[发明专利]具有用于导体的支撑的高电压套管

说明书

技术领域

本发明涉及高电压技术领域，并且具体地涉及气体绝缘高电压套管。

背景技术

气体绝缘高电压套管用于穿过常称为接地平面的平面在高电势处输送电流，其中平面在与电流路径不同的电势处。套管被设计用于将位于套管以内的高电压导体与接地平面电绝缘。接地平面可以例如是变压器箱或者壁、如例如高电压直流(HVDC)阀霍尔壁。气体绝缘套管的示例是ABB的GGFL空气对空气套管。

在具有自由悬置导体的由气体填充的套管、例如壁套管中，导体在套管的纵向中心中的最大偏转影响套管的内部直径，该内部直径影响套管的外部直径。为了防止闪络，最大偏转越高，套管的内径就必须越大。在套管以内，不同的场控制屏蔽被布置用于处理电场。如果导体不在套管的径向中心中或者接近径向中心，则场控制屏蔽不会如设计的那样工作。因此需要最小化很长套管中的导体的偏转。

导体的静态偏转由导体本身的重力和质量生成。套管中的导体是以在两端固定的管的形式。水平或者接近水平放置的管的偏转取决于导体管的材料常数(杨氏模量和密度)、管的长度、壁厚度和直径。

导体被定尺寸用以传导电流，即对于给定的电流和电阻率，给定导体的横截面积。对于给定的外部直径的导体，壁厚度将由管的横截面积确定。长度由套管的长度设置，套管的长度由例如电压和闪络距离的外部电气要求确定。对于大电流，在原理上仅有可能在导体中使用铜或者铝或者其合金。这将确定材料参数，该材料参数然后将设置材料的最大硬度。几乎所有材料参数和构造参数由套管的电气要求设置。

为了最小化导体在纵向中心的静态偏转，已经提出许多解决方案。可以增加导体的张力，但是这对静态偏转仅具有有限的影响。从套管的径向中心向上水平移动固定点将减少在纵向中心点的偏转，在该固定点处导体被固定到套管的端法兰上。如今的设备必须处理的增加的电压和很高功率分布使如今的套管很长、10-20m或者甚至更长。对于很长的套管，具有大的静态偏转，用于解决静态偏转问题的固定点的所需移位变得太大而不实际。

发明内容

在所附权利要求中阐述本发明的各种方面。

本发明提供一种套管，该套管减少导体在套管的纵向中心的静态偏转。

根据本发明，提供一种高电压套管，该套管包括：管状壳，在壳的每端具有端法兰从而产生封闭体积；导体，悬置于封闭体积中，具有两端，一端在第一固定点处固定到一个端法兰而另一端在第二固定点处固定到另一端法兰。端法兰中的至少一个端法兰具有在套管的纵向方向上向封闭体积中延伸的支撑体，并且该体被布置用于在与法兰上的固定点相距一段距离处的至少一个支撑点上支撑导体。

这一实施例的优点是减少导体的无支撑长度并且由此减少在套管的纵向中心的静态偏转。在本发明中，在端法兰上的固定点无需承受任何力矩，并且可以使得用于导体的固定布置更简单和更轻从而抵消支撑体的附加重量。对导体的支撑可以在一个单个点或者若干点或者支撑表面上。若干支撑点可以在支撑点与固定点之间沿着导体分布。若干支撑点可以在装配的套管中的导体的下侧和上侧二者上。

根据本发明的一个实施例，支撑体被布置于导体周围，并且该体的一端固定到端法兰，而该体的另一端具有用于导体的开口，其中开口形成支撑点。该体可以围绕导体和/或套管的纵向中心线旋转地对称。

这一实施例的优点是该体无论套管是否旋转都等同地支撑，并且在端法兰上固定该体的基部使该体稳定。

根据本发明的一个实施例，支撑体由电绝缘材料、比如纤维加固聚合物或者碳或者玻璃纤维加固环氧树脂制成。

这一实施例的优点是该体不影响电场。

根据本发明的一个实施例，支撑体由金属制成。这一实施例的优点是诸如钢的金属的机械硬度在一些情况下制成更好、更硬的支撑体。

根据本发明的一个实施例，支撑体为圆锥形并且被布置于导体周围，圆锥形的体的圆形基部被固定到端法兰上，并且圆锥形的体的顶部具有用于导体的开口，其中开口形成支撑点。

这一实施例的优点是体的基部具有大的固定和支撑面积，并且圆锥形式机械地利于承受来自支撑点的力。

在一个实施例中，支撑体包括在彼此上面堆叠的若干圆锥形的体，所有体都固定到端法兰上从而在支撑点与固定点之间沿着导体产生若干支撑点。

根据本发明的一个实施例，管状壳具有纵向中心线，并且该体在与中心线相距一段距离处布置有支撑点，并且从而支撑点在装配套管时定位于中心线以上。

这一实施例的优点是通过在中心线以上布置支撑点，在套管的纵向中心的静态偏转被最小化。