電傳導(dǎo)裝置、端部電暈防護設(shè)備和用于制造端部電暈防護裝置的方法
【專利摘要】在具有高的測定電壓的電運行裝置情況下，可以在其端部處用端部電暈防護裝置包圍主絕緣部。為了預(yù)先給定端部電暈防護裝置的電阻，可以以多個層涂敷部分導(dǎo)電的漆。在此情況下可以得到端部電暈防護裝置的電阻值在層之間的過渡。于是在此可能出現(xiàn)場強的過高，由此可能在端部電暈防護裝置內(nèi)也出現(xiàn)部分放電。本發(fā)明的任務(wù)是提供具有高的電強度的端部電暈防護裝置。本發(fā)明的電傳導(dǎo)裝置包括導(dǎo)電的傳導(dǎo)元件（40）以及至少局部地包圍該傳導(dǎo)元件（40）的電絕緣外罩（42）。在該外罩（42）上在外側(cè)處布置由以下材料制成的涂層（44）形式的端部電暈防護裝置，該材料具有朝著外罩（42）的一個端部（42'）增加的比電阻。本發(fā)明還包括一種端部電暈防護設(shè)備（44）以及一種用于制造端部電暈防護裝置的方法。
【專利說明】電傳導(dǎo)裝置、端部電暈防護設(shè)備和用于制造端部電暈防護裝置的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有導(dǎo)電的傳導(dǎo)元件和至少局部地包圍該傳導(dǎo)元件的電絕緣外罩的電傳導(dǎo)裝置，所述傳導(dǎo)元件例如是銅棒。在該外罩的外側(cè)上在端部處提供端部電暈防護裝置。本發(fā)明還涉及一種用于電傳導(dǎo)裝置的面型端部電暈防護設(shè)備以及一種用于為電傳導(dǎo)元件的電絕緣外罩制造端部電暈防護裝置的方法。所述類型的端部電暈防護裝置例如由EP 2362399A1 已知。

【背景技術(shù)】
[0002]在具有高的測定電壓、尤其是超過5kV的測定電壓的電運行裝置情況下，例如帶電壓的導(dǎo)體棒必須具有電絕緣部，利用內(nèi)部的和外部的傳導(dǎo)層使所述電絕緣部與空腔和脫落屏蔽開。這樣的電運行裝置的例子是發(fā)電機、電動機、變壓器、引線和電纜。
[0003]通過傳導(dǎo)層避免在主絕緣部內(nèi)部得到電場強度的不規(guī)則分布并由此引起部分放電，所述部分放電可能破壞主絕緣部。位于主絕緣部與導(dǎo)體棒之間的內(nèi)部傳導(dǎo)層也稱為內(nèi)部電勢控制裝置(IPS)。位于主絕緣部的外側(cè)上的外部傳導(dǎo)層也稱為外部電暈防護裝置(AGS)。從電導(dǎo)體棒出發(fā)的電場在主絕緣部中從IPS出發(fā)地在徑向方向上直至AGS被降低。
[0004]為了能將運行裝置的導(dǎo)體棒與其它電裝置連接，必須對棒端部除去絕緣。換句話說，在棒端部處不可能借助IPS、主絕緣部和AGS在電場的分布圖方面以期望的方式控制該電場。下面借助圖1更詳細闡述就此而言出現(xiàn)的問題。該圖示出發(fā)電機繞組棒12在繞組棒12的源于用于高電壓的發(fā)電機的定子鐵心16的出射部位14的區(qū)域中的棒端部10。與地電勢18電連接的外部電暈防護裝置AGS在出射部位14處結(jié)束。主絕緣部20朝著繞組棒12的除去絕緣的區(qū)域22的方向繼續(xù)。
[0005]在圖1中示出的該裝置是一種典型的滑動裝置(Gleitanordnung)，該滑動裝置不僅能在發(fā)電機、而且能在電動機、變壓器、引線和電纜處被設(shè)置。在圖1中針對該裝置示出電場的等勢線24以及與所述等勢線垂直的力線26。電場包圍帶電壓的繞組棒12。在該電場情況下，在出射區(qū)域14中的力線在外部電暈防護裝置AGS的端部處分別除了徑向分量28之外也具有強的非線性正切分量30，該正切分量平行于主絕緣部20的表面。由于等勢線24在外部電暈防護裝置AGS的邊緣32處的非常密集的分布圖，電場強度在那里的數(shù)值是最大的。在此得到非常低的部分放電使用電壓。因此在邊緣32的區(qū)域中一再出現(xiàn)不期望的蠕緩放電。
[0006]為此在圖1的下部區(qū)域中再次示出如在主絕緣20的外部表面34上沿著繞組棒12的縱向延伸方向36得到的電勢的分布圖。
[0007]在邊緣32的區(qū)域中，電勢從地電勢(繞組棒12的電勢的0%)在若干毫米的區(qū)域中上升到繞組棒12的電勢的100%。換句話說，在該比較小的路段區(qū)域上5kV及更大的電壓下降。
[0008]為了防止在邊緣32處的部分放電，可以設(shè)置另外的外部電暈防護裝置，該另外的外部電暈防護裝置也在出射部位14另一邊包圍主絕緣部20。于是該另外的外部電暈防護裝置稱為端部電暈防護裝置或電纜端部封閉裝置。這樣的端部電暈防護裝置由電阻性電勢控制裝置或場控制裝置組成，即端部電暈防護裝置具有比AGS高的電阻。端部電暈防護裝置可以基于碳化硅或其它半導(dǎo)電的填料通過部分導(dǎo)電的漆或部分導(dǎo)電的繃帶來制造。在此情況下，部分電導(dǎo)率被理解為小于金屬導(dǎo)體的電導(dǎo)率和大于電絕緣體的電導(dǎo)率的電導(dǎo)率。這樣的電勢控制的目標(biāo)是獲得主絕緣部20的表面電勢的不太陡峭的分布圖。
[0009]為此迄今已知，利用半導(dǎo)體漆或半導(dǎo)體繃帶在外部電暈防護裝置AGS的邊緣32另一邊包圍主絕緣體20的表面34 (W.P.Schmide等人.: 〃UmweItvertrjiglicheHarzimpragnierung elektrischer Maschinen mittels Stromwarme^, Bundesministeriumfiir Verkehr, Innovat1n und Technologie, Berichte aus Energie- undUmweltforschung, 62/2006)。但是必要的是,包圍主絕緣部20的端部電暈防護裝置的電阻從邊緣32出發(fā)朝著繞組棒12的除去絕緣的區(qū)域22增加。否則可以在端部電暈防護裝置與區(qū)域22之間構(gòu)造出電弧。為了預(yù)先給定端部電暈防護裝置沿著延伸方向36的電阻，可以將部分導(dǎo)電的漆涂敷在多個層中。這些層在此沿著延伸方向36不同遠地延伸。由此這樣產(chǎn)生的層裝置具有可沿著延伸方向36變化的厚度。對應(yīng)地可以規(guī)定，通過多個部分導(dǎo)電的繃帶來提供端部電暈防護裝置并且在此情況下將繃帶在邊緣32的區(qū)域中比在除去絕緣的區(qū)域22附近纏繞得更厚。因此，取決于位置的電阻在兩種解決方案中通過漆層或繃帶的對應(yīng)預(yù)先給定的傳導(dǎo)橫截面來實現(xiàn)。
[0010]在這些解決方案情況下不利的是，在端部電暈防護裝置的區(qū)域中得到過渡部位，也就是在漆層之間或者在繃帶的各個覆層之間的過渡。于是在此可能出現(xiàn)場強的過高，由此也可能在端部電暈防護裝置內(nèi)部發(fā)生部分放電。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的任務(wù)是提供具有高的電強度的端部電暈防護裝置。
[0012]該任務(wù)通過根據(jù)權(quán)利要求1的電傳導(dǎo)裝置、根據(jù)權(quán)利要求11的端部電暈防護設(shè)備和根據(jù)權(quán)利要求12的方法解決。本發(fā)明的有利改進通過從屬權(quán)利要求給定。
[0013]本發(fā)明的電傳導(dǎo)裝置包括導(dǎo)電的傳導(dǎo)元件，也就是例如由銅制成的導(dǎo)體棒，以及至少局部地包圍該傳導(dǎo)元件的電絕緣外罩，例如在導(dǎo)體棒情況下的主絕緣部。在該外罩上，在外側(cè)處布置由以下材料制成的涂層形式的端部電暈防護裝置，該材料具有朝著外罩的一個端部增加的比電阻。外罩的該端部例如可以是至除去絕緣的區(qū)域的過渡。
[0014]換句話說，所述材料在其比電阻方面是非均勻的。代替地規(guī)定，該材料的組成是取決于位置的并且由此得到取決于位置的比電阻。因此，如果在涂層中在不同部位處測量涂層的小體積元的電阻，也就是例如涂層的分別一個立方毫米的電阻，則在此情況下對于更靠近外罩端部的體積元得到比在距外罩端部更大距離的體積元更大的電阻值。在此描述的該測量在此出發(fā)點是，利用相同的電壓、也就是在相同的電場強度情況下測量所有體積元的電阻?？傊?，在本發(fā)明的傳導(dǎo)裝置的涂層情況下每路段片段的電阻因此不由于多覆層的涂漆或繃帶綁扎(Bandagierung)的變化的層厚而增加(如在現(xiàn)有技術(shù)情況下情況如此)，而是由于其取決于位置的比電阻而增加。
[0015]由此得到以下優(yōu)點:通過涂層形成的端部電暈防護裝置不具有層過渡、邊緣或材料過渡，在層過渡、邊緣或材料過渡處可能得到場過高并由此得到部分放電。
[0016]在與本發(fā)明的電傳導(dǎo)裝置的關(guān)聯(lián)中，傳導(dǎo)元件可以被理解為在該傳導(dǎo)裝置的運行中帶電壓和帶電流的導(dǎo)電元件，例如由銅或鋁制成的棒、導(dǎo)線或匯流排。電絕緣的外罩例如可以通過由聚合物或云母制成的主絕緣提供。
[0017]本發(fā)明的傳導(dǎo)裝置的特別有利的實施方式規(guī)定，涂層的比電阻朝著外罩的該端部根據(jù)始終可微分的函數(shù)從初始值上升到最終值。換句話說，該比電阻的值沿著涂層的延伸方向朝著外罩的端部非跳躍式變化。這被證明特別有利于避免場過高。在此完全特別有利的是，比電阻的值根據(jù)直線朝著外罩的端部上升。由此以有利的方式實現(xiàn)了:在涂層的表面上沿著其中比電阻根據(jù)直線上升的整個區(qū)域的電場強度具有以下電場強度:該電場強度的平行于外罩表面的正切分量是恒定的。
[0018]具有朝著一個方向增加的比電阻的涂層可以通過不同的方式被提供。由此可以通過板來形成所述涂層，所述板由例如金屬氧化物的電絕緣材料組成并且其取決于位置的電導(dǎo)率通過摻雜來產(chǎn)生。如果取決于位置地選擇摻雜的程度，則可以在該板上調(diào)整對應(yīng)地取決于位置的比電阻。產(chǎn)生具有取決于位置的比電阻的涂層的另一種可能性在于，用多種其電導(dǎo)率不同的漆浸潰繃帶。通過用不同的部分導(dǎo)電的漆浸潰繃帶的不同區(qū)域，總的來說可以提供單覆層的繃帶，該繃帶的比電阻同樣取決于位置。
[0019]但是本發(fā)明傳導(dǎo)裝置的一種完全特別優(yōu)選的實施方式規(guī)定，涂層的材料包括具有第一電導(dǎo)率的顆粒和具有較低的第二電導(dǎo)率的顆粒。比電阻朝著外罩端部的上升在此是通過以下方式引起的，即設(shè)置具有較高的第一電導(dǎo)率的顆粒的朝著該端部減小的濃度。同時，具有較低的第二電導(dǎo)率、即較高電阻的顆粒的濃度朝著外罩的端部增加。因此，該材料是分散體，其至少包括兩個種類的顆粒。由此得到以下優(yōu)點:比電阻的空間分布圖通過在涂布時控制兩個種類的顆粒的濃度可以被簡單地調(diào)整。在此只需要兩個顆粒種類，但是仍然可以實現(xiàn)比電阻的無級上升。在此，顆粒的濃度是指該顆粒在涂層材料中的粒子密度。
[0020]顆粒的總份額在此在該材料中優(yōu)選至少如此大，使得滲濾閾值被超過，也就是說始終使得能夠經(jīng)由所述顆粒形成從涂層的面向外罩端部的邊界至涂層的與該邊界相對置的邊界的電流路徑。于是通過制造容差引起的總份額波動僅無關(guān)緊要地影響電導(dǎo)率。
[0021]本發(fā)明的傳導(dǎo)裝置的另一種實施方式規(guī)定，涂層的材料包括電絕緣物質(zhì)，其中通過該物質(zhì)形成基質(zhì)，在該基質(zhì)中布置導(dǎo)電顆粒。在此情況下被證明特別合適的是聚合物，優(yōu)選地合成樹脂或漆。借助這樣的基質(zhì)物質(zhì)，可以將導(dǎo)電顆粒作為處于該物質(zhì)的液態(tài)的懸浮液涂敷到外罩上。即使外罩被不規(guī)則地成型時，這使涂層的制造仍然是簡單的。
[0022]對于涂層的材料包括具有不同電導(dǎo)率的導(dǎo)電顆粒的情況，如果這些顆粒具有相同的形狀和/或相同的化學(xué)組分則得到另外的優(yōu)點。于是可以按照相同的方式與顆粒的相應(yīng)電導(dǎo)率無關(guān)地處理所述顆粒。該類型的顆粒例如可以通過以下方式提供，即基于類似的電絕緣基體來制造所述顆粒，然后用不同導(dǎo)電的層涂敷所述基體。對應(yīng)地，本發(fā)明的傳導(dǎo)裝置的改進規(guī)定，導(dǎo)電顆粒分別由基體形成，該基體具有由摻雜的金屬氧化物制成的層。作為基體例如可以使用云母。作為用于基體的涂層可以使用金屬氧化物，例如氧化錫。為了摻雜例如可以使用銻。顆粒的電導(dǎo)率可以通過摻雜的程度來加以調(diào)整。該類型的顆粒及其制造方法被描述在已經(jīng)提到的出版物EP 2362399 Al中。在此情況下，通過使用云母得到以下優(yōu)點，即由此形成的顆粒具有比較小的耐磨性，并且因此可以將所述顆粒簡單地以顆粒漆懸浮液的形式借助噴嘴噴射到外罩上，以獲得涂層。
[0023]由于在基質(zhì)中各個顆粒的粒子密度的變化，可能得到涂層的機械材料特性的位置相關(guān)性。如果在涂層材料情況下顆粒質(zhì)量濃度是恒定的，則這被有利地避免。
[0024]本發(fā)明傳導(dǎo)裝置的另一種改進規(guī)定，在涂層材料情況下提供具有展平形狀的導(dǎo)電顆粒。例如可能的是，使用厚度在250nm和350nm之間并且邊緣長度在10 μ m至20 μ m的范圍內(nèi)的板狀顆粒。通過平坦的顆粒得到以下優(yōu)點，即這些顆粒在涂層中可以相對于彼此移動(例如在對液態(tài)載體基質(zhì)硬化期間)，而不由此中斷電傳導(dǎo)路徑。與此不同地，球狀或球體顆粒具有以下缺點，即球狀或球體顆粒僅點狀地觸碰，并且由此在球狀或球體顆粒的小的相對移動時電傳導(dǎo)路徑被中斷。此外平坦的顆粒具有以下優(yōu)點:平坦的顆粒在懸浮液中更緩慢地離析。由此可以實現(xiàn)顆粒在涂層內(nèi)的更為均勻的分布。
[0025]通過端部電暈防護裝置引起的場控制導(dǎo)致:通過典型地從傳導(dǎo)元件發(fā)出的電交變場(例如在50Hz或60Hz電網(wǎng)交變電壓的情況下)在涂層中引起交變電流，該交變電流必須從涂層朝著地電勢被引出。該交變電流應(yīng)當(dāng)盡可能地小，以便將傳導(dǎo)裝置的電損耗保持得小。為此本發(fā)明的傳導(dǎo)裝置的一種改進規(guī)定，涂層的方塊或面電阻在該涂層的背離外罩端部的邊界處是在8000 Ω和12000 Ω之間，尤其是10000 Ω。在此情況下，面電阻單位的另一種常用標(biāo)注是□。在此優(yōu)選地，涂層的相對置的、面向外罩端部的邊界所具有的比電阻與絕緣外罩本身的材料的比電阻對應(yīng)。這樣的涂層被證明是特別有利于在小的泄散電流情況下在涂層表面處獲得沿著該涂層線性下降的期望電勢分布圖。
[0026]在本發(fā)明的傳導(dǎo)裝置中特別有利的是，由單覆層的層來形成所述涂層。這使得與一般多覆層的端部電暈防護設(shè)備相比可以改善從電傳導(dǎo)元件的散熱，如所述一般多覆層的端部電暈防護設(shè)備根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)通過多覆層地涂敷部分導(dǎo)電的漆或者用部分導(dǎo)電的繃帶多次纏繞來形成。
[0027]在用于傳導(dǎo)裝置的外罩的涂層中不需要的是，涂層首先以液態(tài)形式存在以便能在完成外罩之后將所涂層涂敷到該外罩上。還可以例如以具有取決于位置的比電阻的導(dǎo)電薄膜或繃帶的形式制造本發(fā)明的端部電暈防護裝置并且于是事后將該薄膜或繃帶布置在外罩上。就此而言，本發(fā)明的另一方面規(guī)定一種用于電傳導(dǎo)裝置的端部電暈防護設(shè)備，該端部電暈防護設(shè)備包括(例如以薄膜形式)平面地沿著延伸方向延伸并且在此情況下具有沿著該延伸方向根據(jù)單調(diào)上升的函數(shù)升高的比電阻的層。該設(shè)備如已經(jīng)提到的那樣例如可以作為薄膜或繃帶來提供，然后可以將所述薄膜或繃帶作為涂層例如粘合到傳導(dǎo)元件的外罩上，也就是粘合到絕緣部上。本發(fā)明的端部電暈防護設(shè)備具有以下優(yōu)點，即該層可以在單獨的制造步驟中被制造并且必須事后才作為涂層被涂敷到外罩上。提供這樣的端部電暈防護設(shè)備的可能性在于，用已描述的漆涂抹或噴射薄膜或繃帶。
[0028]本發(fā)明的第三方面涉及一種用于制造電傳導(dǎo)裝置的電絕緣外罩的端部電暈防護裝置的方法。根據(jù)該方法，可以基于至少一個種類的顆粒提供端部電暈防護裝置，其中一個種類的顆粒具有相同的預(yù)先給定的電導(dǎo)率。如果在此談及各個顆粒的“相同”電導(dǎo)率，則當(dāng)兩個顆粒的傳導(dǎo)值僅相差通過針對這些顆粒的制造工藝而引起的容差值時，也將這兩種顆粒視為相同導(dǎo)電的。根據(jù)本發(fā)明的方法，借助噴嘴裝置產(chǎn)生由漆和這些顆粒組成的噴射束，所述噴嘴裝置在此期間沿著傳導(dǎo)裝置的絕緣外罩的表面運動。在該噴嘴裝置的運動期間，改變噴射束中至少一個種類的顆粒的濃度。
[0029]本發(fā)明的方法具有以下優(yōu)點:基于該方法可以最大程度上與外罩形狀無關(guān)地簡單制造具有取決于位置的比電阻的端部電暈防護裝置。
[0030]該方法的改進規(guī)定，第一種類的顆粒和漆的第一部分作為第一懸浮液被提供，而第二種類的顆粒和漆的第二部分作為第二懸浮液被提供。由此這兩種懸浮液可以經(jīng)由分離的噴嘴噴射到外罩上。在此，這兩種懸浮液借助噴嘴裝置的兩個噴嘴在噴射束中或者在外罩上被混合。該改進具有以下優(yōu)點:為了調(diào)整一個種類的顆粒的濃度只須簡單地控制對應(yīng)噴嘴的噴嘴壓力。
[0031]本方法的另一種實施方式規(guī)定，至少兩種不同的顆粒漆懸浮液在噴嘴裝置的共同的噴嘴中被混合。就此而言也可將噴嘴理解為其引入系統(tǒng)。這種噴嘴也稱為原地混合器。在這樣的混合器情況下，可以通過混合相應(yīng)的液態(tài)懸浮液達到不同顆粒的濃度。該混合在此有利地非常均勻并且可以用仍然比較簡單的裝置加以提供。
[0032]在由現(xiàn)有技術(shù)已知的、用于端部電暈防護裝置的涂層中，對應(yīng)的漆或繃帶人工地由專門為此配置的專業(yè)人員涂敷。由此確保在發(fā)電機系列的情況下這些發(fā)電機的端部電暈防護設(shè)備具有盡可能相似的電特性。在本發(fā)明的用于制造端部電暈防護裝置的方法的改進中規(guī)定，所描述的噴嘴裝置由機器人運動。在試驗系列中得到:由此可以比通過專業(yè)人員涂敷快直至50%地涂敷涂層。盡管如此，在使用機器人的情況下仍然可以提供具有期望電特性的均勻構(gòu)造的涂層。
[0033]本發(fā)明還包括端部電暈防護設(shè)備的與本發(fā)明的傳導(dǎo)裝置的所述改進對應(yīng)的改進。同樣，本發(fā)明還包括本發(fā)明方法的與本發(fā)明傳導(dǎo)裝置的所述改進對應(yīng)的改進。本發(fā)明端部電暈防護設(shè)備和本發(fā)明方法的這些改進因此在此未再次分開地被描述。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0034]下面借助實施例更詳細闡述本發(fā)明。為此:
圖1示出具有沒有端部電暈防護裝置的主絕緣部的發(fā)電機定子繞組的剖面的示意圖，
以及
圖2示出本發(fā)明傳導(dǎo)裝置的實施方式的剖面的示意圖。

【具體實施方式】
[0035]這些例子是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。
[0036]在圖2中示出傳導(dǎo)裝置38，其具有導(dǎo)電的傳導(dǎo)元件40、局部包圍該傳導(dǎo)元件的外罩42以及布置在外罩42上的以層44形式的端部電暈防護裝置。傳導(dǎo)元件40例如可以是由銅或鋁制成的棒或者可以是由這些材料制成的導(dǎo)線。外罩42可以是由聚合物或云母制成的電絕緣裝置。層44在此可以是單覆層的。該層44由具有取決于位置的比電阻的材料制成。
[0037]在傳導(dǎo)元件40中，相對于地電勢18產(chǎn)生例如可以具有50Hz的頻率和超過5kV的有效值的交變電壓。通過層44的非均勻分布的比電阻，引起場控制。由此包圍傳導(dǎo)元件40的電場的等勢線46與等勢線24(參見圖1)相比被變形。由此電勢從外罩42的外端部42’從傳導(dǎo)元件40的電勢的100%沿著層44的延伸方向48的反方向下降到層44的邊緣50處的地電勢18，所述邊緣50背離外罩42的端部42’。邊緣50與外部電暈防護裝置AGS連接，而該外部電暈防護裝置AGS與地電勢18連接。外部電暈防護裝置AGS的電阻如此小，使得經(jīng)由外部電暈防護裝置AGS將邊緣50保持在地電勢18上。
[0038]層44的材料的比電阻從邊緣50出發(fā)朝著延伸方向48根據(jù)始終可微分的函數(shù)上升直至面向外罩42的端部42’的邊緣52。層44沿著延伸方向48的長度54在所示出的例子中可以在15cm和25cm之間。
[0039]在圖2的下部部分中示出如在傳導(dǎo)裝置10、也就是由傳導(dǎo)元件40、外罩52、層44和外部電暈防護裝置AGS組成的設(shè)備的外表面上得到的電勢分布圖60。通過將外部電暈防護裝置AGS與地電勢18耦合，在該外部電暈防護裝置的表面上得到與地電勢18、即傳導(dǎo)元件40的電勢的0%對應(yīng)的電勢。從層44的邊緣50出發(fā)，該電勢幾乎線性地沿著層44的延伸方向48上升直至傳導(dǎo)元件40在層44的邊緣52處的電勢的100%的值。對應(yīng)地，傳導(dǎo)元件40在層44的表面處的電壓在其整個長度54上下降。電勢降在此在層44的表面處由于所選擇的、層44的取決于位置的比電阻的分布圖而是非常均勻的。因此在層44的表面處，電場具有力線56，所述力線沿著層44的延伸方向48具有按數(shù)值幾乎相同大小的正切分量58。由此沿著層44不存在局部的場過高，通過該局部場過高可能導(dǎo)致部分放電。
[0040]與圖1中所示的情形相比較，通過在圖2的傳導(dǎo)裝置38情況下的層44沿著絕緣物質(zhì)表面均勻地進行正切電勢減小。在理想情況下，該正切電勢減小被理想化。這是通過以下方式實現(xiàn)的，即沿著延伸方向48的每個長度單位總是在層44上有相同的電壓數(shù)值下降。為此在傳導(dǎo)元件40的軸向方向上、即在層44的延伸方向48上通過層44提供取決于位置并且取決于電壓的單位長度電阻。
[0041]層44是由兩種具有不同部分導(dǎo)電的顆粒的漆制造的。第一漆包含部分導(dǎo)電的顆粒，利用該部分導(dǎo)電的顆?？梢栽趯?4中產(chǎn)生最高的單位長度電阻。層44在此在邊緣52處具有最高的單位長度電阻。第二漆包含可以在層中展示出最低單位長度電阻的部分導(dǎo)電的顆粒。層44在其邊緣50處具有最低單位長度電阻。
[0042]兩種漆可以按照相同方式加以處理，因為兩種部分導(dǎo)電填料的顆粒、也就是兩個顆粒種類的顆粒在漆中具有相同的幾何尺寸以及相同的化學(xué)表面和相同的密度。兩種漆例如可以是基于在出版物EP 2362399 Al中描述的方法制造的。層44通過噴射被施加在外罩42上，其中在外部電暈防護裝置AGS和層44之間的過渡處噴射具有低歐姆填料的漆并且然后在延伸方向48上在層44的長度54上直到邊緣52逐漸地降低低歐姆填料的濃度。同時，在噴射漆時從邊緣50出發(fā)直到邊緣52提高層44中的高歐姆填料的濃度。由此實現(xiàn)了:層44的所得到的端部電暈保護裝置單位長度電阻在整個長度54上連續(xù)上升，而不存在電阻躍變。對應(yīng)地，在電勢分布圖60中沿著層44中的延伸方向48不得出電勢躍變。
[0043]層44的噴射可以通過兩種方法來進行。一方面可以使用兩個噴射噴嘴，所述噴射噴嘴中的分別一個噴射兩種漆中的一種。在外部電暈防護裝置AGS的過渡處，以100%噴射強度運行具有包含低歐姆顆粒的漆的噴射噴嘴，而與其平行布置的第二噴射噴嘴以0%噴射強度被運行，該第二噴射噴嘴可以噴射具有高歐姆填料的漆。在由兩個噴射噴嘴組成的噴嘴裝置沿著延伸方向48運動時，具有低歐姆填料的噴射噴嘴的噴射強度被減小，而同時具有高歐姆填料的噴射噴嘴的噴射強度被提高。在達到邊緣52時，以100%噴射強度運行具有高歐姆填料的噴射噴嘴，而以0%噴射強度運行具有低歐姆填料的噴射噴嘴。
[0044]也可以使用僅一個噴射噴嘴并且分別位置分辨地將兩種部分導(dǎo)電的漆輸送給該噴射噴嘴。在此情況下，兩種部分導(dǎo)電的漆直接在噴射噴嘴之前被混合，而且是按照以下方式被混合，即在外部電暈防護裝置AGS至端部電暈防護裝置的過渡處噴射100%低歐姆漆并且在層44的相對置的端部處、即在邊緣52處噴射100%高歐姆漆。
[0045]借助兩種所述施加方法可以提供層44形式的端部電暈防護裝置，該端部電暈防護裝置具有空間上(Srtlich)定義的單位長度電阻并且同時具有從邊緣50處的端部電暈防護裝置起始部直到邊緣52處的端部電暈防護裝置結(jié)尾部的連續(xù)過渡。由此可以保證不在端部電暈防護裝置長度54上出現(xiàn)電阻躍變并且由此也不出現(xiàn)電勢躍變。否則作為電勢躍變的結(jié)果將會出現(xiàn)部分放電，現(xiàn)在該部分放電被避免，由此整個端部電暈防護裝置結(jié)構(gòu)經(jīng)歷電強度方面的明顯升高。
[0046]通過使層44形式的端部電暈防護裝置是單覆層的，得到另外的優(yōu)點。部分導(dǎo)電層的越多覆層被涂抹，端部電暈防護裝置就越厚。對應(yīng)地，同時更少的熱能夠從傳導(dǎo)元件40被放出到環(huán)境中。由于端部電暈防護裝置可以加熱(短暫地直至180°C)，因此大大有利的是盡可能快速地引出所產(chǎn)生的熱，以避免端部電暈防護裝置降解。由于傳導(dǎo)裝置38只需要一個唯一的端部電暈防護裝置層44，因此保證與現(xiàn)有技術(shù)相比較特別好的散熱。
[0047]總之展示了如何能夠通過本發(fā)明通過使用兩個分別具有高歐姆的部分導(dǎo)電漆庫和低歐姆的部分導(dǎo)電漆庫的涂漆噴嘴來實現(xiàn)單覆層端部電暈防護裝置層的施加，其中一個噴嘴的噴射強度與另一個噴嘴的噴射強度間接成比例地被改變，而噴嘴裝置在外罩42上被運動。由此得到取決于位置的混合比例。另一種可能的施加方法在于，使用具有原地混合器的一個唯一的噴射噴嘴，該原地混合器又將高歐姆的部分導(dǎo)電漆與低歐姆的部分導(dǎo)電漆取決于位置地混合，也就是說根據(jù)噴射噴嘴在外罩42上的位置來調(diào)整混合比例。
【權(quán)利要求】
1.電傳導(dǎo)裝置(38)，具有 -導(dǎo)電的傳導(dǎo)元件，以及 -至少局部地包圍該傳導(dǎo)元件的電絕緣外罩(42)，在該外罩上在外側(cè)處布置由以下材料制成的涂層(44)，該材料具有朝著外罩(42)的一個端部(42’)增加的比電阻。
2.根據(jù)權(quán) 利要求1所述的傳導(dǎo)裝置(38)，其特征在于，所述比電阻朝著一個端部(42’)根據(jù)始終可微分的函數(shù)、尤其是根據(jù)直線從初始值上升到最終值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的傳導(dǎo)裝置(38)，其特征在于， -所述涂層(44)的材料包括具有第一電導(dǎo)率的顆粒和具有較小的第二電導(dǎo)率的顆粒，以及 -所述比電阻朝著外罩的端部(42’)的上升是通過具有第一電導(dǎo)率的顆粒的減小的濃度和具有第二電導(dǎo)率的顆粒的增加的濃度引起的。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的傳導(dǎo)裝置(38)，其特征在于，所述涂層(44)的材料包括電絕緣物質(zhì)，尤其是聚合物，優(yōu)選是合成樹脂或漆，其中通過該物質(zhì)形成基質(zhì)，在該基質(zhì)中布置導(dǎo)電顆粒。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的傳導(dǎo)裝置(38)，其特征在于，所述涂層(44)的材料包括具有不同電導(dǎo)率的導(dǎo)電顆粒，其中這些顆粒具有相同的形狀和/或相同的化學(xué)組分。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的傳導(dǎo)裝置(38)，其特征在于，所述涂層(44)的材料具有導(dǎo)電顆粒，這些導(dǎo)電顆粒分別由基體、尤其是云母形成，該基體具有由摻雜的金屬氧化物制成的層。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的傳導(dǎo)裝置(38)，其特征在于，在所述涂層(44)的材料情況下顆粒質(zhì)量濃度是恒定的。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的傳導(dǎo)裝置(38)，其特征在于，所述涂層(44)的材料具有帶有展平形狀的導(dǎo)電顆粒。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的傳導(dǎo)裝置(38)，其特征在于，所述涂層(44)的面電阻在該涂層(44)的背離外罩(42)的端部(42’ )的邊界(50)處是10000歐姆，并且面向所述端部(42’ )的邊界(52)所具有的比電阻與外罩(42)的材料的比電阻對應(yīng)。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的傳導(dǎo)裝置(38)，其特征在于，由單覆層的層來形成所述涂層(44)。
11.用于電傳導(dǎo)裝置(38)的端部電暈防護設(shè)備，該端部電暈防護設(shè)備包括平面地沿著延伸方向(48)延伸并且在此情況下具有沿著該延伸方向(48)根據(jù)單調(diào)上升的函數(shù)升高的比電阻的層(44)。
12.用于制造電傳導(dǎo)裝置(38)的電絕緣外罩(42)用的端部電暈防護裝置(44)的方法，包括步驟: -提供至少一個種類的顆粒，其中一個種類的顆粒具有相同的預(yù)先給定的電導(dǎo)率； -借助噴嘴裝置產(chǎn)生由漆和顆粒組成的噴射束； -將所述噴嘴裝置沿著外罩(42)的表面運動； -在該噴嘴裝置的運動期間，改變噴射束中至少一個種類的顆粒的濃度。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，第一種類的顆粒和漆的第一部分作為第一懸浮液被提供，而第二種類的顆粒和漆的第二部分作為第二懸浮液被提供，并且這兩種懸浮液借助所述噴嘴裝置的兩個分離的噴嘴在噴射束中和/或在外罩(42)上被混合。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的方法，其特征在于，至少兩種不同的顆粒漆懸浮液在噴嘴裝置的共同的噴嘴中被混合。
15.根據(jù)權(quán)利要求 12至14之一所述的方法，其特征在于，所述噴嘴裝置由機器人運動。
【文檔編號】H01B3/02GK104081632SQ201280046421
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2012年9月3日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月22日
【發(fā)明者】S.肯彭, S.朗 申請人:西門子公司