專(zhuān)利名稱(chēng)：帶襯層的高壓絕緣芯體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
帶襯層的高壓絕緣芯體是高壓電器中的主要絕緣部件，主要用作將高壓電穿過(guò)接地體的絕緣體。常用作變壓器套管、穿墻套管、電流互感器一次繞組絕緣芯體。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)的高壓絕緣芯體有以下幾種(1)油紙絕緣芯體。近百年來(lái)用于穿墻套管、變壓器套管和電流互感器一次繞組的絕緣芯體都是使用油紙絕緣芯體，將絕緣紙或夾有金屬屏的絕緣紙包繞在導(dǎo)電體上，裝入瓷套制成套管后再進(jìn)行真空干燥、真空浸油，形成油紙絕緣套管。(2)充氣絕緣芯體。近幾十年來(lái)，國(guó)內(nèi)外出現(xiàn)了用于充SF6和充N(xiāo)2的套管的充氣式絕緣芯體，SF6比油紙的絕緣水平還要高。(3)近十年來(lái)在我國(guó)出現(xiàn)了干式有機(jī)絕緣薄膜的絕緣芯體，這種有機(jī)絕緣薄膜芯體是在導(dǎo)體表面交替包繞數(shù)層有機(jī)薄膜絕緣帶、金屬屏形成電容芯子。例如，中華人民共和國(guó)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局1999年2月10日授權(quán)公告的名稱(chēng)為一種新型干式高壓電流互感器的ZL99201400.X實(shí)用新型專(zhuān)利，便是其中一例。這種絕緣芯體克服了油紙絕緣芯體和充氣絕緣芯體容易滲漏，污染環(huán)境，存在潛在爆炸危險(xiǎn)，維護(hù)檢修工作量大等缺陷，很快地推廣到35～220kV電網(wǎng)的穿墻套管、電流互感器、電纜終端頭等領(lǐng)域使用。(4)近兩年來(lái)在我國(guó)又出現(xiàn)了一種浸環(huán)氧樹(shù)脂纖維高壓絕緣芯體，是由浸環(huán)氧樹(shù)脂纖維與導(dǎo)電或半導(dǎo)電的電容屏交替包繞在導(dǎo)電體上制成，例如中華人民共和國(guó)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局2005年3月30日授權(quán)公告的名稱(chēng)為浸環(huán)氧樹(shù)脂纖維高壓絕緣芯體的ZL02129294.9發(fā)明專(zhuān)利，便是其中一例。
上述絕緣芯體中干式有機(jī)絕緣薄膜的絕緣芯體具有很大優(yōu)勢(shì)，無(wú)油、無(wú)瓷、無(wú)氣；防火、防爆、防污閃；體積小、重量輕、維護(hù)工作量小。但是當(dāng)電壓等級(jí)很高時(shí)，例如330kV，550kV時(shí)，整個(gè)芯體的絕緣厚度大大增加，絕緣越厚越容易在這種絕緣帶的包繞過(guò)程中或絕緣芯體的組裝、運(yùn)輸過(guò)程中受到內(nèi)應(yīng)力和外力作用，出現(xiàn)絕緣薄膜竄動(dòng)、電容屏斷裂，以致絕緣結(jié)構(gòu)松動(dòng)，造成絕緣芯體損壞，影響安全運(yùn)行。
浸環(huán)氧樹(shù)脂纖維高壓絕緣芯體的維護(hù)運(yùn)行工作量也很小，也具有無(wú)油、無(wú)瓷、無(wú)氣，防火、防爆、防污閃等優(yōu)點(diǎn)，也是很有前途的絕緣芯體。但是隨著電壓的升高，整個(gè)芯體的絕緣厚度增大，在包繞過(guò)程中的內(nèi)應(yīng)力變化和加熱固化及冷卻過(guò)程中絕緣芯體徑向和軸向受熱不均勻所造成的內(nèi)應(yīng)力的變化，使絕緣芯體容易變形，從而使絕緣層中某些部分出現(xiàn)裂縫，造成局部放電量增大，絕緣水平降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在克服上述有機(jī)絕緣薄膜的絕緣芯體和浸環(huán)氧樹(shù)脂纖維的絕緣芯體現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種帶襯層的高壓絕緣芯體，用緊密附著在電容屏表面的，與電容屏具有相同形狀的襯層將有機(jī)絕緣薄膜或浸環(huán)氧樹(shù)脂纖維的絕緣芯體在徑向方向分成幾個(gè)單元，使每個(gè)單元絕緣的厚度限制在一定范圍內(nèi)。
按照本發(fā)明提供的一種帶襯層的高壓絕緣芯體，包括設(shè)置于絕緣芯體中心的呈一字形或U形的導(dǎo)電體1，設(shè)置在導(dǎo)電體兩端的導(dǎo)電線夾2，由有機(jī)絕緣薄膜帶3和導(dǎo)電或半導(dǎo)電材料制成的電容屏4交替包繞在導(dǎo)電體1外表面形成電容均壓絕緣芯體5，有機(jī)絕緣護(hù)層6緊密地結(jié)合在電容均壓絕緣芯體5的外表面上，有機(jī)絕緣傘裙7緊密地裝配在有機(jī)絕緣護(hù)層6外超出接地屏8的部分，末屏引線9牢固連接在接地屏8上并引至外護(hù)套外，在相隔若干個(gè)電容屏的某電容屏4′的外表面緊密地設(shè)置剛性硬襯層10，剛性硬襯層10內(nèi)側(cè)電容屏4′及襯層外側(cè)電容屏4″通過(guò)導(dǎo)體或半導(dǎo)體11連接。
按照本發(fā)明提供的另一種帶襯層的高壓絕緣芯體，包括設(shè)置于絕緣芯體中心的呈一字形或U形的導(dǎo)電體1，設(shè)置在導(dǎo)電體兩端的導(dǎo)電線夾2，由浸環(huán)氧樹(shù)脂纖維絲3和導(dǎo)電或半導(dǎo)電材料制成的電容屏4交替包繞在導(dǎo)電體1外表面形成電容均壓絕緣芯體5，有機(jī)絕緣護(hù)層6緊密地結(jié)合在電容均壓絕緣芯體5的外表面上接地屏8所限定的部位，其有機(jī)絕緣傘裙7緊密地裝配在電容均壓絕緣芯體5的表面超出接地屏8的部分，末屏引線9牢固連接在接地屏8上并引至外護(hù)套外，在相隔若干個(gè)電容屏的某電容屏4′的外表面緊密地設(shè)置柔性襯層10，柔性襯層10內(nèi)側(cè)電容屏4′及襯層外側(cè)電容屏4″通過(guò)導(dǎo)體或半導(dǎo)體11連接。
所述的帶襯層的高壓絕緣芯體，其襯層10緊密附著在電容屏4′表面，具有和電容屏4′同樣的形狀，是由剛性或柔性材料制成，襯層10的數(shù)目至少不少于一個(gè)。
所述的帶襯層的高壓絕緣芯體，其有機(jī)絕緣護(hù)層6緊密地結(jié)合在電容均壓絕緣體5的全部外表面上或被接地屏8所限定的部分外表面上。
所述的帶襯層的高壓絕緣芯體，由具有彈性的緩沖層(12)緊密附著在襯層(10)的內(nèi)、外表面。
所述的帶襯層的高壓絕緣芯體，其電容屏4是由薄膜與薄膜上、下表面所鍍的金屬層構(gòu)成。
所述的帶襯層的高壓絕緣芯體，其電容屏4是由帶狀金屬網(wǎng)繞包或金屬絲纏繞構(gòu)成。
所述的帶襯層的高壓絕緣芯體，其電容屏4的軸向長(zhǎng)度隨距導(dǎo)電體1徑向距離的增大而逐漸縮短，在鄰近導(dǎo)電體1和接地屏8的電容屏4間靠端部位置增設(shè)較短的電容屏13，較短的電容屏13的數(shù)目至少不少于一個(gè)。
所述的帶襯層的高壓絕緣芯體，其半導(dǎo)電過(guò)渡層14緊密附著在導(dǎo)電體1的表面。
按照本發(fā)明提供的上述帶襯層的絕緣芯體，在結(jié)構(gòu)上比有機(jī)絕緣薄膜的絕緣芯體或浸環(huán)氧樹(shù)脂纖維絕緣芯體增加了幾個(gè)襯層，將很厚的電容均壓絕緣芯體從徑向上分隔成幾個(gè)相對(duì)較薄的絕緣單元，將包繞、熱縮、固化工藝過(guò)程中引起的內(nèi)應(yīng)力的變化以及由于運(yùn)輸或者振動(dòng)等外力引起的內(nèi)應(yīng)力變化分布在幾個(gè)絕緣單元中，減小了每個(gè)單元的內(nèi)應(yīng)力變化。在有機(jī)絕緣薄膜的絕緣芯體中，由于硬襯層的存在，在每個(gè)被分割的絕緣單元中不至于造成絕緣薄膜滑動(dòng)、位移，不會(huì)使絕緣體失去穩(wěn)定，不會(huì)造成芯體松動(dòng)。在浸環(huán)氧樹(shù)脂纖維絕緣芯體中，由于柔性襯層的存在，在每個(gè)被分割的絕緣單元中不至于造成絕緣體變形，從而造成絕緣體裂縫。同時(shí)每個(gè)較薄的絕緣單元都有襯層隔離，可以防止單元外的應(yīng)力變化直接傳遞到單元內(nèi)部。
為了防止由于襯層與絕緣介質(zhì)的熱膨脹率不同而造成襯層與絕緣介質(zhì)之間出現(xiàn)縫隙，產(chǎn)生局部放電，影響整個(gè)電容均壓絕緣芯體的絕緣水平。為此，在襯層外設(shè)置一層電容屏并將襯層內(nèi)的電容屏與襯層外的電容屏通過(guò)導(dǎo)體或半導(dǎo)體電連接，使襯層置于兩個(gè)電容屏中間，使兩側(cè)的電容屏將襯層屏敝起來(lái)，襯層不起介質(zhì)的作用，不承擔(dān)電壓，就不會(huì)在襯層處發(fā)生局部放電了。
與現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明帶襯層式絕緣芯體具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)由于不少于一個(gè)硬襯層的存在將有機(jī)絕緣薄膜的絕緣芯體分成幾個(gè)絕緣單元，使整體的應(yīng)力變化被分布到幾個(gè)單元中，從而減小了每個(gè)單元應(yīng)力變化，防止了有機(jī)絕緣薄膜的絕緣芯體中絕緣帶滑動(dòng)、位移，甚至絕緣體松動(dòng)，絕緣水平降低。
(2)由于不少于一個(gè)柔性襯層的存在，使整體的應(yīng)力變化被分布到幾個(gè)單元中，從而減小了每個(gè)單元的應(yīng)力變化，使得浸環(huán)氧樹(shù)脂纖維絕緣芯體不再由于內(nèi)應(yīng)力的變化出現(xiàn)絕緣裂縫。
(3)由于硬襯層緊密的包覆在有機(jī)絕緣薄膜的絕緣芯體的電容屏表面，并具有與電容屏同樣的形狀，因此襯層與內(nèi)部的絕緣單元有較大的的接觸面積，減小了絕緣單元對(duì)硬襯層的壓強(qiáng)，防止絕緣體被擠壓變形。
(4)由于硬襯層有很好的機(jī)械強(qiáng)度，從而增強(qiáng)了絕緣體的抗彎強(qiáng)度，也保護(hù)了絕緣體不因裝配時(shí)卡瓦擠壓的機(jī)械力過(guò)大而損壞。


圖1為一部分剖視圖，示意示出按照本發(fā)明的具有帶襯層的高壓絕緣芯體的一種實(shí)施例，其中導(dǎo)電體采用一字形；圖2為按照本發(fā)明的具有帶襯層的高壓絕緣芯體的另一種實(shí)施例示意圖，，其中導(dǎo)電體采用U字形。
具體實(shí)施例方式參見(jiàn)圖1和圖2，一種帶襯層的高壓絕緣芯體，包括設(shè)置于絕緣芯體中心的呈一字形或U形的導(dǎo)電體1，設(shè)置在導(dǎo)電體兩端的導(dǎo)電線夾2，由有機(jī)絕緣薄膜帶3(例如聚四氟乙烯薄膜)和導(dǎo)電或半導(dǎo)電材料構(gòu)成的電容屏4(例如共設(shè)置20個(gè)鋁箔屏)交替包繞在導(dǎo)電體1外表面形成電容均壓絕緣芯體5，有機(jī)絕緣護(hù)層(6)(例如熱縮管)緊密地結(jié)合在電容均壓絕緣芯體(5)的外表面，有機(jī)絕緣傘裙7(例如硅橡膠整體傘裙)緊固在有機(jī)絕緣外護(hù)套外超出接地屏8的部分，末屏引線9牢固連接在接地屏8上并引至外護(hù)套外，在相隔若干個(gè)電容屏的電容屏4′(例如相隔10個(gè)電容屏)的外表面緊密地設(shè)置襯層10(例如環(huán)氧樹(shù)脂襯層)，襯層10內(nèi)側(cè)電容屏4′及襯層外側(cè)電容屏4″通過(guò)導(dǎo)體或半導(dǎo)體11(例如導(dǎo)線)電連接，在電場(chǎng)中相當(dāng)于將襯層10屏蔽，襯層10起到將很厚的絕緣體徑向分割成幾個(gè)較薄的絕緣單元的作用，構(gòu)成一種具有硬襯層的的有機(jī)絕緣薄膜絕緣芯體。
參見(jiàn)圖1和圖2，另一種帶襯層的高壓絕緣芯體，包括設(shè)置于絕緣芯體中心的呈一字形或U形的導(dǎo)電體1，設(shè)置在導(dǎo)電體兩端的導(dǎo)電線夾2，由浸環(huán)氧樹(shù)脂纖維絲3(例如浸環(huán)氧樹(shù)脂玻璃纖維)和導(dǎo)電或半導(dǎo)電材料構(gòu)成的電容屏4(例如共設(shè)置20層半導(dǎo)電帶層)交替包繞在導(dǎo)電體1外表面形成電容均壓絕緣芯體5，有機(jī)絕緣護(hù)套6(例如絕緣漆層)緊密地結(jié)合在電容均壓絕緣芯體5的外部分表面(例如被接地屏所限定的部位)，有機(jī)絕緣傘裙7(例如硅橡膠整體傘裙)緊固在電容均壓絕緣芯體5表面超出接地屏8的部分，末屏引線9牢固連接在接地屏8上并引至外護(hù)套外，在相隔若干個(gè)電容屏的電容屏4′(例如相隔10個(gè)電容屏)的外表面緊密地設(shè)置襯層10(例如熱縮管)，襯層10內(nèi)側(cè)電容屏4′及襯層外側(cè)電容屏4″通過(guò)導(dǎo)體或半導(dǎo)體11(例如導(dǎo)電片)電連接，在電場(chǎng)中相當(dāng)將襯層10屏蔽，襯層10起到將很厚的絕緣體徑向分割成幾個(gè)的較薄絕緣單元的作用，構(gòu)成一種具有柔性襯層的浸環(huán)氧樹(shù)脂纖維絕緣芯體。
參見(jiàn)圖1，所述襯層10的內(nèi)外表面設(shè)置彈性的緩沖層(例如半導(dǎo)電熱縮管)，可以吸收由于材料熱膨脹系數(shù)不同引起的應(yīng)力變化。
參見(jiàn)圖1，所述的電容屏4是由雙面鍍金屬的薄膜(例如聚丙烯雙面鍍鋁膜)構(gòu)成。
參見(jiàn)圖1，所述的電容屏4由帶狀金屬網(wǎng)繞包或金屬絲纏繞構(gòu)成。
參見(jiàn)圖1，所述的電容屏4的軸向長(zhǎng)度隨距導(dǎo)電體徑向距離的增大而逐漸縮短(例如導(dǎo)電體長(zhǎng)度3500mm，靠導(dǎo)電體的第一個(gè)電容屏長(zhǎng)度為3000mm，徑向每增加一屏，長(zhǎng)度縮短100mm，接地屏長(zhǎng)度為1000mm)，在鄰近導(dǎo)電體1和接地屏8的電容屏4間靠端部位置增設(shè)較短的電容屏13，較短的電容屏13的數(shù)目至少不少于一個(gè)，例如靠近導(dǎo)體和靠近末屏的3層電容屏的端部增設(shè)較短的鋁箔屏13，鋁箔屏長(zhǎng)度為150mm。
參見(jiàn)圖1，所述的半導(dǎo)電過(guò)渡層14(例如半導(dǎo)電帶)緊密附著在導(dǎo)電體1的表面。
權(quán)利要求
1.一種帶襯層的高壓絕緣芯體，包括設(shè)置于絕緣芯體中心的呈一字形或U形的導(dǎo)電體(1)，設(shè)置在導(dǎo)電體兩端的導(dǎo)電線夾(2)，由有機(jī)絕緣薄膜帶或浸環(huán)氧樹(shù)脂纖維絲(3)和導(dǎo)電或半導(dǎo)電材料制成的電容屏(4)交替包繞在導(dǎo)電體(1)外表面形成電容均壓絕緣芯體(5)，有機(jī)絕緣護(hù)層(6)緊密地結(jié)合在電容均壓絕緣芯體(5)的外表面，有機(jī)絕緣傘裙(7)緊密地裝配在有機(jī)絕緣外護(hù)套(6)外超出接地屏(8)的部分，末屏引線(9)牢固連接在接地屏(8)上并引至外護(hù)套外，其特征在于在相隔若干個(gè)電容屏的某電容屏(4′)的外表面緊密地設(shè)置襯層(10)，襯層(10)內(nèi)側(cè)電容屏(4′)及襯層外側(cè)電容屏(4″)通過(guò)導(dǎo)體或半導(dǎo)體(11)連接。
2.如權(quán)利要求1所述的帶襯層的高壓絕緣芯體，其特征在于襯層(10)緊密附著在電容屏(4′)表面，具有和電容屏(4′)同樣的形狀，是由剛性或柔性材料制成，襯層(10)的數(shù)目至少不少于一個(gè)。
3.如權(quán)利要求1所述的帶襯層的高壓絕緣芯體，其特征在于有機(jī)絕緣護(hù)層(6)緊密地結(jié)合在電容均壓絕緣體(5)的全部外表面上或被接地屏(8)所限定的部分外表面上。
4.如權(quán)利要求1，2所述的帶襯層的高壓絕緣芯體，其特征在于由具有彈性的緩沖層(12)緊密附著在襯層(10)的內(nèi)、外表面。
5.如權(quán)利要求1所述的帶襯層的高壓絕緣芯體，其特征在于電容屏(4)是由薄膜與薄膜上、下表面所鍍的金屬層構(gòu)成。
6.如權(quán)利要求1所述的帶襯層的高壓絕緣芯體，其特征在于電容屏(4)是由帶狀金屬網(wǎng)繞包或金屬絲纏繞構(gòu)成。
7.如權(quán)利要求1所述的帶襯層的高壓絕緣芯體，其特征在于電容屏(4)的軸向長(zhǎng)度隨距導(dǎo)電體(1)徑向距離的增大而逐漸縮短，在鄰近導(dǎo)電體(1)和接地屏(8)的電容屏(4)間靠端部位置增設(shè)較短的電容屏(13)，較短的電容屏(13)的數(shù)目至少不少于一個(gè)。
8.如權(quán)利要求1所述的帶襯層的高壓絕緣芯體，其特征在于半導(dǎo)電過(guò)渡層(14)緊密附著在導(dǎo)電體(1)的表面。
全文摘要
帶襯層的高壓絕緣芯體用緊密附著在電容屏表面的，與電容屏具有相同形狀的襯層將絕緣芯體在徑向方向分成幾個(gè)單元，使每個(gè)單元的絕緣的厚度限制在一定范圍內(nèi)，同時(shí)將襯層內(nèi)側(cè)電容屏及襯層外側(cè)電容屏通過(guò)導(dǎo)體或半導(dǎo)體電連接。將生產(chǎn)過(guò)程中以及運(yùn)輸或者振動(dòng)引起的內(nèi)應(yīng)力變化分布在幾個(gè)單元中，解決因絕緣芯體過(guò)厚造成絕緣薄膜滑動(dòng)、絕緣體失穩(wěn)、松動(dòng)或變形等問(wèn)題。
文檔編號(hào)H01F27/00GK1892929SQ200510082919
公開(kāi)日2007年1月10日 申請(qǐng)日期2005年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月7日
發(fā)明者黃維樞, 涂天璧 申請(qǐng)人:北京天威瑞恒高壓套管有限公司