本發(fā)明涉及高壓電氣設(shè)備領(lǐng)域，涉及一種免填充的電容式絕緣高壓電氣設(shè)備。

背景技術(shù)：

眾所周知，在電力系統(tǒng)中，為了保證高壓線路與地電位之間的可靠絕緣，需采用一些高壓電氣設(shè)備，如電氣設(shè)備用套管、穿墻套管、電纜終端、互感器等。本發(fā)明所述高壓電氣設(shè)備，就是對(duì)這些電氣設(shè)備用套管、穿墻套管、電纜終端、互感器等產(chǎn)品的統(tǒng)稱。

在上述的高壓電氣設(shè)備中，通常設(shè)有主絕緣和套在主絕緣外的絕緣外套，一直以來(lái)，本領(lǐng)域技術(shù)人員都認(rèn)為在高壓電器的主絕緣和外絕緣之間的間隙必須填充絕緣材料。以現(xiàn)有的干式套管為例，通常以電容芯體為套管主絕緣，由在真空下經(jīng)環(huán)氧浸漬的特種絕緣紙卷制而成；電容芯體位于絕緣外套(空心絕緣子)內(nèi)，所述絕緣外套通常為瓷套或復(fù)合空心絕緣子。套管經(jīng)組裝后，在絕緣外套內(nèi)填充絕緣材料以消除電容芯體與絕緣外套之間的空氣間隙，填充的絕緣材料一般為硅脂類膏狀物或聚氨酯軟泡沫塑料或尤吉尼爾膏狀物，也可以是變壓器油或sf6氣體等?，F(xiàn)有的套管需要在絕緣外套和電容芯體之間填充絕緣材料，成本較高。而且一旦涉及填充就會(huì)涉及相應(yīng)的密封結(jié)構(gòu)，密封監(jiān)測(cè)設(shè)備和檢測(cè)工序，使套管的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，這樣又會(huì)進(jìn)一步提高產(chǎn)品成本，并增加了產(chǎn)品裝配維護(hù)的復(fù)雜性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、免填充的電容式絕緣高壓電氣設(shè)備。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

一種免填充的電容式絕緣高壓電氣設(shè)備，包括電容式絕緣芯體，所述電容 式絕緣芯體外套有空心絕緣子，在空心絕緣子與電容式絕緣芯體之間存在免填充的間隙，所述電容式絕緣芯體內(nèi)設(shè)有多個(gè)與絕緣層交替設(shè)置的電容屏，其中最外側(cè)的電容屏為接地用的接地末屏。

優(yōu)選的，所述電容式絕緣芯體內(nèi)的多個(gè)電容屏的軸向尺寸由內(nèi)到外逐層縮短，且兩端均向中部呈階梯式退縮。

優(yōu)選的，所述的空心絕緣子為瓷套。

優(yōu)選的，還包括上法蘭、下法蘭和均壓球，上法蘭和下法蘭與空心絕緣子固定連接，安裝法蘭與電容式絕緣芯體以及下法蘭固定連接，安裝法蘭上設(shè)有末屏端子，電容式絕緣芯體的接地末屏與末屏端子電連接。

優(yōu)選的，所述的空心絕緣子與電容式絕緣芯體之間設(shè)有防潮機(jī)構(gòu)。

優(yōu)選的，所述瓷套的內(nèi)表面和/或電容式絕緣芯體的外表面通過(guò)噴涂憎水性材料的方式設(shè)有絕緣層。

優(yōu)選的，所述空心絕緣子與電容式絕緣芯體之間設(shè)有單向自然排氣裝置。

優(yōu)選的，在空心絕緣子與電容式絕緣芯的連接處設(shè)有3a分子篩干燥劑。

優(yōu)選的，在電容式絕緣芯體的內(nèi)表面上設(shè)有高壓等位屏，位于電容式絕緣芯體內(nèi)的導(dǎo)體與高壓等位屏電連接，在高壓等位屏與導(dǎo)體之間形成無(wú)需填充絕緣介質(zhì)的高壓等位倉(cāng)，在導(dǎo)體和電容式絕緣芯體之間設(shè)有應(yīng)力套。

優(yōu)選的，還包括用于固定電容式絕緣芯體、空心絕緣子和導(dǎo)體的上法蘭和接地法蘭，導(dǎo)體通過(guò)一端的上法蘭與高壓等位屏電連接，應(yīng)力套套設(shè)在導(dǎo)體上位于接地法蘭一端，接地法蘭與應(yīng)力套接地部分連接，高壓等位屏由上法蘭延伸至應(yīng)力套頂面；電容式絕緣芯體內(nèi)的多個(gè)電容屏的軸向尺寸由內(nèi)到外逐層縮短，且延軸向自上法蘭向接地側(cè)呈階梯式退縮。

本發(fā)明的免填充的電容式絕緣高壓電氣設(shè)備在空心絕緣子與電容芯體之間的間隙內(nèi)無(wú)需填充絕緣材料，也無(wú)需抽真空，保留普通的常壓空氣，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低且裝配維護(hù)方便。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的的第一實(shí)施例一種變壓器套管的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的的第二實(shí)施例一種電纜終端的結(jié)構(gòu)示意圖；

具體實(shí)施方式

一種免填充的電容式絕緣高壓電氣設(shè)備，包括電容式絕緣芯體，所述電容式絕緣芯體外套有空心絕緣子，在空心絕緣子與電容式絕緣芯體之間存在免填充的間隙，所述電容式絕緣芯體內(nèi)設(shè)有多個(gè)與絕緣層交替設(shè)置的電容屏，其中最外側(cè)的電容屏為接地用的接地末屏。

本發(fā)明的免填充的電容式絕緣高壓電氣設(shè)備在空心絕緣子與電容式絕緣芯體之間的間隙4內(nèi)無(wú)需填充任何油、膠、氣或固體絕緣材料，也無(wú)需抽真空，保留普通的常壓空氣；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、成本低、安裝維護(hù)方便?？蛇m用于電氣設(shè)備用套管、穿墻套管、電纜終端、互感器等高壓設(shè)備。以下結(jié)合本發(fā)明的變壓器套管和電纜終端的實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明的免填充的電容式絕緣高壓電氣設(shè)備不限于以下實(shí)施例的描述。

實(shí)施例一

本發(fā)明的免填充的電容式絕緣的變壓器套管，包括高壓接線端子1、上法蘭2、空心絕緣子3、電容式絕緣芯體5、下法蘭6、末屏端子7、安裝法蘭8和均壓球9。電容式絕緣芯體5包覆在導(dǎo)電管外，在電容式絕緣芯體5外套有空心絕緣子3，在空心絕緣子3與電容式絕緣芯體5之間存在免填充的間隙4。所述電容式絕緣芯體5為干式電容芯體，在電容式絕緣芯體5內(nèi)設(shè)有多個(gè)與絕緣層交替設(shè)置的電容屏51，其中最外側(cè)的電容屏為接地末屏，該接地末屏與末屏端子7電連接；進(jìn)一步，多個(gè)電容屏51的軸向尺寸由內(nèi)到外逐層縮短，且兩端均向中部呈階梯式退縮。所述空心絕緣子3為瓷套，瓷套套在電容式絕緣芯體5的上端，上法蘭2和下法蘭6與空心絕緣子3固定連接，安裝法蘭8與電容式絕緣芯體5以及下法蘭6固定連接用于變壓器套管的安裝，在變壓器套管套的一端設(shè)有高壓接線端子1，另一端設(shè)有均壓球9；安裝法蘭8上設(shè)有末屏端子7，電容式絕緣芯體5的接地末屏與末屏端子7電連接。變壓器套管套有空心絕緣子3的上端可與外部導(dǎo)電體連接，下端伸入到變壓器殼體內(nèi)與變壓器電連接，并通過(guò)安裝法蘭8與變壓器殼體固定連接。

本發(fā)明的免填充的電容式絕緣變壓器套管在空心絕緣子3與電容式絕緣芯體5之間的間隙4內(nèi)無(wú)需填充任何油、膠、氣或固體絕緣材料，也無(wú)需抽真空， 保留普通的常壓空氣。通過(guò)多個(gè)電容屏降低場(chǎng)強(qiáng)且電場(chǎng)分布均勻，瓷套內(nèi)部?jī)H需保持常壓空氣，可以免填充任何其他絕緣介質(zhì)；由于無(wú)需填充其他絕緣材料，也就無(wú)需特殊的密封處理，更不需要后續(xù)相應(yīng)的氣密性檢測(cè)設(shè)備和檢測(cè)工序，使得變壓器套管結(jié)構(gòu)大大簡(jiǎn)化，成本大大降低，其裝配維護(hù)也更加簡(jiǎn)單。例如由于無(wú)需填充絕緣油，在變壓器套管上也就無(wú)需設(shè)置油枕結(jié)構(gòu)和密封結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)大大簡(jiǎn)化。例如無(wú)需填充昂貴的的尤吉尼爾膏狀物，成本可以大大降低。

本實(shí)施例為連接外部導(dǎo)體與變壓器的變壓器套管，當(dāng)然本發(fā)明也可以用于穿墻套管、gis套管等各類高壓套管。本實(shí)施例中空心絕緣子3為瓷套，當(dāng)然也可以是復(fù)合材料的外絕緣，如電容式絕緣芯體5外也可套裝硅橡膠復(fù)合空心絕緣子，在硅橡膠復(fù)合空心絕緣子和電容式絕緣芯體5之間存在免填充的間隙4。在安裝法蘭8下方的電容式絕緣芯體5外也可加裝空心絕緣子3，安裝結(jié)構(gòu)與安裝法蘭8上方的結(jié)構(gòu)相同。如為穿墻套管時(shí)，在電容式絕緣芯體5的兩端套有兩個(gè)瓷套，兩個(gè)瓷套通過(guò)各自的上法蘭2和下法蘭6分別與電容式絕緣芯體5固定連接，兩個(gè)瓷套的下法蘭6之間加裝安裝法蘭，在兩個(gè)瓷套與電容式絕緣芯體5之間存在兩個(gè)免填充的間隙。此外，電容式絕緣芯體5的導(dǎo)電管也可以是載流的導(dǎo)電桿，設(shè)有均壓球9的一端也可以設(shè)為接線端子；高壓接線端子1在某些情況下可能不需要(如該設(shè)備本體不含高壓導(dǎo)體時(shí))。這均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

進(jìn)一步，空心絕緣子3與電容式絕緣芯體5之間設(shè)有防潮機(jī)構(gòu)，由于在空心絕緣子3與電容式絕緣芯體5之間存在間隙4，且正常的空氣可以流通，應(yīng)做好在間隙4的防潮工作，避免潮濕氣體在瓷套和絕緣芯體表面凝露引起的沿面閃絡(luò)，以提高產(chǎn)品的可靠性。在間隙4兩側(cè)的瓷套的內(nèi)表面和/或電容式絕緣芯體的外表面通過(guò)噴涂憎水性材料的方式設(shè)有絕緣層，如rtv硅橡膠，可以有效防止水氣的凝結(jié)。還可以在空心絕緣子3與電容式絕緣芯體5之間加裝單向自然排氣裝置，使其可隨時(shí)排除潮濕氣體又能防爆；一種優(yōu)選的自然排氣裝置可以是在空心絕緣子3與電容式絕緣芯體5的連接處放置一些3a分子篩干燥劑，3a分子篩具有單向排氣的特性，可以起到干燥的作用并將潮濕氣體排出。采用3a分子篩排氣可以無(wú)需其它復(fù)雜的電路或結(jié)構(gòu)設(shè)置，維護(hù)簡(jiǎn)單，當(dāng)然也不排除采用其它排氣裝置。

實(shí)施例二

如圖2所示，本發(fā)明的一種免填充的電容式絕緣電纜終端，包括上法蘭12、空心絕緣子13、電容式絕緣芯體15、接地法蘭18。電纜終端包括電容式絕緣芯體15，電容式絕緣芯體15外套有空心絕緣子13，在空心絕緣子13與電容式絕緣芯體15之間存在免填充的外絕緣間隙14。上法蘭12和接地法蘭18將空心絕緣子13與電容式絕緣芯體15固定連接。在電容式絕緣芯體15內(nèi)設(shè)有多個(gè)與絕緣層交替設(shè)置的電容屏151，其中最外側(cè)的電容屏151為接地用的接地末屏，該接地末屏與接地法蘭18電連接。安裝時(shí)將高壓電纜的電纜導(dǎo)電芯17安裝到電纜終端內(nèi)進(jìn)行絕緣保護(hù)。本發(fā)明的電容型電纜終端在空心絕緣子13與電容式絕緣芯體15形成的外絕緣間隙14內(nèi)無(wú)需填充任何油、膠、氣或固體絕緣材料，也無(wú)需抽真空，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量小、成本低。

進(jìn)一步，本發(fā)明的電容型電纜終端還包括設(shè)置在電纜導(dǎo)電芯17和電容式絕緣芯體15之間的應(yīng)力套16，在電容式絕緣芯體15的內(nèi)表面上設(shè)有高壓等位屏10(電容屏)，電纜導(dǎo)電芯17與高壓等位屏10電連接，在高壓等位屏10與電纜導(dǎo)電芯17之間存在無(wú)需填充其他絕緣介質(zhì)的高壓等位倉(cāng)19。具體的，應(yīng)力套16位于電容型電纜終端一端，套在電纜導(dǎo)電芯17上，電容式絕緣芯體15與應(yīng)力套16緊密壓接，電纜導(dǎo)電芯17通過(guò)導(dǎo)電桿11和上法蘭12與高壓等位屏10電連接，高壓等位屏10由上法蘭12處延伸至應(yīng)力套16頂面，由高壓等位屏10、電纜導(dǎo)電芯17、應(yīng)力套16頂面和上法蘭12圍成一高壓等位倉(cāng)19，倉(cāng)內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度為零。電容式絕緣芯體15內(nèi)設(shè)有多個(gè)與絕緣層交替設(shè)置的電容屏151，最外側(cè)的接地末屏與接地法蘭18連接。電容式絕緣芯體15內(nèi)的多個(gè)電容屏151的軸向尺寸由內(nèi)到外逐層縮短，且沿軸向自上法蘭向接地側(cè)呈階梯式退縮。

本實(shí)施例的電纜終端制作時(shí)，將具有上法蘭和接地法蘭的電容式絕緣芯體(例如，由環(huán)氧玻璃絲包繞)、應(yīng)力套(例如，硅橡膠制作)和空心絕緣子(例如瓷套)組裝一起，電容式絕緣芯體內(nèi)表面的高壓等位屏(例如，用金屬箔或半導(dǎo)電帶敷設(shè)在絕緣層中，或噴涂在電容式絕緣芯體內(nèi)表面)與電纜導(dǎo)電芯構(gòu)成一高壓等位倉(cāng)(實(shí)質(zhì)是一空氣腔)，電容式絕緣芯體和空心絕緣子之間存在間隙。到現(xiàn)場(chǎng)后，應(yīng)將一段電纜(與電容型電纜終端頭長(zhǎng)度配合)剝掉電纜外皮，去掉電纜的半導(dǎo)電層，且端部壓接導(dǎo)電桿，然后將此不填充絕緣介質(zhì)的電容型 電纜終端套裝在剝掉外皮的電纜上，再將法蘭固定在構(gòu)架上。

由于在電容式絕緣芯體和空心絕緣子之間無(wú)需填充絕緣材料，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且重量減輕，安裝方便。在現(xiàn)場(chǎng)裝配時(shí)，由于電容式絕緣芯體內(nèi)各點(diǎn)電位不同，而且電容式絕緣芯體與電纜裝配時(shí)不可避免有空氣間隙，現(xiàn)有產(chǎn)品必須充填絕緣介質(zhì)用以提高絕緣強(qiáng)度和降低局部放電量，本發(fā)明則通過(guò)在電容式絕緣芯體內(nèi)表面設(shè)置高壓等位倉(cāng)，使空腔內(nèi)各點(diǎn)電位相同，電場(chǎng)強(qiáng)度為零，因此不需填充絕緣介質(zhì)。不僅解決了電容式絕緣芯體與導(dǎo)體間無(wú)需填充絕緣介質(zhì)的問(wèn)題，而且減輕了產(chǎn)品重量、降低了制造成本。

此外本實(shí)施例的高壓等位倉(cāng)的技術(shù)方案也可以用于電氣設(shè)備用套管、穿墻套管和母線等高壓電氣設(shè)備。如變壓器套管為穿纜式時(shí)，高壓等位倉(cāng)設(shè)在電容式絕緣芯體和導(dǎo)電管之間，當(dāng)為載流式時(shí)，高壓等位倉(cāng)設(shè)在電容式絕緣芯體和導(dǎo)電桿之間，在此將導(dǎo)電管、導(dǎo)電桿和電纜導(dǎo)電芯統(tǒng)稱為導(dǎo)體。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。