[发明专利]高压构件和高压构件装置

说明书

本发明涉及一种高压构件，其具有屏蔽件，所述屏蔽件通过尤其是电容式的耦合元件与高压构件相连。在施加电压时，耦合元件将屏蔽件保持在定义的电势上，所述定义的电势低于高压构件的电势但高于不带耦合元件的屏蔽件的电势并且高于地电势。本发明还涉及一种具有这种高压构件的高压构件装置。

技术领域

本发明涉及一种高压构件，具有屏蔽件，所述屏蔽件至少区域性地包围所述高压构件，其中，高压构件与屏蔽件通过耦合元件相连。本发明还涉及一种具有这种高压构件的高压构件装置。

背景技术

具有屏蔽件的高压构件原则上是已知的，其中，导电的屏蔽件用于提供电场场强的几何控制。例如在电套管中，具有尖锐棱边的几何形状的容器壁的局部通过屏蔽件受到保护以保持在地电势上。

在高压侧，具有较小半径的几何结构、例如螺栓通过具有较大半径的处于高压电势上的屏蔽件进行保护。

然而，这种屏蔽不能防止高压构件中不期望的放电和电压击穿。因为在屏蔽件与高压构件之间存在未定义的也称为杂散电容的电容耦合，所以可能出现一些具有场强的部位，在这些部位上场强高于所使用的绝缘介质的耐电强度。由此产生可能导致高压构件损坏的放电。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，对具有屏蔽件的高压构件进行扩展设计，使得高压构件提供防止放电和电击穿的更好保护。

该技术问题通过按照本发明的高压构件解决，即，当在高压构件上施加电压时，耦合元件将屏蔽件保持在定义的电势上，所述定义的电势低于高压构件的电势但高于不带耦合元件的屏蔽件的电势并且高于地电势。

在此，在高压构件上施加的是正电压或负电压并不重要，因为耦合元件将屏蔽件保持在较低的电势值上。为了更好地理解，在以下涉及术语时认为在高压构件上施加的是正电压。

通过按照本发明的解决方案，通过耦合元件相对屏蔽件的自由电势提高屏蔽件的电势。因为该电势低于高压构件的电势，所以在高压构件与屏蔽件之间形成电势差，在设计高压构件时可以通过设计耦合元件定义所述电势差。因此，电势的梯度同样可以进行调整适配，所述电势梯度相当于电场场强。有利地可以这样选择高压构件与屏蔽件之间的场强，使得当在高压构件上施加电压时不会发生放电。

高压构件上的场强通过按照本发明的设备降低并且屏蔽件的场强及其电势提高。因为屏蔽件具有比高压构件更大的表面曲率，所以屏蔽件上的场强即使在电势几乎相等时也小于高压构件上的场强。形成了更均匀的场分布，场效用系数提高并且放电或电压击穿的风险减小。

此外，由于高压构件上的电场场强的最大值减小，围绕高压构件使用的绝缘介质(例如SF₆、空气、油或硅胶)的耐电强度可以得到更好的利用。因此只在高压构件上施加的电压更高时才会进行放电。

本发明的有利实施形式在说明书、附图中描述。

在第一种有利的实施形式中，所述耦合元件可以具有至少一个电极对。在此，电极对可以例如由球形电极或板状电极构成。这种布置方式可以技术简单且成本低廉地实现。通过在设计时确定的电极距离可以设定耦合元件的耦合强度并且由此设定屏蔽件相对于高压构件的相对电势。

按照另一种有利的实施形式，所述屏蔽件尤其通过空气间隙与高压构件相互间隔。当高压构件不具有包围其的绝缘体并且因此导电的屏蔽件不与高压构件直接接触时可以选择这种布置方式。

一般来说总是可以设置间隙或者空隙，因为在屏蔽件的电势恒定并且屏蔽件与高压构件的距离越来越大时，空隙中的场强减小。因此在高压构件上出现电击穿的风险减小。

在空隙中可以填充空气，但也可以填充其它流体绝缘介质(例如SF₆、油、硅胶)。