[发明专利]用于提供导体电绝缘的绝缘体和包含这种绝缘体的电设备

说明书

本发明涉及一种用于提供电设备中的导体电绝缘的绝缘体(400)。该绝缘体(400)包括至少两个模块(200[1]‑200[n])，每个模块具有一个该导体(110)可延伸穿过的孔。该至少两个模块轴向并排布置，使得该至少两个模块的孔被对准以形成对于该导体的通道，并且相邻模块紧靠彼此稳固地设置。每个模块包括至少一种绝缘材料，并且该绝缘体的相对介电常数在绝缘体的轴向和/或径向中变化。

技术领域

本发明涉及电力传输技术领域，并且具体地说，涉及用于提供例如套管、仪表互感器或缆线终端的电设备中导体的电绝缘的绝缘体。

背景技术

电套管用于传送电流穿过平面，该平面与电流路径处于不同电势。套管被设计为使位于套管内的导体与这种平面电绝缘。该导体延伸穿过的平面通常称为接地面，即使该平面不需要接地，例如，在一些应用中，该平面相比于导体处于更加远离接地电势的电势。该接地面能够例如为变压器箱或墙壁。

为了获得导体和接地面之间的电势分布平滑，套管通常包括包围导体的绝缘体。在常用的套管设计中，绝缘体包括许多由导体材料制成的同轴箔，其中箔处于浮动电势并且由电介质间隔材料分开。这种绝缘体通常被称为电容芯。电介质间隔材料能够例如是油浸渍或树脂浸渍纸。包括由电介质间隔材料分开的同轴导电箔的电容芯的示例例如在WO2008/074166中描述。

包括电介质间隔材料中的浮动电势同轴箔的电容芯不仅在导体和接地面之间提供电绝缘，而且能够以令人满意的方式提供期望的场分级(field grading)。然而，这类电容芯的生产通常是麻烦和耗时。因此，期望更易于制造但仍提供充分场分级的电容芯。

发明内容

本发明的一个目的是要提供一种用于提供电设备中的导体绝缘和场分级的绝缘体的备选设计。

一个实施例提供了一种用于提供电设备中的导体的电绝缘的绝缘体。该绝缘体包括至少两个模块，其中每个模块具有一个该导体可延伸穿过的孔并且每个模块包括至少一种绝缘材料。该至少两个模块轴向并排设置，使得该至少两个模块的孔形成该绝缘体的通道，并且相邻模块紧靠彼此稳固地设置。该绝缘体的相对介电常数在绝缘体的轴向和/或径向中变化。

通过该实施例实现：能够大大减少绝缘体的生产时间。此外，将促进绝缘体的定制。

如果期望，能够预制模块，并且预制模块能够进行组装以形成绝缘体。备选地，模块能够例如彼此叠放模制以获得期望的绝缘体。

在一个实施例中，该至少两个模块中的至少一个包括具有不同相对介电常数的不同材料的至少两个层，使得至少一个模块的相对介电常数在该模块的径向中变化。模块的层能够例如被布置，使得每个模块的最内层由具有最低相对介电常数的模块材料形成。

在一个实施例中，所述至少两个模块的第一模块的材料的最高相对介电常数高于所述至少两个模块的第二模块的材料的最高相对介电常数，使得该绝缘体的相对介电常数在该绝缘体的轴向上变化。这种介电常数的变化用于逐渐使得等势线偏离绝缘体轴的方向，从而对绝缘体周围的电场进行分级。沿该绝缘体轴向的介电常数变化能够例如使得最高介电常数与最低介电常数的比大于3。该比通常将高于3，例如为5，10，20，30，50甚至更高。

在该实施例的一种实施方式中，具有最高相对介电常数的模块处于某个位置使得当该绝缘体形成电设备的部分并且该电设备在使用中时，所述模块的一侧与该设备的高应力部分物理接触，该高应力部分例如是凸缘、接地缆线护套或计量芯柜。模块能够例如被布置，使得该至少一个模块中的每个模块的最高相对介电常数低于或等于更靠近该高应力部分的所有其它模块的最高相对介电常数。