)内部的空间(10a)与位于所述第二侧绝缘体(4b)内部的空间(10b)彼此连通。
6.根据权利要求1-5中任意一项的高压线缆连接器，包括提供在所述第二侧绝缘体(4b)的内表面上的具有相对低电阻率的介电材料层。
7.根据权利要求6的高压线缆连接器，其中所述介电材料层包括硅橡胶、复合材料或清漆中的任意一种。
8.根据权利要求1-7中任意一项的高压线缆连接器，其中所述第二侧绝缘体(4b)具有基本上截头圆锥体的形状。
9.根据权利要求1-8中任意一项的高压线缆连接器，其中所述第二侧绝缘体(4b)包括绝缘材料比如复合材料或瓷。
10.根据权利要求1-9中任意一项的高压线缆连接器，其中所述第一侧绝缘体(4a)被设置成由以下中的任意一种包围：空气、油和气体。
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