[发明专利]用于降低高压装置中电介质击穿风险的设备

说明书

技术领域

本发明一般地涉及高压装置，更具体地涉及降低高压装置中电 介质击穿的风险。

背景技术

在高压设备内，提供通常为金属的、几何或电连接至高压导体 或其他高压设备的导电材料的电晕屏蔽罩在本领域中已知。通过将 电荷分布在增大的屏蔽罩表面积上，降低了最大电场强度，从而降 低了电晕放电的风险。

此类配置的一个缺点在于，由于大曲率和几何延伸，产生了具 有相对高的以及均匀的电场的区域。这导致了可以由小的临时干扰 (诸如昆虫、大的灰尘颗粒等)触发的放电传播。当应用高压，尤 其是DC时，可以观察到该机构可以引起显著低于传统设计规则所 期望的电压处的击穿。

公开号WO 2007/149015的国际申请公开了在高压直流应用中的 屏蔽罩和阀组(valve group)之间提供电阻器。

虽然该电阻器降低了此类击穿的风险，但是其也增加了电晕屏 蔽罩的复杂度。

发明内容

本发明的目的是提供一种更简单和更稳定的方式用来降低来自 于电晕屏蔽罩的击穿风险。

根据本发明的第一方面，提供一种设备，该设备包括：电晕屏 蔽罩；以及至少一个支撑元件，用于将电晕屏蔽罩连接至高压装置。 至少一个支撑元件包括半导电聚合物，该半导电聚合物在所述设备 操作时充当在电晕屏蔽罩和高压装置之间的电阻。而且，该支撑元 件配置为将电晕屏蔽罩固定至高压装置。

通过使用具有电阻的支撑元件来固定电晕屏蔽罩，获得了更简 单更稳定的结构。为支撑元件的设计提供了极大改进的自由度。此 外，由于基于聚合物的电阻器的结构可以制作得很长，所以对比于 使用传统电阻器的情况，减小了随长度的压降。这降低了表面放电 的风险。对于传统电阻器，存在以下风险：由于局部高电场强度， 放电可以从其一个端部接头开始。通过桥接电阻器，放电使其短路， 这本质上对电晕屏蔽罩提供了全电压。传统电阻器的端部接头可以 配备降低电场的屏蔽，但这增加了非常有限的可用空间中的复杂度。

至少一个支撑元件可以具有范围在100千欧姆到100兆欧姆的 电阻。

半导电聚合物可以包括具有导电填料的非导电聚合物。非导电 聚合物可以从包括以下内容的组中选择：聚乙烯、交联聚乙烯、聚 丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚亚安酯、环氧树脂、苯酚树脂(phenol based resin)、共混聚合物和共聚物或它们的任何组合。该半导电聚 合物原则上可以是如聚吡咯的天然半导电聚合物。更实际并且更经 济的是具有导电填料(通常是炭黑)的传统聚合物。

至少一个支撑元件中的至少一个可以具有十字形横截面。管状 横截面为支撑元件提供了相对于所用材料并由此相对于重量的增加 的强度。可以选择其他横截面形状，诸如选自包括以下内容的组中 的任何形状：管形、方形、矩形、I形或圆形。

至少一个支撑元件中的至少一个可以包括半导电聚合物的核芯 以及由外部材料制成的外层，当暴露在空气中时，该外部材料比半 导电聚合物更耐久。通过提供更耐久的外层，增加了半导电聚合物 的寿命，并增加了维护和/或失效之间的平均时间。可以通过选择不 同厚度的材料和不同材料组合来调节强度和导电性。

外部材料可以由与导电聚合物相同的聚合物(但没有填料)、 其他聚合物或由绝缘漆/涂料(例如，醇酸树脂绝缘漆)制成。

支撑元件可以进一步包括：第一导电元件，一端连接至电晕屏 蔽罩并且第二端连接至半导电聚合物。

支撑元件可以进一步包括：第二导电元件，其第一端连接至半 导电聚合物，并且第二导电元件配置为第二端连接至高压装置。

半导电聚合物可以附接至电晕屏蔽罩，并且半导电聚合物可以 配置为附接至高压装置。

电晕屏蔽罩可以基本上是环形，该环形至少具有包括金属的外 层。

本发明的第二方面是一种高压穿壁套管，其包括根据第一方面 的设备。

本发明的第三方面是一种用于制造设备的方法。该方法包括以 下步骤：提供包括半导电聚合物的至少一个支撑元件，半导电聚合 物在设备操作时充当在电晕屏蔽罩和高压装置之间的电阻；以及将 至少一个支撑元件安装在电晕屏蔽罩和高压装置之间。