CN1197094C - 支承绝缘子 - Google Patents

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Abstract

电绝缘子有一个绝缘子体(3)，它置于一个导电体(1)和一个接地的支承座(2)之间。绝缘子的表面至少部分地由保护体(6)构成。这种保护体的材料与绝缘子体(3)的材料相比其介电常数较小。保护体(6)阻止了导电的质点(12)直接靠在绝缘子体(3)的表面上，尤其是在三相点T部位，并且阻止了由于直接靠近绝缘子体(3)而引起很大的场强度。包含有这些具有保护体的绝缘子的气体绝缘系统的击穿电压提高了。因而可以使气体绝缘系统更紧凑，更价廉并且可以提高其寿命。

Description

支承绝缘子
技术领域
本发明涉及一种电绝缘子，它用于使传导高压的电极支承在一个支承座上。
背景技术
这样一种绝缘子例如应用在中高压技术里用于使传导电压的导电体相对设备的接地部分支承。
开头所述种类的电绝缘子例如已在DE 4007337A1里作过说明。这种绝缘子的绝缘体表面涂有绝缘的釉质料，它具有较高的介电常数用于场的控制。
绝缘子体的表面是绝缘子的介电薄弱点。导电质点，例如安装时进入封装体内的金属屑，或者由于热力循环和由此所引起的运动可能形成的导体的分离物，它们的趋势是由于绝缘子体的高介电常数而粘着在绝缘子体的表面上。这些质点明显降低了击穿电压，因为质点周围的电场由于靠近绝缘子体而加强了，这导致了电场超强。在这电场超强的范围内对于击穿来说形成了一个临界区。
在WO 98/22958里叙述了一种用于控制在气体绝缘腔内电场的电极。这种电极具有一种导电表面，电极至少在局部涂有一种具有低介电常数的材料。这种材料例如含有多孔泡沫，由于包含有气体它近似地具有与周围的气体相同的介电常数，但与气体相比具有较高的介电强度。
由DE 3140652已经了解到有一种绝缘支承元件的涂覆层用于直接紧贴着的或者以某个间距布置的高压开关设备的电极。这种涂覆层由一种材料组成，它相对于支承元件的材料来说具有较小的介电常数。
度明内容
本发明的任务是提出一种开头所述类型的电绝缘子，这种电绝缘子尽管结构紧凑但在高介电载荷时具有较高的工作可靠性。
上述目的的技术解决方案在于一种电绝缘子用于使传导高电压的电极支承在一个支承座上，绝缘子有：一个绝缘子体和至少一个保护体，该保护体至少部分地构成所述绝缘子的表面，其中，该保护体含有一种具有多孔结构的材料，该保护体相对于绝缘子体的材料具有较小的平均介电常数，以便在位于所述绝缘子表面的导电质点的部位避免过大的电场强度，该保护体具有至少1毫米的厚度。
在第一种实施形式中，保护体包含有一种泡沫材料。与根据现有技术所已知的绝缘子体的涂覆层相反，围绕绝缘子的气体状介质钻进入泡沫材料的气孔内，因而达到了泡沫材料的介电强度，它几乎就等于气体状介质的介电强度。复合泡沫材料是特别有利的，因为气孔大小能够很好地控制，而这对于材料的介电强度具有重要意义。
在另外一种实施形式里，保护体为蜂窝状的，或者由许多平行于场线布置的薄壁构成。保护体所具有的许多薄壁的厚度要小于1.5毫米。通过这些薄壁和与此相连接的小的支承面就有利地形成了小的临界区。
若绝缘子固定在一个接地的支承座上并且/或者它支承住一个导电体，那么应用一种可挠曲的或者弹性的泡沫材料就特别有利。这种泡沫材料沿着布置在导体上和/或接地的支承座上，并因而阻止质点钻入在绝缘子体和支承座之间一个三相点部位里可能存在的间隙。
具有这种结构的绝缘子的气体绝缘系统可以做得更紧凑和更价廉，并可设计用于较高的电压，而且有较高的寿命预期。
附图说明
以下根据附图对本发明进行详细说明。此处所示为：
图1至图3：通过一个具有三种实施形式的按本发明所述绝缘子的装置的上面部位的一个轴向断面视图，
图4：按图3所示装置的放大表示部分视图，
图5：通过一个具有按现有技术的绝缘子的测试装置的轴向断面视图，
图6；通过一个具有按本发明的绝缘子的测试装置的轴向断面视图。
具体实施方式
在所有附图中对于作用相同的部分采用相同的标号。
图1表示的一种装置具有一个导电体1，一个围住导体的接地的设计成管状并耐压的由良好导电材料制成的封装件2以及一个设计成盘状由环氧材料或者由具有相对较高的介电常数(大于4.0)的其它固体材料制成的绝缘子体3。绝缘子体3放置在封装件2上。在导体1和封装件2之间有一个空腔，它用一种气体状介质例如SF6充满，处在大气压或较高的压力下。
在绝缘子体3上有一个至少局部地构成绝缘子表面的保护体6。该保护体6含有一种结构，其平均介电常数相对于绝缘体3的材料来说较低，优先考虑为1左右。这种保护体例如可以包含有一种开孔式泡沫材料，由于与处于空腔里的气体状介质发生气体交换，因而这种泡沫材料具有与介质本身大致相同的介电强度。闭孔式泡沫材料必须具有足够的介电强度。泡沫材料也可以是复合的，就是说由小的空心球体组成，这些球体或者相互烧结起来，或者布置在一个实芯基体里。复合泡沫材料的气孔大小是可以变化的。用小气孔可以达到高的介电强度。另外，这种材料也可以包含有例如由硅酮制成的气凝胶，它的介电常数很低，而且由于多孔构造具有良好的介电强度。
保护体6的任务是阻止导电质点12直接附着在绝缘子体3上，尤其是在从绝缘子到导体1或者封装件2的过渡部位处的三相点T部位。具有相对较高的介电常数的绝缘子体3附近会导致在紧靠质点12处电场的超强。由于保护体6具有较低的介电常数因而在质点12附近的电场超强就较小。
保护体6的厚度至少为1毫米，这相当于质点的典型的最大要考虑的长度。
保护体6可以粘贴在绝缘子体上。这比制成一种具有大致相当的介电强度的双组分绝缘子体来说更有利。保护体可以逐点地粘贴，这比整个面粘贴要省事。
在绝缘子体3和保护体6之间可以完全是一个薄薄的空腔，这期间就保证了在空腔内不会存在导电质点。
按照图2，在本发明绝缘子的一种优选实施形式中，保护体6总是盖住了三相点T部位处位于绝缘子体3和封装件2之间的间隙8。另外，保护体6最好含有一种挠性的泡沫材料。保护体6沿着封装件2的一部分和导体1布置。这样就能够阻止导电质点12进入间隙8里并阻止在那里在三相点T部位处损害绝缘子的介电性能。
在本发明绝缘子的按图3所示的另一种实施形式里，在绝缘子体3和封装件2之间或在绝缘子体3和导体1之间布置了一个保护体6。该保护体如图4放大所示可以设计为薄壁的蜂窝状薄层6’。不用蜂窝状也可以设计成垂直薄壁或者支承物。重要的是这些壁的厚度要小于导电质点的典型长度，而这种典型长度可能引起卸荷。
根据实验证明，导电小颗粒在具有低介电常数的保护体上时其击穿电压较高。图5和图6表示了具有两个电极10和20的测试装置，其中一个电极与地连接，而在另一电极上加有检验电压(高压)U。在电极10和20之间装有一个通常的未涂层的环氧支座3，它应该模拟一个绝缘子体。对于第一项测试(图5)在支座3的中部贴上4毫米长的导电小颗粒12。对于第二项测试(图6)则在支座3的中部固定住一个保护体6，其形状为6毫米厚的薄层并在其上面有4毫米长的小颗粒12。测试装置由高压(5巴)下的绝缘气体(SF6)包围住。
在支座上有薄层的第二种测试相对于没有薄层的第一种测试说来可以提高击穿电压约75％。因而用绝缘子体上的保护体可以大大减小导电质点的危险性。
除了使用在气体绝缘的设备里之外这些绝缘子也可以使用在其它封装的设备里，尤其是具有设计成非导电的封装物的设备里，或者用在不封装的设备里，尤其是露天设备里。
   符号表
1.电极，导电体
2.支承座，封装件
3.绝缘子
6，6’保护体
8.间隙
10，20电极
12导电质点/颗粒
T三相点
U电源

Claims (15)

1.电绝缘子用于使传导高电压的电极(1)支承在一个支承座(2)上，绝缘子有：
-一个绝缘子体(3)和
-至少一个保护体(6，6’)，该保护体(6，6’)至少部分地构成所述绝缘子的表面，
其特征在于，
-该保护体(6，6’)含有一种具有多孔结构的材料，该保护体(6，6’)相对于绝缘子体(3)的材料具有较小的平均介电常数，以便在位于所述绝缘子表面的导电质点(12)的部位避免过大的电场强度，
-该保护体(6，6’)具有至少1毫米的厚度。
2.按权利要求1所述的绝缘子，其特征在于，
-保护体(6，6’)的材料的介电常数小于2.5。
3.按权利要求1所述的绝缘子，其特征在于，保护体(6，6’)设计成挠性的。
4.按权利要求1所述的绝缘子，其特征在于，保护体(6)包含有一种多孔泡沫材料。
5.按权利要求4所述的绝缘子，其特征在于，泡沫材料是一种复合式的泡沫材料。
6.按权利要求1所述的绝缘子，其特征在于，保护体(6)含有一种凝胶体。
7.按权利要求1所述的绝缘子，其特征在于，保护体(6，6’)具有许多薄壁，其厚度要小于1.5毫米。
8.按权利要求7所述的绝缘子，其特征在于，保护体(6’)作成蜂窝状的。
9.按权利要求1所述的绝缘子，其特征在于，保护体(6，6’)与绝缘子(3)相粘结。
10.按权利要求1所述的绝缘子，其特征在于，保护体(6，6’)至少布置在绝缘子与支承座(2)相邻接的一个范围内并且/或者布置在绝缘子与电极(1)相邻接的一个范围内。
11.按权利要求1所述的绝缘子，其特征在于，保护体(6’)至少部分地布置在绝缘子体(3)和支承座(2)之间以及/或者在绝缘子体(3)和电极(1)之间。
12.按权利要求1所述的绝缘子，其特征在于，保护体(6，6’)至少沿着电极(1)的一部分和/或沿着支承座(2)的一部分伸展。
13.按权利要求1所述的绝缘子，其特征在于支承座(2)设计成能导电的。
14.按权利要求1-13中之一所述的绝缘子，其特征在于，在绝缘子体(3)和保护体(6)之间有一小的间隙，在该间隙内没有导电质点(12)。
15.按权利要求1-13中之一所述的绝缘子，其特征在于，该保护体(6，6’)包括开孔式泡沫材料。
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