[發(fā)明專利]采用非線性電導復合材料均壓結(jié)構(gòu)的穿墻套管

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710464180.2
• 申請日: 2017-06-19
• 公開（公告）號: CN107257116B
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何金良;胡軍;趙孝磊;楊霄;余占清;曾嶸;張波;李琦
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學
• 主分類號: H02G3/22
• 分類號: H02G3/22;H02G3/04
• 代理公司: 重慶百潤洪知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50219
• 代理人: 劉立春

一種采用非線性電導復合材料均壓結(jié)構(gòu)的穿墻套管，包括導桿，所述導桿為桿狀結(jié)構(gòu)，所述導桿的外側(cè)包裹有均壓層，所述均壓層外包裹有限流層，所述限流層外包裹有硅橡膠傘群護套，所述限流層內(nèi)鑲嵌有電極延伸層。其有益效果是：通過采用非線性電導復合材料作為均壓層與電極延伸層來均勻主絕緣內(nèi)部及法蘭附近的場強，不僅很好地解決了主絕緣發(fā)生擊穿和法蘭處發(fā)生閃絡(luò)的問題，同時也使得穿墻套管尺寸得到減小，套管的散熱性能得到明顯改善，生產(chǎn)工藝得到很大的簡化，效率與經(jīng)濟效益得到提升。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高壓輸電連接設(shè)備領(lǐng)域，特別是一種采用非線性電導復合材料均壓結(jié)構(gòu)的穿墻套管。

背景技術(shù)

穿墻套管用于將高電壓導線穿過墻體，作為電力系統(tǒng)的重要設(shè)備，其可靠性對電力系統(tǒng)的安全可靠運行具有重要影響作用。套管由高壓電極導桿插入地電極中間法蘭的中心而構(gòu)成，是一種典型的電場具有垂直介質(zhì)表面分量的絕緣結(jié)構(gòu)，其主絕緣容易發(fā)生擊穿且法蘭邊緣處容易發(fā)生閃絡(luò)。為此必須改善法蘭和導桿附近的電場，提高介質(zhì)的絕緣強度，設(shè)計和選擇合適的絕緣結(jié)構(gòu)及材料。穿墻套管具有多種形式，目前以電容式均壓的結(jié)構(gòu)為主。電容式套管內(nèi)絕緣采用電容芯子結(jié)構(gòu)，強迫套管內(nèi)部電場均化。但電容芯子的制作對工藝水平具有很高的要求，在生產(chǎn)過程中容易出現(xiàn)各種質(zhì)量問題，對電容式套管的可靠性產(chǎn)生顯著影響；較高要求的技術(shù)水平也嚴重制約了生產(chǎn)成本的降低和生產(chǎn)效率的提高。此外，采用電容芯子的高壓直流套管由于尺寸大、內(nèi)部發(fā)熱嚴重，是套管安全可靠運行的重大隱患所在。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決上述問題，設(shè)計了一種采用非線性電導復合材料均壓結(jié)構(gòu)的穿墻套管。具體設(shè)計方案為：

一種采用非線性電導復合材料均壓結(jié)構(gòu)的穿墻套管，包括導桿，所述導桿為桿狀結(jié)構(gòu)，所述導桿的外側(cè)包裹有均壓層，所述均壓層外包裹有限流層，所述限流層外包裹有硅橡膠傘群護套，所述限流層內(nèi)鑲嵌有電極延伸層。

所述均壓層、電極延伸層均為由無機填料粉體顆粒、高絕緣強度有機材料復合而成的非線性電導復合材料，所述均壓層5非線性電導復合材料的閥值場強大于所述電極延伸層非線性電導復合材料的閥值場強。所述導桿的兩端設(shè)有下法蘭，所述下法蘭、硅橡膠傘群護套形成密閉空間，所述導桿、均壓層、限流層、電極延伸層均位于所述密閉空間內(nèi)，所述導桿的兩端貫穿所述下法蘭并連接有接線端子。

所述硅橡膠傘群護套的中部設(shè)有上法蘭，所述上法蘭的兩端與所述硅橡膠傘群護套連接，所述法蘭的內(nèi)環(huán)與所述電極延伸層相接觸，所述硅橡膠傘群護套為管狀結(jié)構(gòu)，所述硅橡膠傘群護套的外環(huán)設(shè)有傘狀凸起，所述傘狀凸起與所述硅橡膠傘群護套為一次注塑成型的整體結(jié)構(gòu)，所述傘狀凸起的數(shù)量為多個，多個傘狀凸起沿所述硅橡膠傘群護套的軸向方向呈直線陣列分布。

所述無機填料粉體顆粒包括氧化鋅壓敏陶瓷粉體、SiC粉體，TiO2粉體、SrTiO3粉體、CCTO粉體、SnO2粉體的至少一種，所述高絕緣強度有機材料包括環(huán)氧樹脂、聚乙烯、聚丙烯、三元乙丙橡膠。

所述非線性電導復合材料的閥值場強通過套管中電壓選擇，所述非線性電導復合材料的閥值場強通過所述非線性電導復合材料的幾何尺寸選擇，所述非線性電導復合材料的閥值場強通過無機填料粉體顆粒的顆粒大小調(diào)整，所述非線性電導復合材料的閥值場強通過無機填料粉體顆粒的體積份數(shù)調(diào)整，所述非線性電導復合材料的閥值場強通過引入微量體積分數(shù)的導電粉體顆粒進行多元共混摻雜調(diào)整。

所述無機填料粉體顆粒大小取值區(qū)間為30nm到300μm，所述無機填料粉體顆粒中的各成分的體積份數(shù)取值為氧化鋅壓敏陶瓷粉末5份-80份，或SiC、TiO2、SrTiO3、CCTO、SnO2粉體10份-95份。

通過本發(fā)明的上述技術(shù)方案得到的采用非線性電導復合材料均壓結(jié)構(gòu)的穿墻套管，其有益效果是：