CN209487244U - 一种低温高电压套管 - Google Patents
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Abstract
本实用新型实施例公开了一种低温高电压套管，其包括引线（1），依次套设在所述引线（1）上的保温管（2）、绝缘层（3）以及伞裙（4）所述引线（1）、保温管（2）、绝缘层（3）和伞裙（4）均同轴安装，其中：所述引线（1）位于套管的中心部位，其为圆棒状并通过两端的法兰固定在保温管（2）上；所述保温管（2）包含内管（21）和外管（22）两部分，所述内管（21）和外管（22）均为空心管且在两端进行焊接密封形成真空腔；所述绝缘层（3）套设在所述保温管（2）的外部并与所述保温管（2）相固定，在所述绝缘层（3）中设置有多组金属箔组成的电容芯子（31）；所述伞裙（4）整体套设于所述绝缘层（3）的外部。实施本实用新型实施例，可以提高对引线的保温效果，防止引线传导漏热对室温端绝缘的影响。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力的超导传输领域，特别是涉及一种低温高电压套管。
背景技术
超导变压器、超导限流器、超导电缆等超导电力设备近年来获得广泛关注，主要采用液氮进行冷却。超导电力设备的电流引线实现从室温至液氮温区（-196℃以下）的过渡。超导电力设备的电流引线一般都采用紫铜材料，但是铜的热导率也较好，沿铜导体方向冷量被大量导出，导致引线在低温容器外部会产生冷凝水、结霜或结冰；另一方面，由于超导电力设备的既需要解决减小室温至低温的热传导问题，也需要解决引线的高电压绝缘问题。若室温端的绝缘层长期处于低温状态，且该温度因环境因素、传输电流大小等不同而反复变化，即长时间的冷、热循环将极容易导致绝缘层出现开裂现象，极大影响绝缘层的寿命，增加绝缘层的运行风险。
但是在现有的一些技术方案中，应用于超导电力装置的高压绝缘电流引线，其可以直接将铜引线套入玻璃钢套管中，通过环氧胶密封，但是均未并未考虑引线传导漏热带来的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服现有技术的缺点，提供一种低温高电压套管，可以提高对引线的保温效果，防止引线传导漏热对室温端绝缘的影响。
为了解决上述技术问题，本实用新型的实施例提供一种低温高电压套管，其包括引线，依次套设在所述引线上的保温管、绝缘层以及伞裙，所述引线、保温管、绝缘层和伞裙均同轴安装，其中：
所述的引线位于套管的中心部位，其为圆棒状，一端连接超导部件的引线，另一端连接外部电源；所述引线通过两端的法兰固定在保温管上；
所述的保温管套设在所述引线上，其包含内管和外管两部分，所述内管和外管均为空心管，且在所述内管的外壁包覆有多层绝热材料；所述内管与外管在两端进行焊接密封，在所述内管和外管间形成真空腔，所述保温管两端通过法兰固定在绝缘层上；
所述的绝缘层为采用耐低温材料的绝缘层，其套设在所述保温管的外部并与所述保温管相固定，在所述绝缘层中设置有多组金属箔组成的电容芯子；
所述伞裙包括伞裙衬管以及设置在所述伞裙衬管上的多个绝缘子，其整体套设于所述绝缘层的外部。
其中，所述伞裙采用高电导率的金属材料制作而成，所述保温管的内管和外管均采用不锈钢材料制作而成，所述绝缘层采用的耐低温的玻璃纤维浸环氧树脂干式套管。
其中，所述绝缘层的一部分位于超导装置低温容器内部的低温区；绝缘层低温区的上方为室温区，且在室温区底部外沿设置有安装法兰，所述安装法兰将整个低温高电压套管固定在超导装置低温容器的盖板上，所述伞裙安装于所述绝缘层位于在室温区法兰的上方的区域上。
其中，所述保温管的长度与绝缘层相同，所述保温管的真空腔的厚度不低于10mm。
其中，在所述绝缘层中设置的多组金属箔组成的电容芯子的高度存在差异。
实施本实用新型实施例，具有如下有益效果：
本发明通过在常规套管的引线外侧增加一个真空保温结构（即真空管），从而极大降低引线沿径向至绝缘层的热传导，避免绝缘层在室温端因引线漏热而长时间处于较低温度，从而提高对引线的保温效果，防止引线传导漏热对室温端绝缘的影响。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本实用新型提供的一种低温高电压套管的纵剖面结构示意图；
图2为图1中的局部A的放大示意图。
其中，元件标号如下：引线1、保温管2、保温管的内管21、保温管的外管22、保温管的绝热层23、绝缘层3、绝缘层的电容芯子31、绝缘层的安装法兰33、伞裙4、伞裙衬管40、绝缘子41。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1所示，示出了本实用新型提供的一种低温高电压套管的一个实施例的纵剖面结构示意图，一并结合图2所示。在本实用新型中，所述低温高电压套管，其包括引线1，依次套设在所述引线上的保温管2、绝缘层3以及伞裙4，所述引线1、保温管2、绝缘层3和伞裙4均同轴安装，其中：
所述的引线1用于传输电流，一般采用铜或铝等高电导率的金属材料制作，其位于套管的中心部位，其为圆棒状，一端连接超导部件的引线，另一端连接外部电源；所述引线1通过两端的法兰固定在保温管2上；可以理解的是，引线1的截面与传输电流大小密切相关，有相关国家标准对不同传输电流时的导体截面积做出要求，该要求是常规高电压套管设计人员的公知常识。引线1的长度与热损耗设计相关，正常运行时的引线1热损耗包含传导热和焦耳热两部分，引线1的长度设计是在给定截面积的情况下，保证传导热和焦耳热之和最小，该方法是超导装置引线设计人员的公知常识，有大量数值和仿真计算方法可供使用。在一个具体的例子中，引线1传输的电流值为1000A，引线1采用铜制作，为圆棒状，直径为20mm。
所述的保温管2用于减少引线至绝缘层之间的热传导。其套设在所述引线1上，其包含内管21和外管22两部分，所述内管21和外管22均为空心管，且在所述内管21的外壁包覆有多层绝热材料，形成绝热层23，所述绝热层23可以是多层，以减少热辐射；所述内管21与外管22在两端进行焊接密封，在所述内管21和外管22之间形成真空腔，由该真空腔实现保温；所述保温管2两端通过法兰固定在绝缘层3上；所述保温管的长度与绝缘层相同，在一个具体地，所述保温管的真空腔的厚度不低于10mm，且保温管1的长度与绝缘层2相同，两端通过法兰固定在绝缘层3上。在一个具体的例子中，保温管2采用不锈钢材料制作，其中内管21内径为24mm，内管21和外管22壁厚为5mm，真空夹层厚度为10mm。
所述的绝缘层3用于实现引线1和低温容器之间的绝缘。其为采用耐低温材料的绝缘层，目前使用较多的是玻璃纤维浸环氧树脂干式套管，且所用的主体材料为耐低温环氧树脂材料；其套设在所述保温管2的外部并与所述保温管2相固定，在所述绝缘层3中设置有多组金属箔组成的电容芯子31，用以控制引线和外部结构间的电场分布，绝缘层3的基本结构设计方法是本领域专业技术人员的公知常识，在本实施例中，在所述绝缘层3中设置的多组金属箔组成的电容芯子的高度存在差异。所述绝缘层3的一部分位于超导装置低温容器内部的低温区；绝缘层3低温区的上方为室温区，且在室温区底部外沿设置有安装法兰33，所述安装法兰33将整个低温高电压套管固定在超导装置低温容器的盖板上。在本实施例中，绝缘层3采用上海华谊树脂生产的DW-3低温环氧树脂材料制作，电容芯子31采用铝箔制作，共分为10层电容屏，电压等级为35kV。
所述的伞裙4用于增加爬电距离，其包括伞裙衬管40以及设置在所述伞裙衬管40上的多个绝缘子41，其整体套设于所述绝缘层的外部，所述伞裙4安装于所述绝缘层3位于在室温区的安装法兰33的上方的区域上。具体地，所用的伞裙4尺寸可以根据绝缘层3的尺寸进行选择，数量需根据电气爬电距离进行计算确定；在一个具体的例子中，所述伞裙4采用高电导率的金属材料制作而成，其为复合绝缘子组成，共包含7组大小组合绝缘子。
实施本实用新型实施例，具有如下有益效果：
本发明通过在常规套管的引线外侧增加一个真空保温结构（即真空管），从而极大降低引线沿径向至绝缘层的热传导，避免绝缘层在室温端因引线漏热而长时间处于较低温度，从而提高对引线的保温效果，防止引线传导漏热对室温端绝缘的影响。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。
Claims (5)
1.一种低温高电压套管，其特征在于，包括引线(1)，依次套设在所述引线(1)上的保温管(2)、绝缘层(3)以及伞裙(4)，所述引线(1)、保温管(2)、绝缘层(3)和伞裙(4)均同轴安装，其中：
所述引线(1)位于套管的中心部位，其为圆棒状，一端连接超导部件的引线(1)，另一端连接外部电源；所述引线(1)通过两端的法兰固定在保温管(2)上；
所述保温管(2)套设在所述引线(1)上，其包含内管(21)和外管(22)两部分，所述内管(21)和外管(22)均为空心管，且在所述内管(21)的外壁包覆有多层绝热材料，形成绝热层(23)；所述内管(21)与外管(22)在两端进行焊接密封，在所述内管(21)和外管(22)间形成真空腔，所述保温管(2)两端通过法兰固定在绝缘层(3)上；
所述绝缘层(3)为采用耐低温材料的绝缘层(3)，其套设在所述保温管(2)的外部并与所述保温管(2)相固定，在所述绝缘层(3)中设置有多组金属箔组成的电容芯子(31)；
所述伞裙(4)包括伞裙衬管(40)以及设置在所述伞裙衬管(40)上的多个绝缘子(41)，其整体套设于所述绝缘层(3)的外部。
2.如权利要求1所述的低温高电压套管，其特征在于，所述伞裙(4)采用高电导率的金属材料制作而成，所述保温管(2)的内管(21)和外管(22)均采用不锈钢材料制作而成，所述绝缘层(3)采用的耐低温的玻璃纤维浸环氧树脂干式套管。
3.如权利要求2所述的低温高电压套管，其特征在于，所述绝缘层(3)的一部分位于超导装置低温容器内部的低温区；绝缘层(3)低温区的上方为室温区，且在室温区底部外沿设置有安装法兰(32)，所述安装法兰将整个低温高电压套管固定在超导装置低温容器的盖板上，所述伞裙(4)安装于所述绝缘层(3)位于在室温区安装法兰(32)的上方的区域上。
4.如权利要求1至3任一项所述的低温高电压套管，其特征在于，所述保温管(2)的长度与绝缘层(3)相同，所述保温管(2)的真空腔的厚度不低于10mm。
5.如权利要求4所述的低温高电压套管，其特征在于，在所述绝缘层(3)中设置的多组金属箔组成的电容芯子(31)的高度存在差异。
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2018
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