[發明專利]具有加強導體的高壓套管

有效

• 申請號: 201110379297.3
• 申請日: 2011-11-18
• 公開（公告）號: CN102568675A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: J·比爾格森
• 申請（專利權）人: ABB技術有限公司
• 主分類號: H01B7/17
• 分類號: H01B7/17;H01B7/18;H01B7/24;H01B7/02
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華;龐淑敏

技術領域

本發明涉及高壓技術領域，且尤其涉及諸如套管的用于為導體提供電學絕緣的高壓器件。

背景技術

高壓套管用于以高電勢通過常稱為接地平面的平面運送電流，其中該平面與電流路徑處于不同的電勢。套管被設計為將位于套管內的高壓導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體的氣體填充套管中，套管中的導體的最大撓曲(deflection)影響套管的內徑，這影響套管的外徑。為了防止飛弧，最大撓曲越高，套管的內徑必須越大。在套管的內部，布置不同的場控制屏蔽以應付電場。如果導體不處于套管的中心或不靠近套管的中心，則場控制屏蔽將不會像所設計的那樣工作。因此存在最小化非常長的套管中的導體的撓曲的需要。

導體的靜態撓曲是由導體本身的重力和質量產生的。套管中的導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體管的材料常數(楊氏模量和密度)、管的長度、壁厚和直徑。

導體的尺寸被確定以傳導電流，即，對于給定電流和電阻性，導體的剖面表面是給定的。對于給定外徑的導體，壁厚將由管的剖面決定。

長度由套管的長度設置，套管的長度由例如電壓和飛弧距離的外部電力需求決定。

對于大電流，原則上在導體中僅可以使用銅或鋁或其合金。這將決定材料參數，該材料參數然后將設置材料的最大剛性。

總體上，所有參數由電力需求且還由管道的最大靜態撓曲設置。

當今設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，處于20m或甚至更長的范圍內。

導體的動態撓曲由地震力(即地震)或其他類型的振動產生。對于動態撓曲，導體的共振頻率是重要的。動態撓曲可能在錯誤的環境中遠大于靜態撓曲，且可能導致災難性故障。

發明內容

在所附權利要求書中展示了本發明的各個方面。

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

根據本發明的一個實施例，套管中的導體的縱向和橫向之間的角度小于40度。本發明將特別適于其中導體的縱向和橫向之間的角度小于20度的套管。導體的重力撓曲的影響隨著套管中的導體的縱向和橫向之間的角度變小而增加。

根據本發明的一個實施例，提供一種高壓套管，其中具有支撐部件的空心導體的增加的剛性使得具有支撐部件的空心導體的靜態撓曲小于空心導體單獨的靜態撓曲，即使支撐部件增加了導體的重量。

根據本發明的一個實施例，該支撐部件與空心導體的內表面的至少一部分接觸。

根據本發明的一個實施例，該支撐部件適于改變導體的共振頻率，這抑制了在地震期間的振蕩。

根據本發明的一個實施例，該支撐部件包括纖維加強聚合物。

根據本發明的一個實施例，該支撐部件包括碳纖維加強聚合物。

根據本發明的一個實施例，該支撐部件包括碳纖維加強環氧樹脂。

根據本發明的一個實施例，該支撐部件包括碳纖維加強聚酯。

根據本發明的一個實施例，該支撐部件是管狀的。

根據本發明的一個實施例，該支撐部件的壁厚沿著導體的縱向是恒定的。該支撐部件可以沿著導體的整個縱向或僅沿導體的縱向的一部分延伸。

根據本發明的一個實施例，該支撐部件的壁厚沿著導體的縱向變化，且其中支撐部件可以沿著導體的整個縱向或僅沿導體的縱向的一部分延伸。

根據本發明的一個實施例，該支撐部件沿著導體的整個縱向延伸，且該支撐部件的壁厚大于支撐部件在導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體受到高應力處賦予導體更大的剛性。

根據本發明的一個實施例，該支撐部件包括兩個或更多部件，每個部件布置在導體受到高應力處。

根據本發明的一個實施例，該支撐部件包括三個部件，一個部件布置在導體的縱向的中間部分，且兩個部件布置在導體的每一端且在空心導體內向中間延伸。

根據本發明的一個實施例，該支撐部件包括兩個部件，每個部件布置在導體的端部且在空心絕緣子內朝向中間延伸。

根據本發明的一個實施例，高壓套管是氣體絕緣套管。