CN108028525A - 使加载有直流电压的导体绝缘的直流高压绝缘体和所属的制造方法 - Google Patents

Abstract

说明了用于使加载有直流电压的导体绝缘的直流高压绝缘体。该直流高压绝缘体具有绕着轴（A）伸展的由绝缘材料构成的基体（50）和沿周向在基体之内环绕的场控制电极。在改善场控制效果的目标的情况下，场控制电极至少局部地具有第一环绕区（10）和与第一环绕区沿轴（A）的方向间隔开地伸展的第二环绕区（20），使得在第一环绕区（10）与第二环绕区（20）之间构造有贯穿部（30）。

Description

使加载有直流电压的导体绝缘的直流高压绝缘体和所属的制 造方法

技术领域

本发明涉及用于使加载有直流电压的导体绝缘的直流高压绝缘体、直流高压绝缘体在加载有直流电压的导体上的应用、用于直流电压的气体绝缘高压系统以及用于制造用于使加载有直流电压的导体绝缘的直流高压绝缘体的方法。

背景技术

传统上，绝大部分借助于交变电流远距离传输大量电能。在这种情况下，用于一般供电的大多数的电网被构造用于传输三相交变电流，例如被构造用于在大约50Hz的频率上或者在大约60Hz的频率上传输。电压的相位标称地相对于相邻的相位推迟120°。在轨道电流-远程传输电网中也常见的是，传输单向交变电流、例如在16.7Hz的频率上传输单向交变电流。

对于特殊应用来说、例如对于电网的同步来说也常见的是，通过直流来交换大量电能。直流紧密耦合的距离常常只是几米。由于变流器技术通过使用功率电子装置和诸如此类的被改善，最近也通过直流远距离传输大量电能。这些高压直流传输线路应该跨接1000km或者更长的距离。在两种类型的应用情况下，即不仅在传输交变电流的情况下而且在传输直流的情况下，被用于传输或用于能量交换的线路或电缆必须相对于其周围环境必须电绝缘。然而，对在不同情况下使用的高压绝缘体提出了彼此并不类似的电工技术要求。在交变电流传输的情况下，由于电压的周期性而进行定期的过零点，使得电荷在绝缘体表面的聚集是不可能的。此外，在交变电流领域，无功效果相对于欧姆损耗占上风。

而针对在直流传输时的高压绝缘体的情况，电荷可以聚集在绝缘体表面上，这导致了在高压绝缘体的外围中的加强电场。在极端情况下，可能发生电场分布的反转、例如在使直流电压电缆绝缘时电场分布的反转。此外，由于在绝缘体本体之内的欧姆损耗，所形成的热量的分布以及电场的分布并不类似于如下情况，在所述情况下，将高压绝缘体用于使交变电压绝缘。

因此，并非简单可能的是，将现有的用于使引导交变电流的线路绝缘的绝缘设备也用于引导直流的线路。

从EP 2 293 400 A1公知一种高压绝缘体，所述高压绝缘体在其圆盘形的绝缘体本体之内具有浇铸配件以及能导电的场控制电极。在传统的高压绝缘体嵌入到气体绝缘的配电装置的状态下，浇铸配件能加载有高压并且借助于绝缘体本体相对于参考电位绝缘。由此，在绝缘体本体中形成电场，所述电场在其场强方面能由场控制电极来影响。在传统的高压绝缘体中，场控制电极被构造为由金属丝材料构成的螺旋线形本体。该高压绝缘体仅仅被设置用于交变电压应用。

发明内容

按照本发明的一些方面，应该提供一种可简单地制造的高压绝缘体，所述高压绝缘体能被用于直流和/或具有经改善的场控制效果。

按照本发明，说明了根据权利要求1所述的直流高压绝缘体、根据权利要求17所述的直流高压绝缘体的应用、根据权利要求18所述的气体绝缘高压系统以及根据权利要求21所述的用于制造直流高压绝缘体的方法。有利的扩展方案和实施方式在从属权利要求中说明。

按照本发明的一个方面，说明了用于使加载有直流电压的导体绝缘的直流高压绝缘体，所述直流高压绝缘体具有绕着轴伸展的由绝缘材料构成的基体，并且具有在基体之内沿周向环绕的场控制电极，其中场控制电极至少局部地具有第一环绕区和与第一环绕区沿轴的方向间隔开伸展的第二环绕区，使得在第一环绕区与第二环绕区之间构造有贯穿部。

按照本发明的另一方面，说明了用于制造用于使加载有直流电压的导体绝缘的直流高压绝缘体的方法，所述方法具有：提供用于基体的铸模；将在所要制造的基体中环绕的外围场控制电极布置在铸模中，其中场控制电极至少局部地具有第一环绕区和与第一环绕区沿轴的方向间隔开伸展的第二环绕区，使得在第一环绕区与第二环绕区之间构造有贯穿部；并且将绝缘浇铸材料浇铸到铸模中。

该贯穿部（沿径向的开口）可以有助于基体的更好的均匀性。在以浇铸法进行制造时，将浇铸材料、通常是具有环氧化物-树脂基质的绝缘树脂引入到铸模中。浇铸材料在浇铸过程期间环绕着场控制电极流动并且应该尽可能均匀地覆盖该场控制电极，以便实现尽可能均匀的时效硬化过程。由于贯穿部，浇铸材料在浇铸过程期间也可以流经该贯穿部，也就是说该浇铸材料可以在第一环绕区两侧并且在第二环绕区两侧绕流。在本发明的实施方式中，明显改善了浇铸树脂的可浇铸性，这使得工作流程变得容易。

在注入时在铸模中上升的浇铸树脂在浇铸过程完全结束之前通常已经开始时效硬化。所形成的凝胶正面、例如在被注入的浇铸树脂的目前表面上的部分硬化的浇铸树脂在本发明的实施方式中比在传统的解决方案中更少地影响所形成的绝缘体本体的均匀性。例如，第一环绕区和第二环绕区的布置以及贯穿部至少在部分区域内的构造有助于此。

典型的所使用的浇铸树脂在时效硬化时受到一定的收缩。通过这样的收缩过程，在传统的高压绝缘体中可以在时效硬化的浇铸材料中构造环绕固体部分的较少的空腔，所述固体部分已经被引入到铸模中并且应该形成所形成的绝缘体的一部分，例如上面所提及的场控制电极。这样的空腔表现出所要制造的高压绝缘体的基体的不符合期望的不均匀性。在按照本发明的实施方式的高压绝缘体中，减少了这种空腔的形成。例如，第一环绕区和第二环绕区的布置以及贯穿部至少在部分区域内的构造又有助于此。

在实施方式中，第一环绕区和第二环绕区分别在基体之内沿周向环形地伸展。通常，第一环绕区和第二环绕区只是局部地在多个区域内彼此间隔开，也就是说第一环绕区在其余区域与第二环绕区机械连接并且导电连接。以这种方式逐段地构造多个贯穿部。按照本发明的一个方面，场控制电极由此可以继续足够机械稳定地来构造。

在本发明的实施方式中，贯穿部被构造为长开口，也就是说该贯穿部沿场控制电极的周向方向分别具有比沿平行于基体的轴的方向更大的伸展。通常，在多个贯穿部的情况下，这些贯穿部中的每个贯穿部都被构造为长开口。

相对于传统的解决方案，贯穿部也可以引起材料节约。第一环绕区和第二环绕区可以在相比于传统的解决方案中近似相同的材料使用的情况下尽可能近地在基体的边缘上伸展，使得通常得到场控制电极的经改善的影响电场的效果。

在实施方式中，第一环绕区和第二环绕区具有至少一个被引向基体之外的共同的接触部。共同的接触部用于：可以将第一环绕区和第二环绕区引到共同的参考电位上。

在实施方式中，场控制电极的第一环绕区在轴向横截面方面至少局部地平地来构造。在实施方式中，替代地或附加地，场控制电极的第二环绕区在轴向横截面方面至少局部地平地来构造。通常，第一环绕区和/或第二环绕区由平的电极材料形成，例如由平的薄钢片材料或者诸如此类的形成。

这里所使用的术语“平地”尤其理解为相应的环绕区的结构，如其在下文所描述的那样：在轴向横截面内，相应的环绕区具有至少一个部分，所述部分在截面内沿一个方向比沿垂直于该方向的方向具有明显更大的伸展。因此，相应的环绕区沿主伸展方向伸展，而该环绕区沿与所述主伸展方向垂直的方向具有小得多的伸展，因此在轴向横截面内至少局部地薄地来构造。例如，这种至少局部平地构造的环绕区具有10mm或更少的厚度、优选地5mm或更少的厚度、特别优选地3mm或更少的厚度。在本发明的方面中，厚度可以被选择为使得确保场控制电极的稳定性并且同时使用尽可能少的电极材料。

在此，相应的平地构造的环绕区可以完全在轴向横截面内沿着如下通路地伸展，所述通路不一定必须始终与使截面撑开的方向之一一致。按照本发明的一个方面，示例性地构造的平的环绕区在轴向截面内具有第一部分，其中第二部分连接到第一部分的一端，并且其中第三部分连接到第一部分的另一端。按照本发明的一个方面，第二部分和/或第三部分与第一部分弯曲地来伸展，例如与第一部分成在70°与110°之间的相应的角度或者在80°与100°之间的相应的角度。按照本发明的一个方面，第二部分和第三部分的通路的共同长度与第一部分的通路的长度之比为0.2或更少，优选地0.1或者更少。

按照本发明的一个方面，平的环绕区的第一部分这样伸展，使得所述第一部分的通路沿主伸展方向的长度与所述第一部分对垂直于相应的轴向截面伸展的平面的垂直投影的长度之比最低为1并且最高为1.1、优选地最低为1.01并且最高为1.05、特别优选地最低为1.01并且最高为1.02。

如果使用浇铸过程来制造直流高压绝缘体，那么在绝缘材料的时效硬化期间通常使该绝缘材料收缩。第一环绕区和/或第二环绕区的通常平的伸展可以引起场控制电极在绝缘材料收缩期间的经改善的柔韧性。通常，该柔韧性有限，也就是说场控制电极本身还是形状稳定的，然而在浇铸材料时效硬化时（在收缩时）稍微让步。因此，可以降低在浇铸材料中形成空腔的概率。

第一环绕区和/或第二环绕区的平的伸展可提供如下其他优点：场控制电极在材料使用少的情况下具有在基体之内沿轴向的尽可能宽的伸展，由此改善了场控制效果。

在直流高压绝缘体的基本实施方式中，平地构造的第一环绕区在从基体的轴向外围出发的轴向横截面内至少局部地在构造相对轴向的锐角的情况下朝基体的中间的方向伸展。在实施方式中，替代地或附加地，平地构造的第二环绕区在从基体的轴向外围出发的轴向横截面内至少局部地在构造相对轴向的锐角的情况下朝基体的中间的方向伸展。基体的相应的轴向外围通常是基体的边缘，相应的环绕区沿轴向最接近所述边缘。

该锐角例如可大于3°或大于5°或大于10°。通常，该锐角不大于25°。

第一环绕区和/或第二环绕区因此至少局部地相对基体的轴向弯曲地来伸展。至少第一环绕区和/或第二环绕区的部分的以锐角弯曲的伸展可有助于：浇铸材料在浇铸过程中更简单地或更均匀地沿着第一环绕区或第二环绕区的侧面流下。至少第一环绕区和/或第二环绕区的部分的以锐角弯曲的伸展也可以引起：在将浇铸材料引入到铸模中时形成的小气泡在上升时简单地沿着倾斜伸展的第一环绕区或倾斜伸展的第二环绕区上升。这可以避免形成气体聚集，这改善了基体的绝缘材料在时效硬化的状态下的均匀性。

在实施方式中，第一环绕区在轴向横截面内具有弯曲区域，所述弯曲区域基本上平行于直流高压绝缘体的外表面地伸展。在实施方式中，替代地或附加地，第二环绕区在轴向横截面内具有弯曲区域，所述弯曲区域基本上平行于直流高压绝缘体的外表面地伸展。在实施方式中，相应的弯曲区域基本上平行于直流高压绝缘体的基体的如下那个外表面地伸展，所述外表面最接近该弯曲区域。按照本发明的方面，该弯曲区域对应于相应的环绕区的在上面提及的第二部分或第三部分之一。

在实施方式中，相应的弯曲区域以距基体的外表面几毫米的距离伸展。该距离通常对应于绝缘材料的最小可能的厚度，所述最小可能的厚度通过绝缘材料的材料特性和/或通过制造方法预先给定。

在典型的实施方式中，在贯穿部的区域内的轴向横截面内，第一环绕区的宽度和第二环绕区的宽度的共同宽度为直流高压绝缘体的总宽度的至少30%或至少50%或至少70%。

在实施方式中，贯穿部的沿轴的方向延伸的宽度至少局部地大于5mm或大于7mm或大于9mm。如果设置有多个贯穿部，那么通常每个贯穿部的宽度至少局部地大于5mm或大于7mm或大于9mm。按照一个方面，所述一个或多个贯穿部的宽度不大于20mm。

相应的宽度对应于在截面之内的轴向横截面中以及平行于轴向的伸展。因此，基本上垂直于绝缘体方向地、也就是说在对称的圆盘形绝缘体本体的情况下沿轴的方向测量宽度。

在本发明的方面中，铸模在浇铸过程期间取向为使得轴向水平地伸展。在这种情况下，展开的浇铸材料表面也水平地伸展。于是，沿水平方向测量宽度。

贯穿部的至少局部地构造的为5mm的最小宽度通常有助于：浇铸材料在浇铸过程期间高效地流入到铸模中。同时，贯穿部的至少局部地构造的为5mm的最小宽度可有助于：上升的气泡在第一环绕区上和/或在第二环绕区20上高效地沿着贯穿部的方向移动并且上升，使得改善了绝缘体本体的均匀性。

在典型的实施方式中，第一环绕区在贯穿部的区域内与基体的边缘沿径向小于5mm地间隔开。在典型的实施方式中，替代地或附加地，第二环绕区在贯穿部的区域内与基体的边缘沿径向小于5mm地间隔开。经此，可得到经改善的场控制效果和/或其它经改善的介电特性。在本发明的方面中，第一环绕区和/或第二环绕区在贯穿部的区域内与基体的边缘沿径向不小于1mm地间隔开。

可得到如下优点：改善了场控制电极的场控制效果。

在典型的实施方式中，基体在轴所垂直于的平面内的横截面中（在垂直于轴向的横截面中）圆盘形地来构造，并且基体具有基本上圆形的横截面。这样的绝缘体形状通常在沿着绝缘体本体的所限定的电场强度分布的情况下具有良好的绝缘特性。在该横截面内，轴垂直于截面，也就是说对截面的观察沿轴向进行。

在该截面内的基本上圆形的横截面也包括具有以下这种几何形状的绝缘体，其中在径向上的边缘区域内只是局部地沿着周向设置有较小的凹痕、较小的隆起或诸如此类的，它们例如用于固定。例如在基本上圆形的横截面之内的通气开口也没有对着该面。

在典型的实施方式中，存在对称平面，轴垂直于所述对称平面，其中直流高压绝缘体关于对称平面镜面对称地来构造。对称的结构可导致经改善的绝缘特性，例如导致沿着绝缘体本体的电场强度的经改善的均匀性。

这里所描述的典型的直流高压绝缘体优选地是按照这里所描述的典型的方法来制造的。

按照本发明的另一方面，说明了用于直流电压的气体绝缘高压系统，所述用于直流电压的气体绝缘高压系统具有上面描述的直流高压绝缘体中的典型的直流高压绝缘体。直流高压绝缘体在其外围径向的边缘区域内在气体绝缘高压系统的导电外壳的固定装置之间夹紧。按照本发明的一个方面，固定装置被构造为夹紧法兰，所述夹紧法兰确保了气体绝缘高压系统在与被夹紧的直流高压绝缘体的过渡区中的气密性。

通常，用于直流电压的气体绝缘高压系统是用于直流电压的气体绝缘高压配电装置，或者是用于直流电压的气体绝缘线路。

在典型的实施方式中，气体绝缘高压系统具有上面所描述的典型的直流高压绝缘体，所述典型的直流高压绝缘体在第一环绕区和/或在第二环绕区处具有至少一个弯曲区域。在典型的气体绝缘高压系统中，在轴向横截面内弯曲区域在垂直测量至基体在相关区域中的伸展时至基体的最近外表面的平均距离与基体的外表面至相应的固定装置的距离之间的比在0.5至1.5的范围内或在0.8至1.2的范围内。

按照本发明的另一方面，将这里所描述的直流高压绝缘体中的典型的直流高压绝缘体用于使加载有直流电压的导体绝缘，尤其是在气体绝缘高压配电装置中使加载有直流电压的导体绝缘。所使用的直流高压绝缘体优选地是按照这里所描述的方法中的一个典型的方法来制造的。例如，典型的被用于使加载有直流电压的导体绝缘的直流高压绝缘体可以如这里所描述的那样用作隔板绝缘体、用作支撑绝缘体或者诸如此类的。

附图说明

本发明在下文依据附图予以阐述，其中这些附图：

图1示出了场控制电极的透视示意图，所述场控制电极被用在按照本发明的一个实施方式的直流高压绝缘体中；

图2以轴向横截面示出了来自图1的场控制电极的一部分的示意图；

图3以轴向横截面示出了来自图1的场控制电极的另一部分的示意图；

图4以轴向横截面示出了具有按照该实施方式的直流高压绝缘体的用于直流电压的气体绝缘高压系统的示意图；并且

图5示出了来自图4的用于直流电压的气体绝缘高压系统的部分B的放大示意图。

具体实施方式

图1示出了场控制电极100的透视示意图。配备有场控制电极100的直流高压绝缘体的在图1中未示出的基体环绕着的轴A在图1中仍然被绘出，以便能够更简单地阐述几何关系。

场控制电极100整体上由导电材料形成，所述导电材料优选地是板材并且按照本实施方式是铝板材。使用板材具有如下优点：这允许特别简单地制造场控制电极100。然而也可能的是，场控制电极100由具有导电涂层的绝缘体、例如具有金属涂层的聚合物体形成。

导电材料引起：场控制电极100至少可以在其外部区域内保持在所限定的电位上，也就是说即使由于开关动作或诸如此类的而出现如电压过高那样的短暂的过程，也保持在所限定的电位上。场控制电极100具有如下电阻，所述电阻对于场控制电极100的每八分之一区段来说不大于1kΩ、优选地不大于10Ω、还优选地不大于1Ω。

按照所示出的实施方式的场控制电极100被构造为使得该场控制电极具有环绕着的第一环绕区10和基本上平行于第一环绕区来环绕着的第二环绕区20。环绕区10、20沿轴A的方向彼此错开地并且在所示出的实施方式中以规则的间隔彼此连接，使得在所述环绕区10、20之间构造有多个贯穿部30。

贯穿部30（在那里用30.1至30.8来表示）的在该实施方式中示出的数目仅仅是示例性的并且非限制性的；也只是示意性地勾画出贯穿部30的形状。借助于在这些贯穿部之间的连接区可能的是，整体上实现场控制电极100的令人满意的稳定性，尤其是关于在引入到铸模期间的扭转强度或诸如此类的方面整体上实现场控制电极100的令人满意的稳定性。

场控制电极100的环绕区10、20按照该实施方式的构造方案从在图2和3中的图示中进一步可见。

图2以轴向横截面示出了来自图1的场控制电极100的一部分的示意图。轴向横截面是场控制电极的具有在截面内的轴A的截面。

在图2中示出的截面经过场控制电极100的如下区域伸展，在所述区域内，第一环绕区10和第二环绕区20彼此连接并且能借助于共同的接触部40共同接触。为了简单起见，在图2中的截面图中只是示出了场控制电极100的两个在截面内对置的部分之一；在图2的图示中，这是场控制电极100的在图1中的图示中上方示出的那个区域。

第一环绕区10的在视图中配备有附图标记12的部分在相对于轴向形成锐角α的情况下伸展。在第一环绕区10上的平行于基体的轴A的切线在该视图中借助于点划线来勾画出。因此，点划线形成角α的一个边。角α的另一边在所示出的轴向横截面内经过第一环绕区10的部分12中央地伸展。

沿轴向用于第一环绕区10和第二环绕区20的相应的外围分别配备有附图标记110或120。因此，在场控制电极100的对称的构造方案中，如其在该实施方式中示出的那样，外围110或120被称为场控制电极100的远离对称平面的那个相应的区域。

因此，第一环绕区10的部分12从轴向的外围110出发、即相对于场控制电极100从外部起沿对称平面的方向倾斜地朝向该对称平面伸展。角度α通常大于3°并且优选地大于5°、特别优选地大于10°。该角度α例如不大于25°。类似地，第二环绕区20的部分22从轴向的外围120出发、即又相对于场控制电极100从外部起沿对称平面的方向倾斜地朝向该对称平面伸展。该角度α（在图2中未标明的角度）通常又大于3°并且优选地大于5°、特别优选地大于10°。该角度α例如不大于25°。

在图2中的截面图内，第一环绕区10和第二环绕区20在连接区31内交织地过渡。在图1中示出的连接区31就其而言过渡到共同的接触部40。按照该实施方式的场控制电极100具有两个共同的接触部40.1、40.2，如在上面讨论的图1中示出的那样。然而，共同的接触部40的数目并不限于此。按照所示出的实施方式，在第一环绕区10与第二环绕区20之间的其它连接区、即场控制电极的其中没有构造贯穿部30的区域在没有共同的接触部40的情况下设置。

共同的接触部40用于：可以将第一环绕区10和第二环绕区20共同地并且以简单的方式引到所限定的电位上。在气体绝缘高压系统中使用按照该实施方式的直流高压绝缘体的情况下，如下面还要进一步描述的那样，该电位通常与固定装置的电位相同。经此，沿着直流高压绝缘体的表面有效地控制电场是可能的。

在图2中示出的连接区31这样伸展，使得场控制电极100在连接区31内径向上向内伸展，即指向轴A。

在图3中示出的截面经过场控制电极100的如下区域伸展，在所述区域内，第一环绕区10和第二环绕区20没有彼此连接。为了简单起见，又在图3中的截面图中只是示出了场控制电极100的两个在截面内对置的部分之一。

在该区域内，第一环绕区10或第二环绕区20的部分12或22相对于轴向也成锐角地伸展。这里，在第一环绕区10与第二环绕区20之间构造有具有宽度w3的贯穿部30，其中宽度w3在所示出的实施方式中大于5mm。在其它实施方式中，宽度w3大于7mm或大于9mm。宽度通常不大于例如20mm。

通过场控制电极100的按照所示出的实施方式的对称结构，第一环绕区10的宽度w1对应于第二环绕区的宽度w2。概括来说，共同的宽度w1+w2为直流高压绝缘体的总宽度的至少30%、优选地至少50%。在所示出的实施方式中，共同的宽度w1+w2大于直流高压绝缘体的总宽度的70%。在贯穿部的宽度w3给定的情况下，共同的宽度w1+w2由直流高压绝缘体的基体50的最小的层厚度限制，如在下面还进一步阐述的那样。

为了借助于典型的方法来制造按照该实施方式的直流高压绝缘体，所描述的场控制电极100被引入并且固定到匹配的（未示出的）铸模中。该铸模通常由两个或更多个部分外壳形成，所述部分外壳在浇铸过程之前接合在一起。

该铸模在浇铸过程期间基本上垂直地来布置，也就是说所要浇铸的基体的轴A进而场控制电极100的轴在浇铸过程期间基本上水平地伸展。将如下浇铸材料引入到铸模中，所述浇铸材料应该在其时效硬化之后形成直流高压绝缘体的基体50。浇铸材料通常是可硬化的绝缘人造树脂，按照该实施方式是无机填充的环氧树脂系统。

在引入浇铸材料时，该浇铸材料在侧面沿着场控制电极的环绕区10、20流下；在构造有贯穿部30的区域内，浇铸材料穿流过贯穿部30。经此，引入浇铸材料的过程通常是更均匀的。一旦所引入的浇铸材料已经到达铸模的在下方最远的点，由浇铸材料构成的填塞物就开始形成，所述填塞物的水平在浇铸过程的进程中在铸模内升高。

也许在引入浇铸材料期间形成旋涡，所述漩涡又可导致气泡的嵌入。气泡在填塞物之内上升。在传统的具有场控制电极的高压绝缘体中存在如下危险：气泡在浇铸过程期间上升时聚集在场控制电极上，而浇铸材料已经开始时效硬化。接着，气泡在时效硬化过程结束之后保持被包围在浇铸材料内，这导致了绝缘体本体的材料不均匀性。

而在按照该实施方式的直流高压绝缘体中，场控制电极的第一环绕区10的部分12相对于轴向倾斜，也就是说该部分12以相对于轴向的锐角α来伸展。由此，降低了升高的气泡在场控制电极100的区域内聚集的危险，并且改善了所形成的基体50的材料的均匀性。

如上面提及的那样，高压绝缘体的浇铸材料通常在时效硬化期间容易收缩。现在，在传统的具有场控制电极的高压绝缘体中，还存在如下危险：由于环绕着场控制电极的收缩而没有形成空腔。

然而，在按照该实施方式的直流高压绝缘体中，第一环绕区10以及第二环绕区20平地来构造，也就是说所述第一环绕区10以及第二环绕区20在轴向横截面内至少在其中构造有贯穿部30的区域内具有沿基体50的轴向比沿基体50的径向更宽的伸展。由此可能的是，整体上稳定地、尤其是扭转稳定地构造场控制电极100，但是同时能够在这些环绕区10、20内实现一定的弹性。

在时效硬化之后，从铸模中取出直流高压绝缘体。按照该实施方式，所得到的基体50圆盘形地来构造并且具有圆形的横截面，这通常带来有利的介电特性。然而，本发明并不限于这样的圆盘形或具有圆形横截面积的这样的形状。

图4以轴向横截面示出了具有按照该实施方式的直流高压绝缘体的用于直流电压的气体绝缘高压系统的示意图。按照该实施方式，气体绝缘高压系统是用于直流的高压配电装置。直流高压绝缘体的基体50从加载有直流的内部导体（在图4中中央示出）出发径向上直至如下区域地伸展，在所述区域内，基体借助于法兰60在高压配电装置中夹紧。法兰60用作直流高压绝缘体的基体50的固定装置。

图5是用于直流电压的气体绝缘高压系统的大约在图4中通过虚线来包围并且用B来表示的那个区域的放大示意图。

如在图5的放大图中能更好地识别出的那样，将场控制电极100的一部分装入到直流高压绝缘体的基体50中。直流高压绝缘体整体上是借助于上面描述的浇铸过程来制造的。

在所示出的实施方式中，设置有场控制电极100的第一环绕区10的弯曲区域11，使得该弯曲区域基本上平行于基体50的外表面地在该区域内伸展；如所示出的那样，角度β（参见图2）在所示出的实施方式中为大约90°。然而，角度β并不限于该值，并且在其它实施方式中可以设置其它值。通过弯曲区域11相对于基体50的外表面的基本上平行的伸展，通常在运行时得到直流高压绝缘体的有利的介电特性。

在所示出的实施方式中，第一环绕区10的弯曲区域11至基体50的最近边缘、也就是说至基体50的在最近地朝向相应的法兰60的那个侧面上的外表面的平均距离x2稍微小于5mm。经此，在按照该实施方式被用作基体50的浇铸材料的环氧树脂的情况下，在同时足够的绝缘特性的情况下保证了足够的稳定性和耐久性。在其它实施方式中，距离x2并不限于上面提到的值。优选地，距离x2对应于基体50在该区域内的最小厚度，所述最小厚度在电和机械方面是有意义的。

在实施方式中，在距离x2与基体50的外表面至固定装置、也就是说在本情况下至法兰60的距离x1之间的比在0.5至1.5的范围内、优选地在0.8至1.2的范围内。在所示出的实施方式中，x2与x1之比为大约0.8。

在所示出的实施方式中，通过场控制电极的也用于场控制电极的第二环绕区20的尽可能对称的结构得到类似的并且相对应的特性，所述结构出于简单的原因未示出并且分开地来描述。

本发明并不限于之前描述的实施方式，更确切地说，本发明的保护范围通过随附的权利要求来确定。

Claims (22)

1.用于使加载有直流电压的导体绝缘的直流高压绝缘体，所述直流高压绝缘体具有：

由绝缘材料构成的绕着轴（A）伸展的基体（50）；和

沿周向在所述基体之内环绕的场控制电极，

其中所述场控制电极至少局部地具有第一环绕区（10）和与所述第一环绕区沿所述轴（A）的方向间隔开伸展的第二环绕区（20），使得在所述第一环绕区（10）与所述第二环绕区（20）之间构造有贯穿部（30），

其特征在于，所述第一环绕区（10）和/或所述第二环绕区（20）在轴向横截面内从所述基体的相应的轴向外围（110、120）出发至少局部地相对于轴向成锐角（α）的情况下朝所述基体的中间的方向伸展，其中所述锐角（α）大于3°。

2.根据权利要求1所述的直流高压绝缘体，

其中所述锐角（α）大于5°。

3.根据权利要求1所述的直流高压绝缘体，

其中所述锐角（α）大于10°。

4.根据权利要求1所述的直流高压绝缘体，

其中所述第一环绕区（10）和所述第二环绕区（20）具有至少一个被引向所述基体之外的共同的接触部（40、40.1、40.2）。

5.根据权利要求1至4之一所述的直流高压绝缘体，

其中所述第一环绕区（10）和/或所述第二环绕区（20）在所述轴向横截面内平地来构造。

6.根据权利要求1至5之一所述的直流高压绝缘体，

其中所述第一环绕区（10）和/或所述第二环绕区（20）在所述轴向横截面内分别具有弯曲区域（11、21），所述弯曲区域分别基本上平行于所述直流高压绝缘体的外表面地伸展。

7.根据权利要求1至6之一所述的直流高压绝缘体，

其中所述贯穿部（30）的沿所述轴（A）的方向延伸的宽度（w3）至少局部地大于5 mm。

8.根据权利要求1至6之一所述的直流高压绝缘体，

其中所述贯穿部（30）的沿所述轴（A）的方向延伸的宽度（w3）至少局部地大于7 mm。

9.根据权利要求1至6之一所述的直流高压绝缘体，

其中所述贯穿部（30）的沿所述轴（A）的方向延伸的宽度（w3）至少局部地大于9mm。

10.根据权利要求1至9之一所述的直流高压绝缘体，

其中所述第一环绕区（10）和/或所述第二环绕区（20）在所述贯穿部（30）的区域内与所述基体的边缘沿径向小于5mm地间隔开。

11.根据权利要求1至10之一所述的直流高压绝缘体，

其中所述第一环绕区（10）和/或所述第二环绕区（20）在所述贯穿部（30）的区域内与所述基体的边缘沿轴向小于5mm地间隔开。

12.根据权利要求1至11之一所述的直流高压绝缘体，

其中在所述轴向横截面内，在所述贯穿部（30）的区域内，所述第一环绕区（10）的宽度（w1）和所述第二环绕区（20）的宽度（w2）的共同的宽度为所述直流高压绝缘体的沿所述轴（A）的方向延伸的总宽度的至少30%。

13.根据权利要求1至11之一所述的直流高压绝缘体，

其中在所述轴向横截面内，在所述贯穿部（30）的区域内，所述第一环绕区（10）的宽度（w1）和所述第二环绕区（20）的宽度（w2）的共同的宽度为所述直流高压绝缘体的沿所述轴（A）的方向延伸的总宽度的至少50%。

14.根据权利要求1至11之一所述的直流高压绝缘体，

其中在所述轴向横截面内，在所述贯穿部（30）的区域内，所述第一环绕区（10）的宽度（w1）和所述第二环绕区（20）的宽度（w2）的共同的宽度为所述直流高压绝缘体的沿所述轴（A）的方向延伸的总宽度的至少70%。

15.根据权利要求1至14之一所述的直流高压绝缘体，

其中所述基体（50）在所述轴垂直于的平面内的横截面内圆盘形地来构造并且具有圆形的横截面。

16.根据权利要求1至15之一所述的直流高压绝缘体，

其中存在对称平面，所述轴（A）垂直于所述对称平面，其中所述直流高压绝缘体关于所述对称平面镜面对称地来构造。

17.根据权利要求1至16之一所述的直流高压绝缘体使加载有直流电压的导体绝缘的应用。

18.用于直流电压的气体绝缘高压系统、尤其是用于直流电压的气体绝缘高压配电装置或者用于直流电压的气体绝缘线路，具有至少一个根据权利要求1至16之一所述的直流高压绝缘体，

其中所述直流高压绝缘体在其外围径向的边缘区域内在所述气体绝缘高压系统的导电外壳的固定装置（60）之间夹紧。

19.根据权利要求18所述的气体绝缘高压系统，

其中在所述轴向横截面内所述弯曲区域（11、21）在垂直测量至所述基体（50）在相关区域内的伸展时至所述基体（50）的最近外表面的平均距离（x2）与所述基体（50）的外表面至相应固定装置（60）的距离（x1）之间的比在0.5至1.5的范围内。

20.根据权利要求18所述的气体绝缘高压系统，

其中在所述轴向横截面内所述弯曲区域（11、21）在垂直测量至所述基体（50）在相关区域内的伸展时至所述基体（50）的最近外表面的平均距离（x2）与所述基体（50）的外表面至相应固定装置（60）的距离（x1）之间的比在0.8至1.2的范围内。

21.用于制造用于使加载有直流电压的导体绝缘的直流高压绝缘体的方法，所述方法具有：

提供用于基体（50）的铸模；

将在所要制造的基体（50）中环绕的外围场控制电极布置在所述铸模中，其中所述场控制电极至少局部地具有第一环绕区（10）和与所述第一环绕区（10）沿所述基体（50）的轴（A）的方向间隔开地伸展的第二环绕区（20），使得在所述第一环绕区与所述第二环绕区之间构造有贯穿部（30）；并且

将绝缘浇铸材料浇铸到所述铸模中，

其特征在于，所述第一环绕区（10）和/或所述第二环绕区（20）在所述轴向横截面内从所述基体的相应的轴向外围（110、120）出发至少局部地相对于轴向成锐角（α）的情况下朝所述基体的中间的方向伸展，尤其是在成大于3°、优选地大于5°、特别优选地大于10°的锐角（α）的情况下朝所述基体的中间的方向伸展。

22.根据权利要求21所述的方法，

其中所述基体（50）的轴（A）在浇铸过程期间基本上水平地伸展。