[发明专利]卷绕电气部件、电气设备、制造卷绕主体的方法

说明书

本公开涉及一种包括卷绕主体的卷绕电气部件，所述卷绕主体包括围绕所述卷绕主体的纵向轴线的电绝缘材料的幅材(30)的多个卷绕层。卷绕主体包括由导电材料制成的多个导电层(24)，每个导电层被印刷到卷绕主体中的幅材的相应的单独区域上。多个导电层中的至少一个的边缘区域(33)沿着边缘区域连接至高介电常数材料的印刷的高介电常数层(50)，使得高介电常数层的印刷在幅材上的至少一部分(52)延伸超出边缘区域。

技术领域

本公开涉及一种包括导电材料层的卷绕电气部件，并且涉及一种形成其卷绕主体的方法。

背景技术

电绝缘件中的薄导电层在许多高压(HV)产品(例如电容器、电缆终端、套管、电流变压器等)中发挥重要作用。在此类层的边缘处，因其几何形状，电场得到增强。该不均匀场比电绝缘件的其他区域中的均匀场大得多，并且通常是电绝缘件设计的尺寸因数。

通常，将插入电绝缘件的层之间的铝箔用作导电层。通常在箔的边缘处可以使用一般具有约300μm厚度的电阻性场分级材料(field-grading material，FGM)带，以改变电场，但这会导致高损耗。

EP 2 375 423涉及一种套管的电容器(condenser)主体，其中，浮动的导电箔设置有延伸穿过箔边缘的场分级材料(FGM)。

WO 2014/206435涉及在例如套管中使用还原的氧化石墨烯作为场分级材料。

US 4,320,437涉及一种用于电容器的辊部分，该辊部分包括聚丙烯和铝箔的交替条带的卷绕复合物，其中，沿着铝条带的纵向边缘具有电介质涂层的窄带。

作为使用箔的替代方案，可以将导电层印刷到绝缘材料膜上。(第2a页)

EP 2 911 255涉及一种高压引入装置，其包括导体和卷绕在导体上的不可渗透的膜，从而形成电容器芯(condenser core)。不可渗透的膜具有包括多个区域的表面，该多个区域设置有导电化合物，例如导电墨水，其中设置有导电化合物的每个区域均形成电容器芯的相应导电层。

发明内容

使用印刷技术而不是箔来施加浮置电极的导电材料(在本文中称为导电层)是有利的，例如，以避免在导电层和卷绕在导体上的绝缘材料的幅材(也称为膜)之间滑移。而且，与使用箔相比，可以使导电层更薄，从而在卷绕主体中占据更少的空间。

然而，当施加导电层时，印刷过程可能在导电层的边缘处引起缺陷，并且导电颗粒(例如，用于导电层的导电墨水的导电颗粒)可能在所述边缘处终止于印刷区域之外。此外，由于印刷的导电层通常比常规使用的箔薄，因此边缘处的电场进一步增加。

现已认识到，通过沿导电层的边缘以覆盖并延伸超出导电层的边缘的方式印刷高介电常数的材料，可以减轻这些问题。因此，可以将导电层的边缘处的缺陷和超出导电层的边缘的导电颗粒包含在高介电常数的材料中，并且可以修改边缘处增大的电场。

根据本发明的一个方面，提供了一种卷绕电气部件，卷绕电气部件包括卷绕主体，该卷绕主体包括围绕该卷绕主体的纵向轴线卷绕的电绝缘材料的幅材的多个卷绕层。卷绕主体包括多个导电材料的导电层，每个导电层被印刷到卷绕主体中的幅材的相应的单独区域上。多个导电层中的至少一个的边缘区域沿着所述边缘区域连接至高介电常数材料的印刷的高介电常数层，使得高介电常数层的印刷在幅材上的至少一部分延伸超出边缘区域。

在一些实施例中，卷绕电气部件是或包括套管(例如变压器套管)、电容器、电缆终端或仪表用互感器，优选地是高压(HV)变压器套管。卷绕电气部件可以例如构造用于HV应用，例如额定电压在52-1100kV范围内的HV应用。

根据本发明的另一个方面，提供了一种包括本公开的卷绕电气部件的实施例的电气设备，例如一种电力变压器。