[发明专利]一种可实现可靠绝缘的兆伏级高压真空绝缘堆栈

说明书

本发明提供了一种可实现可靠绝缘的兆伏级高压真空绝缘堆栈，用于解决现有的高压绝缘堆栈三相点电场屏蔽结构附近易于积聚气泡，导致高压绝缘堆栈的液体绝缘介质一侧沿面闪络或击穿的技术问题。本发明中在三相点电场屏蔽结构的第二环形半圆凸起上靠近绝缘环一侧且连接第一支撑电极的位置同轴开设有环形的排气槽；排气槽由下至上斜向开设，且其槽宽小于第二环形半圆凸起的截面半径；第一支撑电极上端面上对应第一环形半圆凸起外侧的位置周向开设有与排气槽连通的多个排气孔；排气槽和排气孔的设置可以在排气槽的设置不影响电场屏蔽效果的基础上，尽可能多的排出气泡。

技术领域

本发明涉及绝缘堆栈，尤其涉及绝缘堆栈一种可实现可靠绝缘的兆伏级高压真空绝缘堆栈。

背景技术

高压真空绝缘堆栈是大型脉冲功率装置的重要部件，主要起机械支撑、不同类型绝缘介质物理隔离的重要作用。高压真空绝缘堆栈通常是整个脉冲功率装置绝缘最薄弱的环节之一，其内侧介质为真空，外侧介质为液体绝缘介质(通常为去离子水)。绝缘堆栈的液体绝缘介质一侧基于电场屏蔽的需要，通常设计有三相点电场屏蔽结构，但由于高压绝缘堆栈附近特殊的电场分布，绝缘堆栈的三相点电场屏蔽结构附近特别容易积聚气泡。实验发现，在这些位置聚集的气泡成为绝缘堆栈液体绝缘介质侧沿面闪络或击穿的重要原因，严重影响绝缘堆栈的绝缘可靠性。

发明内容

本发明的目的在于解决现有的高压绝缘堆栈三相点电场屏蔽结构附近易于积聚气泡，导致高压绝缘堆栈的液体绝缘介质一侧沿面闪络或击穿的技术问题，而提供一种可实现可靠绝缘的兆伏级高压真空绝缘堆栈。

为了实现上述目的，本发明的技术解决方案如下：

一种可实现可靠绝缘的兆伏级高压真空绝缘堆栈，包括层叠的M层高压真空绝缘堆栈，所述M层高压真空绝缘堆栈的内侧为真空介质，外侧为液体绝缘介质；每层所述高压真空绝缘堆栈包括同轴堆叠的多个绝缘环，每两个绝缘环之间同轴设置有一个金属均压环，且金属均压环的内侧和外侧分别延伸出绝缘环的内侧壁和外侧壁；所述相邻两层高压真空绝缘堆栈之间以及第M层高压真空绝缘堆栈上端分别同轴密封设置有环形的第一支撑电极，第一层高压真空绝缘堆栈下端同轴密封设置有环形的第二支撑电极，且第一支撑电极和第二支撑电极的内侧壁均延伸出绝缘环的内侧壁，并浸没在真空介质中，其外侧壁均延伸出绝缘环的外侧壁，并浸没在液体绝缘介质中；所述第一支撑电极位于液体绝缘介质中且与相应绝缘环接触的位置同轴设置有环形的三相点电场屏蔽结构；所述三相点电场屏蔽结构包括设置在第一支撑电极上端面的第一环形半圆凸起，以及对称设置在第一支撑电极下端面的第二环形半圆凸起；M为大于等于2的偶数；其特殊之处在于，所述第二环形半圆凸起上靠近绝缘环一侧且连接第一支撑电极的位置同轴开设有环形的排气槽；

所述排气槽由下至上斜向开设，且其槽宽小于第二环形半圆凸起的截面半径，所述第二环形半圆凸起的截面半径为纵向截面半径；排气槽的槽宽小于第二环形半圆凸起的截面半径，用于使排气槽的设置不影响三相点电场屏蔽结构的电场屏蔽效果；

所述第一支撑电极上端面上对应第一环形半圆凸起外侧的位置周向开设有与排气槽连通的多个排气孔。

进一步地，所述排气孔的孔径等于排气槽的槽宽，在保证尽可能多的排出气泡的基础上，便于排气槽和排气孔的一体加工。

进一步地，所述第一支撑电极表面与液体绝缘介质接触的位置设置有亲水层，用于进一步增强排气槽和排气孔的排气效果。