[发明专利]电传导装置、端部电晕防护设备及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有导电的传导元件和至少局部地包围该传导元件的电绝缘外罩的电传导装置，所述传导元件例如是铜棒。在该外罩的外侧上在端部处提供端部电晕防护装置。本发明还涉及一种用于电传导装置的面型端部电晕防护设备以及一种用于为电传导元件的电绝缘外罩制造端部电晕防护装置的方法。所述类型的端部电晕防护装置例如由EP 2362399A1已知。

背景技术

在具有高的测定电压、尤其是超过5kV的测定电压的电运行装置情况下，例如带电压的导体棒必须具有电绝缘部，利用内部的和外部的传导层使所述电绝缘部与空腔和脱落屏蔽开。这样的电运行装置的例子是发电机、电动机、变压器、引线和电缆。

通过传导层避免在主绝缘部内部得到电场强度的不规则分布并由此引起部分放电，所述部分放电可能破坏主绝缘部。位于主绝缘部与导体棒之间的内部传导层也称为内部电势控制装置（IPS）。位于主绝缘部的外侧上的外部传导层也称为外部电晕防护装置（AGS）。从电导体棒出发的电场在主绝缘部中从IPS出发地在径向方向上直至AGS被降低。

为了能将运行装置的导体棒与其它电装置连接，必须对棒端部除去绝缘。换句话说，在棒端部处不可能借助IPS、主绝缘部和AGS在电场的分布图方面以期望的方式控制该电场。下面借助图1更详细阐述就此而言出现的问题。该图示出发电机绕组棒12在绕组棒12的源于用于高电压的发电机的定子铁心16的出射部位14的区域中的棒端部10。与地电势18电连接的外部电晕防护装置AGS在出射部位14处结束。主绝缘部20朝着绕组棒12的除去绝缘的区域22的方向继续。

在图1中示出的该装置是一种典型的滑动装置（Gleitanordnung），该滑动装置不仅能在发电机、而且能在电动机、变压器、引线和电缆处被设置。在图1中针对该装置示出电场的等势线24以及与所述等势线垂直的力线26。电场包围带电压的绕组棒12。在该电场情况下，在出射区域14中的力线在外部电晕防护装置AGS的端部处分别除了径向分量28之外也具有强的非线性正切分量30，该正切分量平行于主绝缘部20的表面。由于等势线24在外部电晕防护装置AGS的边缘32处的非常密集的分布图，电场强度在那里的数值是最大的。在此得到非常低的部分放电使用电压。因此在边缘32的区域中一再出现不期望的蠕缓放电。

为此在图1的下部区域中再次示出如在主绝缘20的外部表面34上沿着绕组棒12的纵向延伸方向36得到的电势的分布图。

在边缘32的区域中，电势从地电势（绕组棒12的电势的0%）在若干毫米的区域中上升到绕组棒12的电势的100%。换句话说，在该比较小的路段区域上5kV及更大的电压下降。

为了防止在边缘32处的部分放电，可以设置另外的外部电晕防护装置，该另外的外部电晕防护装置也在出射部位14另一边包围主绝缘部20。于是该另外的外部电晕防护装置称为端部电晕防护装置或电缆端部封闭装置。这样的端部电晕防护装置由电阻性电势控制装置或场控制装置组成，即端部电晕防护装置具有比AGS高的电阻。端部电晕防护装置可以基于碳化硅或其它半导电的填料通过部分导电的漆或部分导电的绷带来制造。在此情况下，部分电导率被理解为小于金属导体的电导率和大于电绝缘体的电导率的电导率。这样的电势控制的目标是获得主绝缘部20的表面电势的不太陡峭的分布图。

为此迄今已知，利用半导体漆或半导体绷带在外部电晕防护装置AGS的边缘32另一边包围主绝缘体20的表面34（W.P.Schmide等人.:Umweltvertr?gliche Harzimpr?gnierung elektrischer Maschinen mittels Stromw?rme,Bundesministerium für Verkehr, Innovation und Technologie, Berichte aus Energie- und Umweltforschung, 62/2006）。但是必要的是，包围主绝缘部20的端部电晕防护装置的电阻从边缘32出发朝着绕组棒12的除去绝缘的区域22增加。否则可以在端部电晕防护装置与区域22之间构造出电弧。为了预先给定端部电晕防护装置沿着延伸方向36的电阻，可以将部分导电的漆涂敷在多个层中。这些层在此沿着延伸方向36不同远地延伸。由此这样产生的层装置具有可沿着延伸方向36变化的厚度。对应地可以规定，通过多个部分导电的绷带来提供端部电晕防护装置并且在此情况下将绷带在边缘32的区域中比在除去绝缘的区域22附近缠绕得更厚。因此，取决于位置的电阻在两种解决方案中通过漆层或绷带的对应预先给定的传导横截面来实现。