[發(fā)明專(zhuān)利]具有加強(qiáng)導(dǎo)體的高壓套管

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110379297.3
• 申請(qǐng)日: 2011-11-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102568675A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: J·比爾格森
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: ABB技術(shù)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01B7/17
• 分類(lèi)號(hào): H01B7/17;H01B7/18;H01B7/24;H01B7/02
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 王茂華;龐淑敏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高壓技術(shù)領(lǐng)域，且尤其涉及諸如套管的用于為導(dǎo)體提供電學(xué)絕緣的高壓器件。

背景技術(shù)

高壓套管用于以高電勢(shì)通過(guò)常稱(chēng)為接地平面的平面運(yùn)送電流，其中該平面與電流路徑處于不同的電勢(shì)。套管被設(shè)計(jì)為將位于套管內(nèi)的高壓導(dǎo)體與接地平面電絕緣。接地平面例如可以是變壓器箱或墻壁，諸如是高壓直流(HVDC)閥廳壁。

在例如穿墻套管的具有自由懸掛導(dǎo)體的氣體填充套管中，套管中的導(dǎo)體的最大撓曲(deflection)影響套管的內(nèi)徑，這影響套管的外徑。為了防止飛弧，最大撓曲越高，套管的內(nèi)徑必須越大。在套管的內(nèi)部，布置不同的場(chǎng)控制屏蔽以應(yīng)付電場(chǎng)。如果導(dǎo)體不處于套管的中心或不靠近套管的中心，則場(chǎng)控制屏蔽將不會(huì)像所設(shè)計(jì)的那樣工作。因此存在最小化非常長(zhǎng)的套管中的導(dǎo)體的撓曲的需要。

導(dǎo)體的靜態(tài)撓曲是由導(dǎo)體本身的重力和質(zhì)量產(chǎn)生的。套管中的導(dǎo)體具有在兩端固定的管的形式。水平放置的管的撓曲取決于導(dǎo)體管的材料常數(shù)(楊氏模量和密度)、管的長(zhǎng)度、壁厚和直徑。

導(dǎo)體的尺寸被確定以傳導(dǎo)電流，即，對(duì)于給定電流和電阻性，導(dǎo)體的剖面表面是給定的。對(duì)于給定外徑的導(dǎo)體，壁厚將由管的剖面決定。

長(zhǎng)度由套管的長(zhǎng)度設(shè)置，套管的長(zhǎng)度由例如電壓和飛弧距離的外部電力需求決定。

對(duì)于大電流，原則上在導(dǎo)體中僅可以使用銅或鋁或其合金。這將決定材料參數(shù)，該材料參數(shù)然后將設(shè)置材料的最大剛性。

總體上，所有參數(shù)由電力需求且還由管道的最大靜態(tài)撓曲設(shè)置。

當(dāng)今設(shè)備必須處理的不斷增加的電壓和極高配電使得套管非常長(zhǎng)，處于20m或甚至更長(zhǎng)的范圍內(nèi)。

導(dǎo)體的動(dòng)態(tài)撓曲由地震力(即地震)或其他類(lèi)型的振動(dòng)產(chǎn)生。對(duì)于動(dòng)態(tài)撓曲，導(dǎo)體的共振頻率是重要的。動(dòng)態(tài)撓曲可能在錯(cuò)誤的環(huán)境中遠(yuǎn)大于靜態(tài)撓曲，且可能導(dǎo)致災(zāi)難性故障。

發(fā)明內(nèi)容

在所附權(quán)利要求書(shū)中展示了本發(fā)明的各個(gè)方面。

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供一種高壓套管，其包括空心絕緣子和通過(guò)空心絕緣子延伸的導(dǎo)體，該導(dǎo)體包括在空心絕緣子的端部固定的空心導(dǎo)體。該導(dǎo)體包括布置在空心導(dǎo)體內(nèi)的支撐部件，該支撐部件在空心導(dǎo)體的縱向中延伸，且該支撐部件適于支撐空心導(dǎo)體，以增加導(dǎo)體的剛性且由此減小空心絕緣子中導(dǎo)體的靜態(tài)撓曲。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，套管中的導(dǎo)體的縱向和橫向之間的角度小于40度。本發(fā)明將特別適于其中導(dǎo)體的縱向和橫向之間的角度小于20度的套管。導(dǎo)體的重力撓曲的影響隨著套管中的導(dǎo)體的縱向和橫向之間的角度變小而增加。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供一種高壓套管，其中具有支撐部件的空心導(dǎo)體的增加的剛性使得具有支撐部件的空心導(dǎo)體的靜態(tài)撓曲小于空心導(dǎo)體單獨(dú)的靜態(tài)撓曲，即使支撐部件增加了導(dǎo)體的重量。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，該支撐部件與空心導(dǎo)體的內(nèi)表面的至少一部分接觸。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，該支撐部件適于改變導(dǎo)體的共振頻率，這抑制了在地震期間的振蕩。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，該支撐部件包括纖維加強(qiáng)聚合物。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，該支撐部件包括碳纖維加強(qiáng)聚合物。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，該支撐部件包括碳纖維加強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，該支撐部件包括碳纖維加強(qiáng)聚酯。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，該支撐部件是管狀的。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，該支撐部件的壁厚沿著導(dǎo)體的縱向是恒定的。該支撐部件可以沿著導(dǎo)體的整個(gè)縱向或僅沿導(dǎo)體的縱向的一部分延伸。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，該支撐部件的壁厚沿著導(dǎo)體的縱向變化，且其中支撐部件可以沿著導(dǎo)體的整個(gè)縱向或僅沿導(dǎo)體的縱向的一部分延伸。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，該支撐部件沿著導(dǎo)體的整個(gè)縱向延伸，且該支撐部件的壁厚大于支撐部件在導(dǎo)體的縱向的端部和中間的平均壁厚，該支撐部件由此使得在導(dǎo)體受到高應(yīng)力處賦予導(dǎo)體更大的剛性。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，該支撐部件包括兩個(gè)或更多部件，每個(gè)部件布置在導(dǎo)體受到高應(yīng)力處。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，該支撐部件包括三個(gè)部件，一個(gè)部件布置在導(dǎo)體的縱向的中間部分，且兩個(gè)部件布置在導(dǎo)體的每一端且在空心導(dǎo)體內(nèi)向中間延伸。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，該支撐部件包括兩個(gè)部件，每個(gè)部件布置在導(dǎo)體的端部且在空心絕緣子內(nèi)朝向中間延伸。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，高壓套管是氣體絕緣套管。