[发明专利]用于高压直流电和超高压的插头插座式的纯气体绝缘穿壁套管

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子器件和电力输送系统领域，并且具体地涉及用于高压和超高压交流(AC)或直流(DC)应用的穿壁套管。

背景技术

图1示意性地示出了穿壁套管的总体构造。

穿壁套管1被用于在交流(AC)工厂和直流(DC)工厂中将室内半导体变换器或其它室内电子设备连接到户外设备上。

套管1包括用于引导电流穿过壁的轴向中心导体。所述导体由铝或铜制成。套管1还包括中心凸缘2，中心凸缘2被固定到壁上并且因此必须处于接地电位GND。第一部段3a和第二部段3b从中心凸缘的端面轴向地延伸并且由两个绝缘管组成，两个绝缘管包围中心导体并且在其外表面处设置有硅橡胶绝缘子裙。每个部段3a、3b都由玻璃纤维加强环氧基树脂或瓷管构成，并且每个部段3a、3b都终止于适合的凸缘，所述凸缘密封每个部段3a、3b并且支撑中心导体的一个末端。此外，每个凸缘携带有连接端子5，所述连接端子5伸出到部段的外部，以便将套管电气性连接到高压装置(即，电缆或变换器)上。套管的两个端部通常设置有电晕屏蔽罩6，电晕屏蔽罩6包围所述凸缘和所述连接端子，以便避免在空气中的局部放电。

位于壁内的部段3a被称为内部部段3a，位于壁的外部的另一部段3b被称为外部部段。

当在数千伏特或在数十万伏特下操作时，套管1保持轴向导体与金属壳体设备或建筑物壁电绝缘。为了实现这一目的，高压套管依赖于复杂的绝缘系统，所述绝缘系统能够使数千伏(KV)导体在距离接地凸缘2仅数厘米处保持安全地操作。

传统的绝缘系统包括干式套管和气体式套管。

用于高压(HV)干式套管的主要技术是RIP(代表树脂浸渍纸(Resin-Impregnated Paper))。

这种设计牵涉围绕所述导体包裹的特制纸以及放置在所述包裹体内的关键位置处的金属箔。为了实现所需的高介电强度，必须没有空气或气泡被截留在纸张的连续层之间。因此，缠绕的纸和箔的筒体完全饱含特殊树脂材料。这一技术的两个主要缺点是：构造的困难和完成的组件的相关质量。

用于HV气体式套管的主要技术被称为纯气体。主要绝缘由压缩的六氟化硫(sulphur hexafluoride，SF6)气体构成。压缩的SF6气体的两个目的是：使导体与接地电位绝缘并且改善中心导体的冷却。执行上述作用的能力与气体密度有关。对于操作而言，套管在20℃下以高于或等于4巴单位的压力被填充气体。气体通过位于中心凸缘2中的阀被引入。

纯气体技术与干式技术相比能够产生最好的性能/重量比。

应注意，干式技术和气体式技术的结合通常被使用；其被称为树脂浸渍纸-六氟化硫(RIP-SF6)。本领域技术人员周知这一技术的优点和限制。

用于高压和超高压(像600KV、820KV或1100KV)交流(AC)或直流(DC)应用的穿壁套管是极长的(例如，从10米到30米变化)并且特别重的部件。

因此，不仅上述部件而且较小套管的部件的运送和装配(或拆卸)都需要复杂的机械和运输系统。另外，在运输期间存在不能通过检查来容易地检测到的内部损坏的风险，并且在损坏的情况下难以修理。

因此，应承认，20米的长度是界限，超过了所述长度，运输成本和装配的复杂度相当高。因此，对于设计用于高于500KV直流(DC)或400KV交流(AC)的电压的套管而言，工程师如今正面对未解决的运输、装配和维护的难题。

基于纯气体技术的套管的相对低的质量允许以部分性更简单的方式处理以上方面。然而，这将不足以解决以上提到的所有难题。

因此，本发明的目标在于发现一种基于纯气体技术的新的穿壁套管结构，所述穿壁套管结构解决了与超长结构有关的以上提到的难题。

发明内容

本发明涉及一种纯气体技术制造的高压交流(AC)或直流(DC)穿壁套管，所述穿壁套管由被设计为插头模块和插座模块的两个模块构成。