[发明专利]一种等电容等极差不等厚度的电容芯体及其设计方法

说明书

本发明公开了一种等电容等极差不等厚度的电容芯体及其设计方法，包括导电体、绝缘层、电容屏、测量引出线和保护套，导电体安装在保护套内，绝缘层以及电容屏交替缠绕在导电体上，测量引线与电容屏连接并伸出保护套外，绝缘层由绝缘丝束或绝缘带浸渍粘结固化材料按测地线方式缠绕而成，电容屏包括若干个不同长度的电容极板，电容极板均采用导体或半导体的带状材料均匀缠绕而成；本发明基于通过调节每层极板的电容值可以实现对各层极板的分压值进行控制的原理，在保证每层极板极差相等的情况下，即满足等极差的条件下，通过调节极板半径设计各层极板的绝缘厚度来实现各层极板等电容的条件，从而使得各层极板之间的分压值相等。

技术领域

本发明涉及电力系统的高压设备领域，尤其涉及一种等电容等极差不等厚度的电容芯体及其设计方法。

背景技术

电容套管的内绝缘即电容芯子为电气设计计算最关键的部件。电容套管的内绝缘是由多层阶梯型极板构成的电容芯子，其中电容极板所起的作用，是要控制极板处的径向电场强度Er和极板间轴向场强El分布合理化，使绝缘材料充分发挥作用，从而减小套管的半径和长度。电容芯子的设计计算包括最大工作场强Erm的选择和电容极板的计算等。

现有的电容芯子的生产设计，大都是进过理论设计后，就将绝缘层和电容屏交替缠绕在导电体上，而在电容芯子成型后，其内部的电容极板基本固定，无法被改变，容易与理论设计的数值产生较大误差，同时，在理论设计的过程中，由于没有实际的电容芯子进行配合，对于理论设计的数据难以做到微调，对于电容芯子的生产设计造成了较大的困扰。

例如，一种在中国专利文献上公开的“不等电容、不等台阶、分段等厚度电容芯子的设计方法”，其公告号：CN101315834B，其申请日：2008年06月23日，包括1)使电容芯子各绝缘层厚度基本相等，且相邻各绝缘层的电容量之差控制在10％以下，把施加到各绝缘层上的电压之差也控制在10％以下，若电容量之差超过10％，则增加或减少绝缘层厚度；2)在卷制的电容芯子较细时，采用增大两极板之间台阶的长度的方法使相邻两极板之间的电容量相差不大，并以此使各绝缘层厚度相等，电场强度相差也不大；在卷制的电容芯子较粗并在电容芯子中间位置时，采取适当减小相邻两层极板之间台阶长度的办法，使绝缘层厚度和电容量变化的少一些，并用此处减少下来的极板台阶长度补偿电容芯子较细时所增加的极板台阶长度，但需满足极板台阶长度之和的要求。

发明内容

本发明主要解决现有的技术中经过理论设计的电容芯子的各极板分压值难以相等的问题；提供一种等电容等极差不等厚度的电容芯体及其设计方法，满足等极差的条件下，通过设计各层极板的绝缘厚度来实现各层极板等电容的条件，从而使得各层极板之间的分压值相等。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种等电容等极差不等厚度的电容芯体，包括导电体、绝缘层、电容屏、测量引出线和保护套，所述导电体安装在保护套内，所述绝缘层以及电容屏交替缠绕在所述导电体上，所述测量引线与电容屏连接并伸出保护套外，所述绝缘层由绝缘丝束或绝缘带浸渍粘结固化材料按测地线方式缠绕而成，所述电容屏包括若干个不同长度的电容极板，所述电容极板均采用导体或半导体的带状材料均匀缠绕而成。通过选取合适的电容极板数、极板长度和极板半径，制作出等电容等极差不等厚度的电容芯体，实现各层极板之间的分压值，同时，满足极板电场和裕度要求，在制作的过程中，可以通过测试引出线进行逐步测试，使得极板长度和极板半径的选择更加符合条件。

作为优选，还包括夹持部和螺钉装置，所述夹持部安装在电容极板上，所述夹持部设有与电容极板侧面大小匹配的固定槽，所述固定槽内设有若干个凹槽，所述电容极板上安装有若干个与所述凹槽相匹配的凸块，所述保护套侧边设有螺纹孔，在所述螺纹孔的一侧安装有加强板，所述螺钉装置穿过所述螺纹孔与所述电容极板抵接。电容极板缠绕在导电体上时呈圆柱状，通过夹持部进行连接，通过扭动螺钉装置使得圆柱状的电容极板的半径改变，对电容极板的半径进行微调，减小误差，使得制作的电容芯体能更好的满足各层极板之间的分压值相等。

作为优选，所述的电容极板采用的导体或半导体材料包括铝箔、金属丝网或导电碳纤维。