[发明专利]高压屏蔽件

说明书

技术领域

本发明一般地涉及高压电晕屏蔽件，并且更具体地涉及防止屏蔽件中的水积聚的一种高压电晕屏蔽件。本发明还涉及一种包括这样的高压电晕屏蔽件的高压套管和高压设备。

背景技术

已知的是，诸如高压变压器的电气装置和设备通常配备有套管(bushing)，该套管适合于穿过接地的障碍物如变压器箱或者墙壁输送高电势的电流。

常规套管由绝缘子(insulator)构成，该绝缘子由陶瓷或者合成材料制成，具有绝缘子裙部(shed)并且一般是中空的。利用或者不用电导体穿过的电容式主体均可以获得电压分级。

现在将参照图1和图2描述适于与高压直流(DC)变压器一起使用的套管的例子，其中图1示出了标号为1的套管的整体结构，而图2示出了具有图1的套管的高压变压器100，这些套管电连接到变压器壳102。

高压导体(未示出)经过形成围绕高压导体的壳的中空套管绝缘子2的中心延伸。提供凸缘4用以通过箱式组件壳或者墙壁将套管的壳连接到地。地电势分级屏蔽件(未示出)可以装配到凸缘。

高压导体的底端部分形成底部触点6，该底部触点被布置成连接到变压器的内部部件。在与底部触点端部相对的套管端部处提供上方外部端子(为电晕屏蔽件10所遮蔽)，以便将变压器设备电连接到外部电源。

电晕屏蔽件10径向地布置在外部端子8的外部。提供该电晕屏蔽件用以消除或者至少最小化出现在外部端子附近的电晕。电晕的存在——空气中的局部放电——生成有高度腐蚀性的臭氧。电晕、潮湿和时间的组合将造成装置迅速腐朽。电晕还可能造成火花和无线电干扰。通过提供导电电晕屏蔽件，减少了在外部端子出现电晕的风险，该电晕屏蔽件在外部端子外部径向地电连接到在外部端子处的导体。

在图2中示出了具有多个套管1的高压设备100，如高压变压器。图2也可以象征具有多个壁套管1的建筑物102。

公认的是，电晕屏蔽件随着输电系统中的电压增加，特别是特高压输电系统中套管上的电压增加，比如600kV至1000kV或者更高，而不得不变得较大。

对于在高压套管的外部端子处所允许的重量存在限制，并且屏蔽件的重量而随着屏蔽件的尺寸增加而增加。这将造成需使电晕屏蔽件尽可能轻。这可以通过使屏蔽件的壁更薄或者使用轻量级材料来实现。另外，针对电特性而不是针对机械强度来设计电晕屏蔽件。

如果要将大的电晕屏蔽件制造为密封结构，即，不允许空气进入或者离开该结构，则在由于自然气压变化和温度变化所造成的屏蔽件内部和屏蔽件外部的气压差下，该结构将有弯曲或者断裂的风险。另外，该结构的强度相当依赖于对屏蔽件的少量外部损坏。

必须将电晕屏蔽件设计得坚固以便它可以经受大量内部或者外部压力，或者根本不应将它制造得密封。允许该结构内部的空气与外部连通将防止屏蔽件结构爆裂，因为在外部与内部之间的压力差将消失。另外，制造完全气密性电晕屏蔽件的复杂度随着电晕屏蔽件总尺寸(直径可以是一米或者更大)而增加。

非密封屏蔽件的问题在于，在体积内可能有水积聚。屏蔽件的“非密封性”可能是意外的，例如其中该结构中的焊接并不理想并且空气可以进出，或者它可能是有意的，通过设计使其已经产生了空气可以进入或者离开该结构的开口。

水可以用多种方式进入屏蔽件体积内：

-透湿，潮湿空气进入体积并且水在屏蔽件内凝结，或者

-扩散，其中水通过例如焊缝中的小孔或者裂缝进入体积，或者

-透水，其中水通过进入体积的空气而被吸入体积中，或者

-渗漏，其中水通过体积中的开口渗漏到体积中，这些开口例如是用于均衡外部压力和内部压力的开口。

由于对在套管的外部端子处所允许的重量有严格限制，所以同样出于机械原因(即套管只能支持有限重量)，但更重要的是，在有地震活动的地区中，对外部处所允许重量的约束严格得多。

如果遭受地震，则具有其中电晕屏蔽件已经积聚大量水的套管的电气装置将有严重问题，甚至有灾难性的故障的危险。另外，出于多种其它原因如冻结、腐蚀等所致损坏，也不希望在结构中积聚水。

实验已经表明在意外性非密封电晕屏蔽件中有水积聚。仿真表明每年可能有约屏蔽件总体积的0.1-0.5％为凝结的水所填充。此外，当考虑主体有渗漏(其中例如能够聚集雨水)时，体积可能积聚明显更大量的水。具有用于压力均衡的开口的屏蔽件也可能通过吸入液滴而有水流入。

附图说明

现在参照附图通过例子描述本发明，在附图中：

图1是具有电晕屏蔽件的高压套管的整体图；

图2示出了具有电晕屏蔽套管的高压设备，如变压器；以及