CN102986104A

CN102986104A - 用于高压设备的均压装置

Info

Publication number: CN102986104A
Application number: CN2011800317904A
Authority: CN
Inventors: 张潮; J·J·克斯特; C·W·戴利
Original assignee: Cooper Technologies Co
Current assignee: Eaton Intelligent Power Ltd
Priority date: 2010-07-01
Filing date: 2011-06-09
Publication date: 2013-03-20
Anticipated expiration: 2031-06-09
Also published as: EP2589122B1; US8331074B2; WO2012003074A1; CN102986104B; BR112012030629A2; EP2589122A4; BR112012030629B1; MX2012015024A; EP2589122A1; US20120002339A1

Abstract

一种电气组件，该电气组件具有诸如电涌放电器之类的细长电气部件，该电气部件联接于均压装置，用以在操作过程中沿着电气部件分布电场。均压装置包括均压本体和用于将均压本体固定于电气部件的固定装置。均压本体或固定装置或者两者包括半导体材料。半导体材料可以是非金属的。均压装置相对于传统的金属均压装置具有改进的飞弧电阻。

Description

用于高压设备的均压装置

技术领域

本发明涉及一种用于高压设备的新的均压装置。更确切地说，本发明涉及用于具有电涌放电器或需要均压的其它装置的高压设备的半导体均压装置。

背景技术

在电力传输或分配设备中，电绝缘系统通常用于隔离具有不同电势的部件，这些电绝缘系统尤其用于使高压部件与地面电绝缘并且防止电流从高压部件流向地面。由于系统扰动而产生的瞬态超压状况会致使电力设备产生飞弧，致使系统断电并且会对电力设备造成可能的损坏。

为了减小或消除电力设备飞弧，通常使用与电力设备并联的电涌放电器。电涌放电器通常连结于高压端子，以将电涌电流载送至地面，因此防止对于电流设备造成损坏。传统的电涌放电器通常包括细长外壳、成对电气端子以及电气部件阵列，该细长外壳由诸如瓷料或聚合物之类的电绝缘材料制成，成对电气端子位于外壳的相对端部处用以连接高压导体和地面之间的电涌放电器，而电气部件阵列位于外壳中并在电气端子之间形成一系列通路。这些电气部件通常包括堆叠的压敏非线性电阻元件。这些非线性电阻器或变阻器的特征在于，通常为配电或输电线路上的正常电压提供高电阻，并且为由于突发高压情况而产生的浪涌电流、例如为由于雷击而产生的那些浪涌电流提供极低电阻，由此降低电力设备在浪涌情形中飞弧的风险。根据放电器的类型，还可包括一个或多个电极、散热器或火花隙组件，这些电极、散热器或火花隙组件容纳在绝缘外壳内并且与变阻器电气串联。

沿着电涌放电器的电压梯度或电压分布在高电势和地线连接部之间通常是不均匀的。在高压设备中某点处的电场超过临界阈值时，会触发显著的放电活动，这会导致材料退化或损坏，最终导致设备故障。由于在过压状况中、电涌放电器和电力设备上的电场会在端部处集中，因而端部绝缘单元会首先损坏。通常通过使用均压装置或者在电涌放电器内使用大量的小电容器来获得沿着细长电气装置的基本上均匀电压梯度，这些均压装置或者小电容器物理地并且电气地与非线性电阻元件并联连接。均压装置通常呈均压环的形式，并且是环形导体和细长电气装置的高电势端周围的固定装置。通过更均匀地分布电场，均压装置还会使放电活动最小。

传统的均压装置通常由诸如铝、铜或镀锌钢之类的材料构成。金属总是用在均压装置中，因为金属具有导电特性、承受电压浪涌电流的能力、电晕活动以及承受暴露于紫外线（UV）射束的能力，且不会破坏放置有均压装置的环境。过去，制造商并不试图将诸如塑料或复合材料之类完全非金属材料用来构造均压装置，因为非金属材料的导电性比不上金属材料，且满足均压装置需求的合适材料的导电特性是未知的。此外，非线性材料暴露于高压浪涌的能力也是未知的。

发明内容

本文所描述的电气组件和均压装置相对于传统的组件和均压装置具有改进的飞弧电阻，且由此具有改进的基本冲击（绝缘）水平（BIL）额定值（设备能承受的雷击电压电平）。由于BIL额定值的改进，电气部件能比传统部件定位成更靠在一起。

在一个方面，均压装置包括至少一个均压本体和用于将均压本体固定于电气部件的固定装置。在电气部件的操作过程中，均压装置沿着电气部件分布电场。在均压本体和固定装置中，这些部件中的至少一个包括半导体材料。半导体材料可以是具有半导体添加剂的聚合物或经填充的有机化合物。均压装置的半导体材料可具有至少约10^-5西门子每米的体积电导率，且更佳地具有至少约10^-3姆欧每米的体积电导率。均压装置的半导体材料可具有至少约10的介电常数，且更佳地具有至少约1000的介电常数。均压装置可以由同质非金属半导体材料构成。均压本体和/或固定装置可以由多层构成，藉此外层是非金属半导体材料。均压本体和/或固定装置可包括金属填充物。均压本体和固定装置之间的以及固定装置和电气部件之间的连接接头可包括如下材料：半导体材料、导电材料、电容材料、感应材料、电阻的或它们的组合。连接接头可以是金属的。均压装置的均压本体能呈环件、管道、管件的形式或者其它实心形式。均压本体的形状能包括任何闭式（闭合式）或开式（断开的）回路形状，包括但不局限于圆形、椭圆形、截锥形、三角形、方形、多边形或非对称形状。在某些示例实施例中，均压本体呈环件的形式。均压装置可以是非对称的或者截锥形的。在存在一个以上均压本体的情形中，均压本体可具有不同的尺寸和/或形状或者在尺寸和形状上等同。半导体材料可以是非金属的。非金属材料可以是导电材料、电容材料、电阻材料或它们的组合。均压装置可包括线圈或电阻器。

在另一方面，电气组件系统能包括电涌放电器和本发明的均压装置，且该均压装置联接于该电涌放电器。均压装置能围绕电涌放电器的一部分，或者定位在远离电涌放电器端部一定距离的位置处。均压装置能联接于电涌放电器的端部，或者联接于电涌放电器两个单元之间的连接件。均压装置能将连接件完全封闭或者通过固定装置或安装装置联接于连接件。

在又一方面，电气组件系统能包括第一电气部件和本发明的第一非金属均压装置以及第二电气部件和本发明的第二非金属均压装置，该第一非金属均压装置联接于该第一电气部件，而第二非金属均压装置联接于该第二电气部件。脉冲飞弧电压与第一和第二非金属均压装置之间分隔或起弧距离的比值大于脉冲飞弧电压与由纯金属部件构成的两个均压装置之间分隔距离的比值。如本文所使用的，术语“脉冲飞弧电压”指代脉冲电压的峰值，该脉冲电压通过电极之间的空气会产生完全击穿放电。

附图说明

图1是根据示例实施例的电气组件的立体图，该电气组件具有联接有均压装置的电涌放电器。

图2A是根据另一示例实施例的电气组件的侧视图，该电气组件具有联接有均压装置的电涌放电器。

图2B是根据示例实施例的图2A所示电气组件的俯视图。

图3A是根据又一示例实施例的电气组件的侧视图，该电气组件具有联接有均压装置的电涌放电器。

图3B是根据示例实施例的图3A所示电气组件的俯视图。

图3C是根据示例实施例的图3A所示其中一个均压装置的侧剖视图。

图4A是根据另一示例实施例的电气组件的侧视图，该电气组件具有联接有均压装置的电涌放电器。

图4B是根据示例实施例的图4A所示电气组件的俯视图。

具体实施方式

本文所描述的均压装置大体包括至少一个均压本体以及用于将均压本体固定于电气部件或组件的至少一个装置（固定装置），其中均压本体和固定装置中的至少一个基本上不包含金属部件。均压装置结合诸如电涌放电器之类的电气部件使用。通常，本发明的均压装置具有与传统均压装置类似或可比的均压功能，以及类似的最小化电晕功能。然而，本发明的均压装置相对于传统的均压装置具有改进的飞弧电阻，且由此具有改进的基本冲击水平（BIL）额定值（设备能承受的雷击电压电平）。由于BIL额定值相对于传统均压装置的改进，电气部件能比传统部件定位成更靠在一起。本发明的均压装置也能够用在高压操作条件中，并且承受暴露于UV线束下，而不会在本领域已知的预期操作下损坏。

通过阅读参见附图对非限制性的示例实施例的以下描述，能更易于理解本发明，其中每个附图中的类似部件通过相同的附图标记来标示。

图1是根据示例实施例的电气组件100的立体图。该电气组件100包括高压电涌放电器105，该高压电涌放电器联接有均压装置110、115、120。电涌放电器105包括顶部放电器单元105a、中间放电器单元105b以及底部放电器单元105c。顶部放电器单元105a通过连接件125a联接于中间放电器单元105b。中间放电器单元105b通过连接件125b联接于底部放电器单元105c。在某些实施例中，连接件125a、125b由金属构成。在其它实施例中，连接件125a、125b由半导体材料构成。电涌放电器105包括细长外部防护（weathershed）封壳或壳体130、线路电势端子135a、接地端子135b以及成排电气部件（未示出），该细长外部护防封壳或壳体由诸如瓷料或聚合物之类的电绝缘材料制成，而成排电气部件位于壳体130中并在端子135a、135b之间形成一系列通路。成排电气部件通常包括成组套的压敏非线性电阻元件或变阻器。本发明的电气组件能包括任何构造的合适电涌放电器。

均压装置110通过连接件135c联接于顶部放电器单元105a的端部。均压装置110是逆变一级均压系统，该均压系统具有联接于均压本体110b的三个安装杆或固定装置110a。在某些示例实施例中，均压本体110b呈环形环件的形式。虽然示出三个安装杆110a，然而任何数量的安装杆110a能存在于均压装置110上。安装杆110a经由螺纹紧固件或螺栓（未示出）联接于连接件135c，使得均压本体110b定位在离开电涌放电器105的一定距离处。本领域普通技术人员会易于确定均压本体110b相对于电涌放电器105的优选距离，该距离基于电压和设计而会在各个情形中改变。

均压装置110容纳至少一个形成电场的部件。在某些示例实施例中，均压本体110b包括非金属材料。在某些其它实施例中，安装杆110a包括非金属材料。在其它实施例中，均压本体110b和安装杆110a都包括非金属材料。如本文所使用的，术语非金属材料指代并不完全由纯金属构成的任何材料。在某些示例实施例中，均压装置110包括由诸如碳黑填充聚合物之类半导体材料构成的部件。用在均压装置110中的合适材料包括但不局限于体积电导率为至少大约10^-5西门子每米（S/m）且介电常数为至少10的材料。在某些示例实施例中，均压装置110由体积电导率为至少大约10^-3S/m且介电常数为至少1000的材料构成。所需要的体积电导率和介电常数通过高压设备所需要的均压效果来确定。在某些实施例中，均压装置110可包括电感器或电容材料。电感器的合适示例包括但不局限于围绕材料的导电线圈、例如磁芯或空心线圈。电容材料的合适示例包括但不局限于诸如ZnO、BaTi03、A1203和Ti02之类的瓷料、诸如聚偏二氟乙烯（PVDF）、环氧树脂以及聚酯之类的聚合物以及诸如聚合物陶瓷复合材料（例如，聚乙烯-ZnO、聚乙烯-BaTi03、环氧树脂-BaTi03以及聚酯-A1203）之类的复合材料。在某些实施例中，均压装置110包括电阻器。在某些实施例中，均压装置110由多层材料构成，例如具有外部半导体层的聚合物管件或板材。在某些其它实施例中，均压装置110的其中一个部件包括具有外部半导体层的金属芯部。在某些实施例中，半导体层是碳黑填充聚合物，且体积电导率为至少大约10^-5S/m而介电常数为至少10。在某些其它实施例中，通过对同质半导体塑料粒进行注塑或挤压成型来制造均压装置110。在某些实施例中，均压装置110包括挤压成型的聚乙烯管件，该聚乙烯管件其中具有半导体填充物。在某些实施例中，均压装置110由具有半导体添加剂的有机化合物制成。在某些实施例中，均压装置110使用分散在聚合物中的碳黑制造而成。通常，均压装置110适合于希望沿着电涌放电器105进行电压分布以及沿着电涌放电器105进行电晕遏止的应用情形。均压装置110能改进飞弧电阻，这能够增强BIL额定值并且降低对于设备之间的间隙需求。换言之，脉冲飞弧电压与两个非金属均压装置之间分隔距离的比值大于脉冲飞弧电压与由纯金属部件构成的两个均压装置之间分隔距离的比值。在某些示例实施例中，连接件135c由导电、半导体、感应或电容材料构成。连接件135c还能改进飞弧电阻，这能够提高BIL额定值。

均压装置115类似于均压装置110（图1），区别在于均压环的物理结构。均压装置115包括四个安装杆115a，这四个安装杆联接于呈环形环件形式的两个均压本体115b、115c，且该均压装置是具有至少一个非金属、半导体部件的两级均压系统。在某些示例实施例中，均压本体110b包括非金属半导体材料。在某些示例实施例中，均压本体115c包括非金属半导体材料。在某些其它实施例中，安装杆115a包括非金属半导体材料。在其它实施例中，一个或两个均压装置115b、115c以及安装杆115a包括非金属半导体材料。在某些示例实施例中，均压本体115b所具有的直径大于均压本体115c所具有的直径。在某些其它实施例中，均压本体115b所具有的直径等于均压本体115c所具有的直径。均压本体115b联接于安装杆115a的一个端部，且均压本体115c定位在沿着安装杆115a长度的大约中间位置处，使得与均压本体115b、115c联接的安装杆115a形成大体圆锥形形状。安装杆115a与均压本体115b相对的端部经由四个螺纹紧固件或螺栓（未示出）联接于连接件135c，使得均压本体115b、115c围绕电涌放电器105。通常，在电压放电器105的线路电势端处产生最高的电场集中。均压装置115是使电场沿着电涌放电器105均匀分布的主要装置。

均压装置120类似于均压装置110（图1），区别在于均压本体在电涌放电器105上的放置和定向以及存在于均压装置110上的安装杆的数量。均压装置120包括四个安装杆120a，这四个安装杆联接于均压本体120b。在某些示例实施例中，均压本体120b呈环形环件的形式。安装杆120a与均压本体120b相对的端部经由四个螺纹紧固件或螺栓（未示出）联接于顶部放电器单元105a和中间放电器单元105b之间的连接件125a，使得均压本体120b围绕电涌放电器105的中间放电器单元105b。通常，均压装置115用于改进顶部放电器单元105a的下部和中间放电器单元105b上部的电压分布。

虽然图1示出了具有至少一个非金属部件的示例性一级和两级的均压装置，然而也能使用其它均压装置。例如，在某些示例性实施例中，所使用的均压装置可以是三级均压环，该均压环具有沿着安装杆隔开的三个均压本体。在某些实施例中，均压装置能具有沿着安装杆隔开的三个以上的均压本体。均压装置能以任何种类的方式进行设计并且放置在电涌放电器的任何部分上，以满足系统的电压分布需求。均压装置的均压本体能呈环件、管道、管件的形式或者其它实心形式。均压本体的形状能包括任何闭式或开式回路形状，包括但不局限于圆形、椭圆形、截锥形、三角形、方形、多边形或非对称形状。在某些示例实施例中，均压本体呈环形环件的形式。在某些实施例中，呈环形环件形式的均压本体能具有相等的直径。均压本体能由同质非金属半导体材料制成，或者在外层是非金属半导体材料的情形下具有各不相同材料的多层。半导体材料能包括具有半导体添加剂的聚合物。

固定装置能由非金属或金属材料构成。固定装置能包括半导体的、导电的、电容的、感应的以及电阻的安装装置，并且能够呈现任何形式包括但不局限于杆件、管件、管道、线圈、圆柱体以及板材。均压本体和固定装置之间的以及固定装置和电气组件之间的连接接头可包括如下材料：半导体材料、导电材料、电容材料、感应材料、电阻材料或它们的组合。

现在参见图2A-2B，图2A是根据另一示例实施例的电气组件200的侧视图，而图2B是该电气组件200的俯视图。该电气组件200包括高压电涌放电器205，该高压电涌放电器联接有非金属均压装置210。电涌放电器200类似于电涌放电器100（图1），并且包括顶部放电器单元205a、中间放电器单元205b以及底部放电器单元205c。均压装置210类似于均压装置110（图1），区别在于均压本体的物理结构。均压装置210联接于顶部放电器单元205a的端部。均压装置210包括截锥形均压本体，该截锥形均压本体具有实心侧壁210a和实心平面端部210b。平面端部210b经由紧固装置（未示出）联接于顶部放电器单元205a的端部，使得侧壁210a围绕电涌放电器205的一部分。在某些替代实施例中，将实心平面端部210b拆除使得均压装置210仅仅包括侧壁210a，并且在沿着电涌放电器205远离端部的某点处使用安装杆将均压装置210联接于电涌放电器205。在某些其它实施例中，将实心平面端部210b的中心部分拆除使得该中心部分所具有的直径大于电涌放电器的直径，并且在沿着电涌放电器205的某点处使用安装杆将均压装置210联接于电涌放电器205。

现在参见图3A-3B，图3A是根据另一示例实施例的电气组件300的侧视图，而图3B是该电气组件300的俯视图。该电气组件300包括高压电涌放电器305，该高压电涌放电器联接有非金属均压装置310。电涌放电器300类似于电涌放电器100（图1），并且包括顶部放电器单元305a、中间放电器单元305b以及底部放电器单元305c。顶部放电器单元305a通过连接件325a（图3C）和中间放电器均压装置325c联接于中间放电器单元305b。中间放电器单元305b通过与连接件125b（图1）类似的连接件325b联接于底部放电器单元305c。

均压装置310类似于均压装置110（图1），区别在于均压本体的物理结构。均压装置310联接于顶部放电器单元305a的端部。均压装置310是两级的均压系统，该均压系统具有四个非金属安装杆310a和非金属下部方形本体310c，这四个非金属安装杆联接于非金属上部方形本体310b，而非金属下部方形本体310c通过四个非金属联接杆310d联接于上部方形本体310b。安装杆310a联接于顶部放电器单元305a的端部，使得下部方形本体310c围绕电涌放电器305的一部分。在某些示例实施例中，上部和下部方形本体310b、310c在每个角部包括金属或非金属导电连接接头。虽然图3A示出了两级均压系统，但也可使用其它均压本体构造。例如，在某些示例性实施例中，所使用的均压装置可以是三级均压系统，该均压系统具有沿着联接杆隔开的三个方形本体。在某些其它实施例中，所使用的均压装置可以是一级均压系统，该一级均压系统具有单个方形本体。在某些实施例中，每个方形本体具有不同的尺寸。在某些替代实施例中，每个本体可具有除了方形以外的形状，例如三角形、五边形、六边形或其它多边形或者是非对称的。均压装置能以任何种类的方式进行设计并且放置在电涌放电器的任何部分上，以满足系统的电压分布需求。

现在参见图3C，图3C是根据示例实施例的图3A所示连接件325a和中间放电器均压装置325c的侧剖视图。连接件325a类似于连接件125a（图1）并且包括两个凸缘350a、350b，这两个凸缘用螺栓连接在一起，以将顶部放电器单元305a联接于中间放电器单元305b。在某些示例实施例中，中间放电器均压装置325c呈大体环形形状并且构造成围绕连接件325a。在替代实施例中，中间放电器均压装置325c可以呈矩形形状。中间放电器均压装置325c的外表面可具有任何形状。中间放电器均压装置325c可类似于均压装置110（图1）进行制造并且包括半导体材料。在某些示例实施例中，中间放电器均压装置325c由半导体橡胶构成。在某些替代实施例中，中间放电器均压装置325c可包括半导体塑料、涂料或带子。

现在参见图4A-4B，图4A是根据另一示例实施例的电气组件400的侧视图，而图4B是该电气组件400的俯视图。该电气组件400包括电涌放电器405的顶部放电器单元405a、均压装置415以及连接件435c。电涌放电器405类似于电涌放电器105（图1）。均压装置415类似于均压装置115（图1），区别在于均压本体的物理结构。均压装置415是开式形状的两级均压系统，该均压系统具有联接于两个开式形状均压本体415b、415c的四个安装杆415a。在某些示例实施例中，均压本体415b、415c呈环件的形式，这些环件分别具有四个等距隔开的开口415ba、415ca。在某些替代实施例中，均压本体415b、415c能包括任何数量的开口415ba、415ca，并且能等距地隔开或者非对称地放置在均压本体415b、415c上。均压装置415包括至少一个非金属半导体部件。在某些示例实施例中，均压本体415b包括非金属半导体材料。在某些示例实施例中，均压本体415c包括非金属半导体材料。在某些其它实施例中，安装杆415a包括非金属半导体材料。在其它实施例中，一个或两个均压装置415b、415c以及安装杆415a包括非金属半导体材料。

本发明的均压装置能改进沿着电涌放电器的电压分布，同时实现相对于传统金属均压装置可比的均压效果。本发明的均压装置也可提供相对于传统金属均压装置可比的电晕保护。本发明的均压装置还具有相对于传统均压装置改进的飞弧电阻和BIL额定值。为了便于更好地理解本发明，给出较佳实施例的以下示例。以下示例不应理解成限制或限定本发明的范围。

示例

示例1

在聚合物放电器（额定电压240kV、最大持续运行电压（MCOV）190kV）上执行加热试验和局部放电（PD）测试，该聚合物放电器（i）不均压，（ii）具有金属均压本体，以及（iii）具有半导体均压本体。另外在瓷料放电器（额定电压312kV，MCOV245kV）上执行该测试，该瓷料放电器具有（i）金属均压本体，以及（ii）半导体均压本体。所测试的均压本体呈闭式环形环件的形式。光纤温度传感器附连于每个试样，以监测沿着放电器各个位置处的盘温度。一个光纤温度传感器监测环境室温。在MCOV下将所有的试样通电，直到温度稳定为止。对于瓷料放电器试样来说，同样在MCOV下测量局部放电。对于暂态过电压（TOV）来说，电压升高，从而对于瓷料放电器使温度升高20摄氏度，而对于聚合物放电器使温度升高10摄氏度。在实现升温之后，电压降回至MCOV（对于瓷料放电器是245kV，而对于聚合物放电器是190kV）。监测该温度直到温度稳定为止。

在以下的表格1中示出加热试验的结果。在以下的表格2中示出局部放电测试的结果。

表格1.加热试验结果

表格2.局部放电测试结果

描述	额定值（kV）	MCOV（kV）	MCOV处PD（pC）
				瓷料/金属	312	245	<5
瓷料/半导体	312	245	<5

所有的试样由于电力损失而升温。所有具有均压本体的试样在整个测试过程中显示出热稳定性，而不具有均压本体的放电器并不显示出热稳定性。PD测试显示出半导体均压本体和金属均压本体的PD数值是可比的。

示例2

执行有限元分析（FEA）模拟来示出非金属半导体均压装置相对于传统的金属均压装置如何能够改进飞弧电阻并由此改进BIL额定值。使用可从Ansoft购得的软件Maxwell V 12来执行FEA。对于具有如下均压装置的三单元电涌放电器进行测试，该电涌放电器具有两个环形环件形状的均压本体且将四个安装杆作为支承装置（类似于图1所示的均压装置115）。该电涌放电器具有330kV的额定值。在有电涌施加于放电器的顶部时，在底部均压本体以及顶部放电器单元和中间放电器单元之间的连接件之间会存在电压。将该电压限定为V_AB。在FEA模拟中，假定均压装置由同质材料构成。在以下四个均压装置上执行模拟：（i）金属均压装置，（ii）具有0.1S/m导电率的半导体均压装置，（iii）具有0.01S/m导电率的半导体均压装置，以及（iv）具有0.001S/m导电率的半导体均压装置。

下面的表格3概括出在具有1500kV峰值的标准1.2/50μs脉冲波施加于联接有均压装置的放电器顶部时的峰值V_AB数值。结果显示出在均压装置仅仅由金属材料构成时V_AB具有最高数值。V_AB示出随着均压装置体积电导率降低而减小。例如，在均压装置的体积电导率是0.01S/m使，V_AB减小至239kV，该V_AB是金属均压装置（363kV）的V_AB数值的66％。换言之，通过将金属均压装置替换成具有0.01S/m体积电导率的非金属半导体均压装置，BIL电平会增大约52％。

表格3还列出峰值V_B数值，这能够示出各种均压装置的均压效果。V_B数值是连接件（顶部单元和中间单元）和地面之间的电压。对于三个等同单元的放电器来说，在具有1500kV峰值的脉冲电涌下，理想的峰值V_B会是1000kV。结果表明，在脉冲电涌波期间，非金属均压装置能改进均压效果。对于具有0.01S/m的体积电导率的非金属均压装置来说，连接件处峰值电压（VB）是大约1016kV，而对于金属均压装置来说，连接件处峰值电压是大约1137kV。

表格3.有限元分析模拟结果

描述	导电率（S/m）	V_AB（kV）	V_B（kV）
				金属均压装置	3.8×10⁷	363	1137
半导体装置	0.1	312	1085
				半导体装置	0.01	239	1016
半导体装置	0.001	232	999

因此，模拟结果表明，将非金属半导体均压装置用在高电压设备中的本发明能改进对于脉冲电涌的飞弧电阻，这能够产生增大的BIL额定值，以及在脉冲电涌波期间改进均压效果。

因此，本发明良好地适合于获得所述的结果和优点以及本文所固有的那些结果和优点。上文披露的特定实施例仅仅是说明性的，因为本发明能以对于受益于本发明教示的本领域普通技术人员来说显而易见的不同但等同的方式进行修改和实践。在描述了本发明的一些示例实施例之后，应认为替代均压装置构造的使用也落在本领域普通技术人员的选择范围内。此外，可以将包括半导体材料的非金属均压装置用在电容器组中来进行电晕保护。这些电晕保护环件能类似于本发明的均压本体进行制造，但具有不同的结构构造来适应电容器组的构造。此外，均压装置的构造能用在需要外部均压或电晕保护装置的其它高压应用中，例如可能具有变压器和变流器的情形。虽然可以由本领域普通技术人员进行若干改变，然而这些改变也落在由所附权利要求限定的本发明精神内。因此，显而易见的是，上文披露的具体说明的实施例可以改变或修改，且所有这些变型都被认为落在本发明的范围和精神内。

Claims

1.一种用于沿着电气部件分布电场的均压装置，所述均压装置包括：

至少一个均压本体；以及

固定装置，所述固定装置用于将所述均压本体固定于所述电气部件，

其中，所述均压本体或所述固定装置中的至少一个包括半导体材料，

所述均压装置联接于所述电气部件，从而在所述电气部件的操作过程中，所述均压装置沿着所述电气部件分布所述电场。

2.如权利要求1所述的均压装置，其特征在于，所述半导体材料是填充聚合物或者填充有机化合物。

3.如权利要求1所述的均压装置，其特征在于，所述半导体材料具有至少约10^-5西门子每米的体积电导率。

4.如权利要求1所述的均压装置，其特征在于，所述半导体材料具有至少约10的介电常数。

5.如权利要求1所述的均压装置，其特征在于，所述均压装置包括同质半导体材料。

6.如权利要求1所述的均压装置，其特征在于，所述均压本体或所述固定装置中的至少一个包括外层和至少一个内层，其中所述外层包括半导体材料。

7.如权利要求1所述的均压装置，其特征在于，所述均压装置包括碳黑。

8.如权利要求1所述的均压装置，其特征在于，所述均压本体或所述固定装置中的至少一个包括金属填充物。

9.如权利要求1所述的均压装置，其特征在于，还包括：半导体连接接头，所述半导体连接接头位于所述均压本体和所述固定装置之间。

10.如权利要求1所述的均压装置，其特征在于，所述均压本体具有选自如下形状组的形状：所述形状组由闭式或开式圆形、椭圆形、三角形、方形以及其它多边形构成。

11.如权利要求1所述的均压装置，其特征在于，所述均压本体具有截锥形的形状。

12.如权利要求1所述的均压装置，其特征在于，所述至少一个均压本体包括两个或多个均压本体，其中每个均压本体具有不同的尺寸。

13.如权利要求1所述的均压装置，其特征在于，所述半导体材料是非金属材料。

14.如权利要求13所述的均压装置，其特征在于，所述非金属材料选自如下材料组：所述材料组由电感器材料、电容材料以及电阻器材料构成。

15.一种电气组件，包括：

电涌放电器；以及

均压装置，所述均压装置联接于所述电涌放电器，

其中所述均压装置包括至少一个均压本体和用于将所述均压本体固定于所述电涌放电器的固定装置，

其中，所述均压本体或所述固定装置中的至少一个包括半导体材料，以及

在所述电涌放电器的操作过程中，所述均压装置沿着所述电涌放电器的至少一部分分布电场。

16.如权利要求15所述的电气组件，其特征在于，所述均压本体围绕所述电涌放电器的一部分。

17.如权利要求15所述的电气组件，其特征在于，所述电涌放电器包括至少两个放电器单元，所述至少两个放电器单元由连接件联接在一起，其中所述均压装置围绕所述连接件。

18.如权利要求15所述的均压装置，其特征在于，所述均压本体具有选自如下形状组的形状：所述形状组由闭式或开式圆形、椭圆形、三角形、方形以及其它多边形构成。

19.如权利要求15所述的均压装置，其特征在于，所述半导体材料是非金属材料。

20.如权利要求19所述的均压装置，其特征在于，所述非金属材料选自如下材料组：所述材料组由电感器材料、电容材料以及电阻器材料构成。

21.一种电气组件系统，包括：

第一均压装置，所述第一均压装置联接于第一电气部件，且所述第一均压装置包括第一均压本体和用于将所述第一均压本体固定于所述第一电气部件的第一固定装置，其中所述第一均压本体或所述第一固定装置中的至少一个包括非金属材料；

第二均压装置，所述第二均压装置联接于第二电气部件，且所述第二均压装置包括第二均压本体和用于将所述第二均压本体固定于所述第二电气部件的第一固定装置，其中所述第二均压本体或所述第二固定装置中的至少一个包括非金属材料；

其中，脉冲飞弧电压与所述第一和第二均压装置之间分隔距离的比值大于脉冲飞弧电压与由纯金属部件构成的两个均压装置之间分隔距离的比值。

22.如权利要求21所述的电气组件系统，其特征在于，所述非金属材料具有至少约10^-5西门子每米的体积电导率。

23.如权利要求21所述的电气组件系统，其特征在于，所述非金属材料具有至少约10的介电常数。