[发明专利]用于电场控制的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于控制高压部件处的电场的装置，所述装置包括：电阻层，适于出于电场控制的目的而沿着所述部件来布置，并且在一端适于电连接到所述部件的带电高压部分，而在它的另一端适于电连接到地电势；绝缘层，布置于所述电阻层上，并且在电阻层以外从所述一端朝着所述另一端延伸，同时按照逐渐变细的电场控制几何形状终止而未到达所述另一端并且与所述另一端有一定距离；以及半导电或者导电层，布置于绝缘层上并且朝着电阻层的所述另一端在绝缘层以外延伸经过绝缘层的末端，使得所述电阻层、所述绝缘层和所述半导电或者导电层在绝缘层的所述末端交会于三重点。

背景技术

高压部件可以输送交流电压或者直流电压，并且它可以例如是高压电缆，其中可以在电缆接头或者电缆端接器中使用该装置。也可想到其它高压部件、比如开关设备和真空断路器中的套管。

例如根据WO 00/74191A1已知这一类型的装置。这一类型的设备用于分布临界电场并且由此避免电场集中和损坏不同类型的设备如电缆。借助形成所述电阻层的具有适当电阻的材料来分布在带电部分与地之间的电势。由于组合电阻电场控制和通过所述绝缘层而获得的几何形状电场控制，相对于仅具有通过所述电阻层的电阻电场控制的此类装置而言减少了在所述部件如电缆的电压迅速变化时出现的在该部件上积聚有害电荷和产生高应力的风险。

然而，当将技术领域中所限定类型的已知电场控制装置用于确定极值(该极值取决于针对不同层所使用的材料)以上的电压时，会损坏装置，从而就所述高压的电平而言限制了此类装置的使用。已经表明在绝缘层、半导电或者导电层和电阻层交会的所述三重点的区域中，装置会受损。

发明内容

本发明的目的在于提供一种技术领域中限定的这一类型的电场控制装置，该电场控制装置与已知的此类电场控制装置相比可以用于更高的电压而不会受损。

根据本发明，这一目的通过这样的装置来实现，其中所述电阻层和所述绝缘层在接近绝缘层的所述末端处被设计为使得在这两层之间的分界面通过与所述半导电或者导电层形成60°-120°的角度而终止于所述三重点。

已经发现所述分界面的所述角度极大地影响材料在所述三重点的性能，并且由于等势线在接近所述三重点的电阻层和绝缘层中的有利延伸，通过选择在所述区间内的所述角，这些材料可以经受明显更高的电压而不会在这一区域中损坏装置。这也意味着就给定的电压电平而言，可以将更少材料用于所述电阻层，同时又仍然能够经受该电压，从而使得成本明显减少，因为这种电场控制材料昂贵。优选地通过在所述三重点处对电阻电场控制层进行加工和成形的新方式来获得这一角度。

根据本发明的一个实施例，所述电阻层和所述绝缘层在接近绝缘层的所述末端被设计为使得在电阻层与绝缘层之间的所述分界面通过与所述半导电或者导电层形成70°-110°、有利地为80°-100°并且优选地为85°-95°的角度而终止于所述三重点。已经发现在多数情况下就所述三重点上的应力而言，所述角度接近90°最为有利，但是为了便于制造或者其它原因可以选择在所述区间内的角度，同时仍然在防止三重点区域中的损坏方面给出了所需结果。

根据本发明的另一实施例，所述绝缘层以基本上锐边在其从所述一端朝着所述另一端的延伸中终止，该锐边形成延续到电阻层中 的横向表面，从而在所述电阻层中形成台阶并在朝着所述另一端的方向上使该绝缘层更薄，以便在所述三重点获得所述角度。这一类装置易于制造，并且使得昂贵的所述电阻层电场控制材料的浪费比较小。

根据本发明的另一实施例，所述电阻层在所述三重点的区域中具有容纳所述绝缘层的端部的凹陷，以便在所述三重点获得所述角度。

根据本发明的另一实施例，所述电阻层在所述三重点的区域中具有带有尖端的尖状隆起以便在所述三重点获得所述角度，该尖端终止于所述三重点，并且在其一侧上具有所述绝缘层而在其另一侧上具有所述半导电或者导电层。可以在将所述角度很可靠地限定为所需值的同时制造这样的尖状隆起，但是与两个先前所述实施例相比，其制造会造成所述电场控制材料的浪费较大。

根据本发明的另一实施例，叠置的所述电阻层、绝缘层和半导电或者导电层形成用于容纳所述高压部件的套管，其中电阻层为套管的最内层。