CN101501789B - 用于电气屏蔽高压套管的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于电气屏蔽电气高压设备外壁中的高压导线的套管出口的装置，其中该屏蔽装置包括导电的内屏蔽层和包围该内屏蔽层的外绝缘层。使用具有两个支脚的弧形圆段与相应成形的屏障系统的组合来保证对套管出口的拐角和边缘的近乎完全的电气屏蔽。

Description

用于电气屏蔽高压套管的装置
技术领域
[0001] 本发明涉及一种用于电气屏蔽电气高压设备外壁中的高压导线的套管出口的装置，其中该屏蔽装置包括导电的内屏蔽层和包围该内屏蔽层的外绝缘层。
背景技术
[0002] 在电气高压设备、例如功率变压器中对于连接到高压电网的电气接头必须保证， 在电气接头的区域内和电气导线至高压设备的过渡区域内提供足够的电气屏蔽。特别是对高压直流（HGt))设备一定要足够地电气屏蔽套管和电气高压设备的面向该套管的壁。 足够的电气屏蔽意味着减少出现在屏蔽装置表面上和在邻近空间中的电场强度。
[0003] 出于高压技术屏蔽的原因，按照现有技术对在高压导线的套管和与之垂直的箱壁之间的边缘过渡和拐角这样屏蔽，使得所谓的屏蔽线在电气高压设备内部围绕套管出口设置。该屏蔽线通常具有导电的内屏蔽层，其在表面电气绝缘，特别是通过纸绝缘。与此不同的在现有技术中还公知其它形状的、具有矩形导电屏蔽内层的屏蔽环。
[0004] US 4四6274描述了具有耐气候影响的屏蔽装置的高压套管。通过额外加厚套管的相应过渡区域，按照该发明实现了具有优势的电场的引导。
[0005] WO 00/19453同样描述了具有在设置有绝缘屏蔽的绝缘体中的高压导体的高压套管，该绝缘体在一端具有法兰，高压导体被引导通过该法兰，其中在法兰和高压导体之间设置有绝缘介质。另外围绕该绝缘体设置了屏蔽电极，其从法兰在轴向方向上在绝缘体长度的一部分上延伸，其中每长度单位的绝缘屏蔽的数量在各段中不同。
[0006] 现有技术中所有用于高压套管的公知屏蔽方案的缺陷是，迄今为止的解决方案要么结构上花费大要么不能保证对几乎直角的套管出口的完全屏蔽。特别是通过现有技术提供的解决方案不能保证对套管相对于箱壁的几乎直角的拐角和边缘的完全的电气屏蔽。
发明内容
[0007] 由此本发明要解决的技术问题是，提供一种电气屏蔽装置，其保证对电气高压设备中套管出口的拐角和边缘的完全屏蔽。
[0008] 按照本发明，上述技术问题通过如下解决，将屏蔽装置设置为围绕几乎直角设计的套管的弧形圆段。由此保证，电场的场分布在几乎直角的套管出口附近被改变。通常电场的场分布在拐角和边缘附近是高度复杂的并且迄今为止只是不充分地通过电气屏蔽得到保证。然而根据本发明的装置可以这样影响在拐角和边缘附近的电场分布，使得保证对套管出口附近的拐角和边缘的几乎完全的屏蔽。按照本发明的电气屏蔽装置的作为具有两个长形支脚的弧形圆段的实施方式这样影响套管出口周围的电场分布，使得在套管出口区域内电气高压设备的外壳被完全电气屏蔽。
[0009] 按照本发明，提供了一种采用连接在套管出口上的套管对电气高压设备外壁中的高压导线的截面几乎直角的套管出口电气屏蔽的装置，其中该屏蔽装置包括导电的内屏蔽层和包围该内屏蔽层的外绝缘层，其中，该屏蔽装置作为截面呈弧形的圆段具有两个支脚
3并围绕几乎直角的套管出口设置，第一支脚几乎平行于套管的取向在套管和引出线之间穿过箱壁由内向套管延伸，并且第二支脚几乎平行于箱壁的取向在内部沿引出线径向延伸。
[0010] 按照本发明的一种优选结构，所述内屏蔽层具有管状的截面。
[0011] 按照本发明的一种优选结构，这样选择所述屏蔽装置相对于几乎直角的套管出口的位置，使弧形圆段的半径通过该套管出口的几乎直角的拐角延伸。
[0012] 按照本发明的一种优选结构，所述弧形圆段的半径小于所述支脚的四倍长。
[0013] 按照本发明的一种优选结构，所述屏蔽装置的弧形圆段的半径在IOmm至500mm之间，优选为100mm。
[0014] 按照本发明的一种优选结构，所述屏蔽装置由至少由屏障组成的屏障系统附加地电气绝缘。
[0015] 按照本发明的一种优选结构，所述电气屏蔽装置和/或所述屏障系统（14)借助固
定装置与箱壁和/或套管相连。
[0016] 按照本发明的一种优选结构，所述电气屏蔽装置围绕套管以整体形式设置。
[0017] 按照本发明的一种优选结构，所述电气屏蔽装置和/或用于该电气屏蔽装置的屏障系统由以一定的间隔围绕套管出口设置的段组成。
[0018] 按照本发明的一种优选结构，所述内屏蔽层与电气接地连接并由此而接地。
[0019] 按照本发明的一种优选结构，所述屏蔽装置至少部分地由导电的材料构成，该导电材料能够部分地通过不导电的材料中断。
[0020] 按照本发明的一种优选结构，所述屏蔽装置由不导电底材构成，该底材至少部分地用导电层包裹。
[0021] 在本发明装置的一种优选实施方式中，将电气屏蔽装置围绕几乎直角的套管出口这样定位，使得弧形圆段的半径通过几乎直角的套管出口的拐角延伸。由此使屏蔽装置对称于几乎直角的套管出口的两个边缘定位。此外在按照本发明装置的一种优选实施方式中，屏蔽装置的形状与在套管出口周围的理想化的场分布相应。
[0022] 具有优势的是，屏蔽装置的弧形圆段的半径小于支脚的四倍长。由此保证对套管出口的相应拐角和边缘的全面屏蔽。同样半径的长度优选为IOmm至500mm，优选为100mm。 在本发明的一种优选实施方式中，屏蔽装置通过附加的屏障系统（Barrierensystem)来屏蔽。将这个在导线套管中已经使用的屏障系统同样作为屏蔽的屏障系统与按照本发明的围
绕套管出口的屏蔽装置相组合。特别是对于HGtj应用来说，由于可能的高传输电压保证
了对至电气高压设备的外壁的套管出口的拐角和边缘的有效电气屏蔽。优选该屏障系统与套管的屏障系统和/或电气高压设备的屏障系统机械地连接。
[0023] 将围绕套管出口的屏蔽装置构成为环形的整体元件是具有优势的。由此可以成本低廉地制造该屏蔽装置并且提供该屏蔽装置的形状稳定的作用。作为替换，也可以圆形地围绕套管出口设置单个的屏蔽段。同样对用于附加的屏蔽装置的相应的屏障系统也适用。 优选该屏蔽装置与电气接地连接。
[0024] 此外如果用导电材料制造屏蔽装置，还可以将该电气屏蔽装置同时用作磁屏蔽装置。这样可以避免由涡流引起的局部发热，该涡流会导致明显发热并且有时导致电气高压设备的损坏。优选该屏蔽装置至少部分由导电材料构成，该导电材料部分地通过不导电材料中断。
4[0025] 此外在本发明装置的优选实施方式中，用底材（Traegermaterial)制造屏蔽装置，该底材用导电层至少部分地包裹，特别是涂覆或者包裹。
附图说明
[0026] 本发明的优选实施方式在从属权利要求中给出。下面对照附图中的实施例对本发明作进一步说明。其中：
[0027] 图1示出了屏蔽装置的截面示意图，以及
[0028] 图2示出了具有附加屏障系统的围绕导线套管的屏蔽装置的截面示意图。 具体实施方式
[0029] 图1示出了按照本发明的屏蔽装置10的原理性结构的示意截面图。虚线表示屏蔽装置10的旋转轴。屏蔽内壁11至少在朝电气高压设备内部的一侧用附加的绝缘层12 绝缘。在此其通常是纸绝缘。在屏蔽装置10的周围在电气高压设备内部具有绝缘介质，特别是油。几乎直角地围绕套管出口（未示出）设置的屏蔽装置10具有两个支脚23，这两个支脚是弧形圆段的一部分。支脚的长度关于弧形圆段至各个直的支脚23来定义。半径22 定义了屏蔽装置10的弧形圆段的形状并且通过（未示出的）导线套管出口 21的未示出的拐角延伸。
[0030] 图2示出了围绕电气高压导线的套管出口 21的、具有附加屏障系统14的屏蔽装置10。虚线表示屏蔽装置10、圆形套管15以及圆形引出线16的旋转轴。在套管15内部设置了具有纸绝缘17的引出线16，其使得高压设备可以与外部高压电网、特别是HGtj网电气连接。相对几乎直角的套管出口 21这样设置屏蔽装置10，使得保证围绕几乎直角的套管出口 21的角点对称地覆盖套管15以及箱壁20的两个角。围绕屏蔽装置10的附加屏障系统14与电气高压设备内部以及套管15内部的循环油一起保证对套管出口 21的拐角的最佳电气屏蔽。优选屏蔽装置10的屏障系统14与套管15内部和/或电气高压设备内部的屏障系统14相连，从而给出从套管出口 21至套管15的贯通的屏障系统14。

Claims (12)

1. 一种采用连接在套管出口上的套管（1¾对电气高压设备箱壁OO)中的高压导线的截面几乎直角的套管出口电气屏蔽的装置（10)，其中该屏蔽装置（10)包括导电的内屏蔽层（11)和包围该内屏蔽层（11)的外绝缘层，其特征在于，该屏蔽装置（10)作为截面呈弧形的圆段具有两个支脚并围绕几乎直角的套管出口设置，第一支脚 (23)几乎平行于套管（15)的取向在套管（15)和引出线（16)之间穿过箱壁OO)由内向套管（15)延伸，并且第二支脚03)几乎平行于箱壁OO)的取向在电气高压设备的内部沿引出线(16)径向延伸。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述内屏蔽层具有管状的截面。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，这样选择所述屏蔽装置（10)相对于几乎直角的套管出口的位置，使弧形圆段的半径02)通过该套管出口的几乎直角的拐角延伸。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述弧形圆段的半径02)小于所述支脚 (23)的四倍长。
5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述屏蔽装置（10)的弧形圆段的半径 (22)在 IOmm 至 500mm 之间。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述屏蔽装置（10)由至少由屏障组成的屏障系统（14)附加地电气绝缘。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述屏蔽装置（10)和/或所述屏障系统 (14)借助固定装置与箱壁(20)和/或套管(15)相连。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其特征在于，所述屏蔽装置（10)围绕套管（1¾以整体形式设置。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述屏蔽装置（10)和/或用于该屏蔽装置（10)的屏障系统（14)由以一定的间隔围绕套管出口设置的段组成。
10.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其特征在于，所述内屏蔽层（11)与电气接地连接并由此而接地。
11.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其特征在于，所述屏蔽装置（10)至少部分地由导电的材料构成，该导电材料能够部分地通过不导电的材料中断。
12.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其特征在于，所述屏蔽装置（10)由不导电底材构成，该底材至少部分地用导电层包裹。
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