CN109861014A - 一种铁路开关高压套管 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及高压电气设备领域，尤其是一种铁路铁路开关高压套管。包括电缆连接端、开关连接端、导电铜件、绝缘层、半导电缓冲层、半导电屏蔽层，电缆连接端有电缆密封锥面和电缆端法兰，开关连接端有外锥法兰和外锥面。开关连接端的铜导电件设有导电连接沉孔，通过弹簧触指与开关铜导件连接。套管带电传感器和外锥带电传感器之间的导电铜件外表面有半导电缓冲层。固体绝缘材料表面非连接部位，固化有半导电屏蔽层，并与壳体连接。本发明解决母线错开连接问题；降低了产品的局部放电量，提高了产品的寿命，提高了可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及高压电气设备领域，尤其是一种铁路开关高压套管。
背景技术
随着中国经济的持续发展，铁道运输在中国交通运输的重要手段发挥着越来越积极的作用，中国铁道建设将进入黄金期，高铁、动车已成为出行的主要交通工具。为电气化机车提供电力的牵引变电站的安全性和可靠性也越来越重要，随着高铁时代的到来，面临市场需求日益旺盛的局面。铁路牵引供电线路实行分段供电，当有机车通过时，该段线路电流较大（如复兴号动车需要的电流达到1000A）；当机车通过后，该段线路的电流急速变小，甚至于降到零。由此对铁路牵引开关设备冲击极大，严重影响开关设备的使用寿命。出线套管是开关设备与负荷连接的主要器件。现有的固封式套管因发热导致失效的案例时有发生。亟需解决热胀冷缩导致铜件与固封材料之间开裂问题。
发明内容
本发明的目的是提出一种铁路开关高压套管，体积小、安全性高。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种铁路开关高压套管，包括电缆连接端、开关连接端、导电铜件、绝缘层、半导电缓冲层、半导电屏蔽层，电缆连接端有电缆密封锥面和电缆端法兰，开关连接端有外锥法兰和外锥面。开关连接端的铜导电件设有导电连接沉孔，通过弹簧触指与开关铜导件连接。套管带电传感器位于导电铜件和电缆端法兰之间的绝缘层内，覆盖电缆密封锥面和电缆端法兰交界面，均匀电缆与电缆端法兰过渡面间的电场。电缆端法兰中部有2个对称分布的套管传感器连接口。开关连接端的外锥法兰与导电铜件之间的绝缘层内有外锥带电传感器，在外锥法兰中部有2个对称分布的外锥传感器连接口。套管带电传感器和外锥带电传感器之间的导电铜件外表面有半导电缓冲层。固体绝缘材料表面非连接部位，固化有半导电屏蔽层。带电传感器还起到了均匀电场的作用。
半导电缓冲层主要作用是消除导电体表面存在的尖端、毛刺等影响局部放电的因素；同时在导电体发热时，缓冲因热胀冷缩带来的固体绝缘材料与导电体之间的应力，避免产生间隙和固体绝缘材料开裂。半导电缓冲层的电阻值在3000欧姆至6000欧姆之间。半导电缓冲层厚度在0.5-2毫米之间。半导电缓冲层的主要成分为碳粉和硅橡胶。半导电缓冲层采用硅橡胶液体加碳粉混合均匀后，喷涂在导电体固封部位，然后固化，再对固化后的缓冲层外表面喷砂打磨、清洁，最后通过装入压注模具进行固封。
本发明的有益效果是：1、采用固体绝缘材料，缩小了套管的体积；2、采用了均压件和半导电屏蔽接地层，降低了产品的局部放电量；3、导电体和固封材料之间采用了半导电缓冲层，提高了产品的绝缘寿命和产品的运行安全性。
附图说明
附图1 高压套管示意图；
附图2 高压套管剖视图。
附图标号说明： 1、电缆连接端，2、电缆密封锥面，3、电缆端法兰，4、绝缘层，5、外锥法兰，6、外锥面，7、半导电屏蔽层，8、套管带电传感器，9、导电连接沉孔，10、套管传感器连接口，11、半导电缓冲层，12、外锥带电传感器，13、外锥传感器接口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明技术方案做进一步描述。
实施例1
如图1和图2所示，一种铁路开关高压套管，包括电缆连接端1、开关连接端、导电铜件、绝缘层4、半导电屏蔽层7、半导电缓冲层11，电缆连接端有电缆密封锥面2和电缆端法兰3，开关连接端有外锥法兰5和外锥面6。开关连接端的铜导电件设有导电连接沉孔9，通过弹簧触指与开关铜导件连接。套管带电传感器8位于导电铜件和电缆端法兰3之间的绝缘层4内，覆盖电缆密封锥面2和电缆端法兰3交界面，均匀电缆与电缆端法兰过渡面间的电场。电缆端法兰3中部有2个对称分布的套管传感器连接口。开关连接端的外锥法兰5与导电铜件之间的绝缘层内有外锥带电传感器13，在外锥法兰5中部有2个对称分布的外锥传感器连接口13。套管带电传感器8和外锥带电传感器12之间的导电铜件外表面有半导电缓冲层11。固体绝缘材料表面非连接部位，固化有半导电屏蔽层7。带电传感器接地后，还起到了均匀电场的作用。
一种铁路开关高压套管，电缆连接端向上，开关连接端向下，电缆连接端和开关连接端间距200毫米至300毫米。如图1所示，一种铁路开关高压套管采用弯曲设计，错开电缆连接端和开关连接端，是为了给母线安装预留空间。
半导电缓冲层主要作用是消除导电体表面存在的尖端、毛刺等影响局部放电的因素；同时在导电体发热时，缓冲因热胀冷缩带来的固体绝缘材料与导电体之间的应力，避免产生间隙和固体绝缘材料开裂。半导电缓冲层的电阻值在3000欧姆至6000欧姆之间。半导电缓冲层厚度在0.5-2毫米之间。半导电缓冲层的主要成分为碳粉和硅橡胶。半导电缓冲层采用硅橡胶液体加碳粉混合均匀后，喷涂在导电体固封部位，然后固化，再对固化后的缓冲层外表面喷砂打磨、清洁，最后通过装入压注模具进行固封。
本发明的有益效果是：1、采用固体绝缘材料，缩小了套管的体积；2、采用了均压件和半导电屏蔽接地层，降低了产品的局部放电量；3、导电体和固封材料之间采用了半导电缓冲层，提高了产品的绝缘寿命和产品的运行安全性。
实施例2
固体绝缘材料选用环氧树脂。带电传感器选用0.5毫米厚的不锈钢网制作。
其余同实施例1。
实施例3
固体绝缘材料选用三元乙丙橡胶。带电传感器选用碳纤维通过模具加工制作。
Claims (6)
1.一种铁路开关高压套管，包括电缆连接端（1）、开关连接端、导电铜件、绝缘层（4）、半导电屏蔽层（7）、半导电缓冲层（11），其特征在于：电缆连接端有电缆密封锥面（2）和电缆端法兰（3），开关连接端有外锥法兰（5）和外锥面（6），开关连接端的铜导电件设有导电连接沉孔（9）；套管带电传感器（8）位于导电铜件和电缆端法兰（3）之间的绝缘层（4）内，覆盖电缆密封锥面（2）和电缆端法兰（3）交界面；开关连接端的外锥法兰（5）与导电铜件之间的绝缘层（4）内有外锥带电传感器（13）；套管带电传感器（8）和外锥带电传感器（12）之间的导电铜件外表面有半导电缓冲层（11）。
2.如权利要求1所述铁路开关高压套管，其特征在于：绝缘层（4）采用固体绝缘材料，固体绝缘材料表面非连接部位固化有半导电屏蔽层（7）。
3.如权利要求2所述铁路开关高压套管，其特征在于：固体绝缘材料为三元乙丙橡胶或环氧树脂。
4.如权利要求1所述铁路开关高压套管，其特征在于：电缆连接端（1）向上，开关连接端向下，电缆连接端和开关连接端间距200毫米至300毫米。
5.如权利要求1所述铁路开关高压套管，其特征在于：半导电缓冲层的主要成分为碳粉和硅橡胶，半导电缓冲层（3.11）的电阻值在3000欧姆至6000欧姆之间，半导电缓冲层厚度在0.5-2毫米之间。
6.如权利要求6所述铁路开关高压套管，其特征在于：半导电缓冲层采用硅橡胶液体加碳粉混合均匀后，喷涂在导电体固封部位，然后固化，再对固化后的缓冲层外表面喷砂打磨、清洁，最后通过装入压注模具进行固封。
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