CN209461225U - 一种固体绝缘高压电容套管芯 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于电力行业用高压电容套管组件技术领域，具体涉及一种固体绝缘高压电容套管芯，具体结构是所述固体绝缘高压电容套管芯的轴向中心设置有铜质导电杆，在铜质导电杆的圆周上设置有导电胶缓冲层，所述导电胶缓冲层的圆周上设置有(n+1)个涤纶绝缘层，在第n个涤纶绝缘层和第(n+1)个涤纶绝缘层之间设置铜皮层，在其余相邻两个涤纶绝缘层之间分别设置电极层，每个所述电极层的两端设置有半导体镶边层，安装完成后真空浸胶灌封成型为固体绝缘高压电容套管芯。本实用新型在电极层两端设置有半导体镶边层，能够有效防止电极层发热放电，减少固体绝缘高压电容套管损坏，增加其使用寿命。本实用新型具有体积小、质量轻、无油的特点。
Description
技术领域
本实用新型属于电力行业用高压电容套管组件技术领域，具体涉及一种固体绝缘高压电容套管芯。
背景技术
当前市面上应用最多的电容套管芯为充油电容套管，如专利号为CN201720579115.X公开了一种瓷套式变压器套管，包括：芯体，包括导电管及绝缘套管，导电管一端为油端、另一端为空气端，绝缘套管中部设环形凸起，外壁上接引线；法兰，套于绝缘套管上，内壁设环形凹槽，开设接地腔；瓷套，套于绝缘套管外壁，一端设连接部，插设于法兰内，连接部与法兰接触面涂覆胶合层；瓷套紧固件，套设于瓷套一侧开口，外壁设环形搭接部，搭接部一端设搭接凹槽；密封罩，套于绝缘套管，开口端盖设于瓷套紧固件另一开口端；空气端线夹；油端线夹。上述充油电容套管具有空间体积大、易渗漏、易爆、易燃、防污性能差等缺点，需要定期维护。此外也有以环氧浸纸为主的电容式结构的绝缘层，瓷管与绝缘层之间充硅脂类的糊状绝缘材料的一种半干式高压套管，这种半干式高压套管工艺复杂、价格昂贵且质量大。无论是充油电容套管还是半干式高压套管均存在一个问题就是电极层在长时间工作后出现发热现象影响套管的使用寿命。因此，发展一种新型体积小、低电极发热的高压电容型套管，保证长时间可靠运行，保证高压电力***的***安全。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种固体绝缘高压电容套管芯，所述固体绝缘高压电容套管芯设置在高压电容套管内，解决现有高压电容套管空间体积大、工艺复杂、电极层易出现发热放电现象的问题。
本实用新型的实现过程如下：
一种固体绝缘高压电容套管芯，包括铜质导电杆、导电胶缓冲层、涤纶绝缘层、电极层、铜皮层和半导体镶边层；所述固体绝缘高压电容套管芯的轴向中心设置有铜质导电杆，在铜质导电杆的圆周上设置有导电胶缓冲层，所述导电胶缓冲层的圆周上设置有n+1个涤纶绝缘层，在第n个涤纶绝缘层和第n+1个涤纶绝缘层之间设置有用于引出电流的铜皮层，在其余相邻两个涤纶绝缘层之间分别设置电极层，每个所述电极层的两端设置有半导体镶边层，所述铜质导电杆、导电胶缓冲层、涤纶绝缘层、电极层和半导体镶边层安装完成后真空浸胶灌封成型为固体绝缘高压电容套管芯，n为正整数。
进一步，所述固体绝缘高压电容套管芯，包括铜质导电杆、导电胶缓冲层、涤纶绝缘层、电极层、铜皮层和半导体镶边层；所述固体绝缘高压电容套管芯的轴向中心设置有铜质导电杆，在铜质导电杆的圆周上设置有导电胶缓冲层，所述导电胶缓冲层的圆周上设置有31个涤纶绝缘层，在第30个涤纶绝缘层和第31 个涤纶绝缘层之间设置有1个用于引出电流的铜皮层，在其余相邻两个涤纶绝缘层之间分别设置电极层，所述电极层共29个，每个所述电极层的两端分别设置有半导体镶边层，所述铜质导电杆、导电胶缓冲层、涤纶绝缘层、电极层和半导体镶边层安装完成后真空浸胶灌封成型为固体绝缘高压电容套管芯。
进一步，所述铜皮层上焊接有一根铜引线，所述铜引线垂直于铜皮层表面，所述铜引线的一端与铜皮层连接，所述铜引线的另一端贯穿第n+1个涤纶绝缘层且垂直于涤纶绝缘层的表面。
进一步，所述电极层为表面电阻值<10Ω·cm的导电布；所述半导体镶边层为电阻值为108～1010Ω·cm的导电布。
进一步，所述固体绝缘高压电容套管芯呈中心不对称梭型结构。
进一步，半导体镶边层的宽度为16-21mm，厚度为0.13～0.15mm。
进一步，所述涤纶绝缘层的层数比电极层的层数多两层。
进一步，n+1个所述涤纶绝缘层的厚度从铜质导电杆向外层依次呈现由薄到厚再到薄的状态；所述每个电极层的厚度相等；所述电极层的长度从铜质导电杆向外层依次呈现阶梯型递减。
进一步，相邻两个涤纶绝缘层完全覆盖设置在所述相邻两个涤纶绝缘层之间的电极层。
进一步，所述真空浸胶灌封成型是采用液体环氧树脂真空浸胶灌封后固化成型，所述液体环氧树脂浸在涤纶绝缘层内。
本实用新型的积极效果：
(1)本实用新型所述固体绝缘高压电容套管芯具有体积小、质量轻、无油的特点。
(2)本实用新型所述固体绝缘高压电容套管芯的电极层两端设置有半导体镶边层，能够有效防止电极层发热放电，减少固体绝缘高压电容套管损坏，增加其使用寿命。
(3)本实用新型所述涤纶绝缘层和电极层安装完成后采用环氧树脂真空浸胶灌封成型，该工艺能够保证成品固体绝缘高压电容套管芯的电性能，由于其真空灌注工艺控制，保证产品零气隙。
附图说明
图1为本实用新型所述固体绝缘高压电容套管芯的结构示意图；
图2为本实用新型所述固体绝缘高压电容套管芯的局部放大图；
图中，1铜质导电杆，2导电胶缓冲层，3涤纶绝缘层，4电极层，5铜皮层， 6半导体镶边层，7铜引线。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型做进一步说明。
为了解决现有高压电容套管空间体积大、易渗漏、易爆、易燃、防污性能差、需要定期维护、工艺复杂、电极层易出现发热放电现象的问题，本实用新型提供一种固体绝缘高压电容套管芯，其结构示意图见图1，所述固体绝缘高压电容套管芯设置在高压电容套管内。
实施例1
本实施例所述固体绝缘高压电容套管芯，所述固体绝缘高压电容套管芯呈中心不对称梭型结构，见图1和图2，包括铜质导电杆1、导电胶缓冲层2、涤纶绝缘层3、电极层4、铜皮层5和半导体镶边层6；所述固体绝缘高压电容套管芯的轴向中心设置有铜质导电杆1，在铜质导电杆1的圆周上设置有导电胶缓冲层2，所述导电胶缓冲层2的圆周上设置有31个涤纶绝缘层3，在第30个涤纶绝缘层3和第31个涤纶绝缘层3之间设置有1个用于引出电流的铜皮层5，所述铜皮层5上焊接有一根铜引线7，所述铜引线7垂直于铜皮层5表面，所述铜引线7的一端与铜皮层5连接，所述铜引线7的另一端贯穿第31个涤纶绝缘层 3且垂直于涤纶绝缘层3的表面，在其余相邻两个涤纶绝缘层3之间分别设置电极层4，所述电极层4共29个，所述涤纶绝缘层3的层数比电极层4的层数多两层，所述电极层4为表面电阻值<10Ω·cm的导电布，每个所述电极层4的两端分别设置有半导体镶边层6，所述半导体镶边层6为电阻值为1010Ω·cm的导电布，半导体镶边层6的宽度为18mm，厚度为0.14mm，所述半导体镶边层6 在每个所述电极层4的两端分别缠绕一圈，所述铜质导电杆1、导电胶缓冲层2、涤纶绝缘层3、电极层4和半导体镶边层6安装完成后真空浸胶灌封成型为固体绝缘高压电容套管芯，所述真空浸胶灌封成型是采用液体环氧树脂真空浸胶灌封后固化成型，所述液体环氧树脂浸在涤纶绝缘层3内。31个所述涤纶绝缘层3 的厚度从铜质导电杆1向外层依次呈现由薄到厚再到薄的状态；所述每个电极层 4的厚度相等，均为0.35mm，每个电极层由厚度为0.175mm的导电布缠绕两圈构成；所述电极层4的长度从铜质导电杆1向外层依次呈现阶梯型递减。相邻两个涤纶绝缘层3完全覆盖设置在所述相邻两个涤纶绝缘层3之间的电极层4。
本实施例所述固体绝缘高压电容套管芯可以根据电压的需求调整涤纶绝缘层3、电极层4的厚度、长度和层数等参数。所述涤纶绝缘层3为多层涤纶布带缠绕构成。所述导电胶缓冲层2的作用是防止真空浸胶灌封成型后第1个涤纶绝缘层固化收缩后与导电胶缓冲层2之间产生空隙，即起到缓冲作用。如果没有导电胶缓冲层2，那么真空浸胶灌封后固化成型后，第1个涤纶绝缘层和铜质导电杆1之间产生间隙，影响电性能。
本实施例所述半导体镶边层6为单层缠绕一圈，半导体镶边层6的主要作用是在涤纶绝缘层3与电极层4接触点的端头处很容易产生放电及发热现象，半导体镶边层6的存在可以最大程度的降低放电的发生，进而减少发热现象。本实用新型所使用的材料均为市售购买所得。所述铜皮层为紧挨着第30个涤纶绝缘层缠绕的一圈厚度为0.15mm左右的铜皮，所述铜皮的柔软度较好，可以随着固化过程中涤纶绝缘层3和电极层4收缩的同时在铜皮两端接口处交叠错位收缩。所以在缠绕铜皮层的时候将铜皮两端交叠错位缠绕，有利于固化过程中铜皮两端接口处交叠错位收缩的进行。
表1本实施例所述固体绝缘高压电容套管芯各层参数表
本实施例所述固体绝缘高压电容套管芯的工作原理：在电容套管芯中每相邻两层电极相当于一个电容，整体相当于很多电容的叠加，技能存储电又能放电。
随着城市和市区变电站的飞速发展和城郊变电站的增容，且受用地限制的情况下，小型固体高压电容套管可以用在变压器、电抗器、穿墙套管等方面。本实用新型所述固体绝缘高压电容套管芯可以作为现有技术中的变压器、电抗器、穿墙套管等的套管芯使用。
本实施例所述固体绝缘高压电容套管芯的制作方法，包括如下步骤：
(1)将长度1420mm，直径Φ32mm的铜质导电杆1一端标记字母A，一端标记字母B，用丙酮将棒体擦洗干净，待用。
(2)在铜质导电杆1上A端向内测量100mm用纸胶带标记一圈，再由B 端向内侧测量130mm，用纸胶带标记一圈，在两纸胶带中间确认尺寸1190mm，涂抹导电胶缓冲层达到指定厚度，然后将涂好的铜质导电杆1放入烘箱中，两端垫起，155℃烘制2小时，冷至常温待用，所述导电胶缓冲层是由市售购买的导电胶加入溶剂二甲苯配制而成。
(3)将步骤(3)得到的涂抹导电胶缓冲层的铜质导电杆1安装在绝缘扎带机上，A、B端区别清楚，依据表1所述涤纶绝缘层3、电极层4、铜皮层5和半导体镶边层6的长度、厚度、直径等参数，依次缠绕涤纶绝缘层3、电极层4、铜皮层5和半导体镶边层6，调整缠绕速度，达到要求后将整体结构放入专用模具中。
(4)抽真空，抽真空过程中涤纶绝缘层3的涤纶布带发生膨胀，将涤纶绝缘层3与电极层4、导电胶缓冲层2、铜皮层5、半导体镶边层6之间的间隙填充满，保持一定时间后。
(5)采用液体环氧树脂浸胶、固化、缓慢降温释放内应力，所述液体环氧树脂浸胶为现有技术可以实现的。
(6)最后对成型的固体绝缘高压电容套管芯按照图样进行精修机加工，得到本实用新型所述固体绝缘高压电容套管芯。
实施例2
本实施例所述固体绝缘高压电容套管芯，所述固体绝缘高压电容套管芯呈中心不对称梭型结构，包括铜质导电杆1、导电胶缓冲层2、涤纶绝缘层3、电极层4、铜皮层5和半导体镶边层6；所述固体绝缘高压电容套管芯的轴向中心设置有铜质导电杆1，在铜质导电杆1的圆周上设置有导电胶缓冲层2，所述导电胶缓冲层2的圆周上设置有31个涤纶绝缘层3，在第30个涤纶绝缘层3和第31 个涤纶绝缘层3之间设置有1个用于引出电流的铜皮层5，所述铜皮层5上焊接有一根铜引线7，所述铜引线7垂直于铜皮层5表面，所述铜引线7的一端与铜皮层5连接，所述铜引线7的另一端贯穿第31个涤纶绝缘层3且垂直于涤纶绝缘层3的表面，在其余相邻两个涤纶绝缘层3之间分别设置电极层4，所述电极层4共29个，所述涤纶绝缘层3的层数比电极层4的层数多两层，所述电极层4为表面电阻值<10Ω·cm的导电布，每个所述电极层4的两端分别设置有半导体镶边层6，所述半导体镶边层6为电阻值为108Ω·cm的导电布，半导体镶边层6的宽度为16mm，厚度为0.13mm，所述半导体镶边层6在每个所述电极层 4的两端分别缠绕一圈，所述铜质导电杆1、导电胶缓冲层2、涤纶绝缘层3、电极层4和半导体镶边层6安装完成后真空浸胶灌封成型为固体绝缘高压电容套管芯，所述真空浸胶灌封成型是采用液体环氧树脂真空浸胶灌封后固化成型，所述液体环氧树脂浸在涤纶绝缘层3内。31个所述涤纶绝缘层3的厚度从铜质导电杆1向外层依次呈现由薄到厚再到薄的状态；所述每个电极层4的厚度相等，均为0.35mm，每个电极层由厚度为0.175mm的导电布缠绕两圈构成；所述电极层 4的长度从铜质导电杆1向外层依次呈现阶梯型递减。相邻两个涤纶绝缘层3完全覆盖设置在所述相邻两个涤纶绝缘层3之间的电极层4。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作出的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施仅限于这些说明。对于本实用新型所属领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以作出若干简单推演或替换，都应该视为属于本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种固体绝缘高压电容套管芯，其特征在于：包括铜质导电杆(1)、导电胶缓冲层(2)、涤纶绝缘层(3)、电极层(4)、铜皮层(5)和半导体镶边层(6)；所述固体绝缘高压电容套管芯的轴向中心设置有铜质导电杆(1)，在铜质导电杆(1)的圆周上设置有导电胶缓冲层(2)，所述导电胶缓冲层(2)的圆周上设置有n+1个涤纶绝缘层(3)，在第n个涤纶绝缘层(3)和第n+1个涤纶绝缘层(3)之间设置有用于引出电流的铜皮层(5)，在其余相邻两个涤纶绝缘层(3)之间分别设置电极层(4)，每个所述电极层(4)的两端设置有半导体镶边层(6)，所述铜质导电杆(1)、导电胶缓冲层(2)、涤纶绝缘层(3)、电极层(4)和半导体镶边层(6)安装完成后真空浸胶灌封成型为固体绝缘高压电容套管芯，n为正整数。
2.根据权利要求1所述固体绝缘高压电容套管芯，其特征在于：包括铜质导电杆(1)、导电胶缓冲层(2)、涤纶绝缘层(3)、电极层(4)、铜皮层(5)和半导体镶边层(6)；所述固体绝缘高压电容套管芯的轴向中心设置有铜质导电杆(1)，在铜质导电杆(1)的圆周上设置有导电胶缓冲层(2)，所述导电胶缓冲层(2)的圆周上设置有31个涤纶绝缘层(3)，在第30个涤纶绝缘层(3)和第31个涤纶绝缘层(3)之间设置有1个用于引出电流的铜皮层(5)，在其余相邻两个涤纶绝缘层(3)之间分别设置电极层(4)，所述电极层(4)共29个，每个所述电极层(4)的两端分别设置有半导体镶边层(6)，所述铜质导电杆(1)、导电胶缓冲层(2)、涤纶绝缘层(3)、电极层(4)和半导体镶边层(6)安装完成后真空浸胶灌封成型为固体绝缘高压电容套管芯。
3.根据权利要求1或2所述固体绝缘高压电容套管芯，其特征在于：所述铜皮层(5)上焊接有一根铜引线(7)，所述铜引线(7)垂直于铜皮层(5)表面，所述铜引线(7)的一端与铜皮层(5)连接，所述铜引线(7)的另一端贯穿第n+1个涤纶绝缘层(3)且垂直于涤纶绝缘层(3)的表面。
4.根据权利要求1或2所述固体绝缘高压电容套管芯，其特征在于：所述电极层(4)为表面电阻值<10Ω·cm的导电布；所述半导体镶边层(6)为电阻值为108～1010Ω·cm的导电布。
5.根据权利要求1或2所述固体绝缘高压电容套管芯，其特征在于：所述固体绝缘高压电容套管芯呈中心不对称梭型结构。
6.根据权利要求1或2所述固体绝缘高压电容套管芯，其特征在于：半导体镶边层(6)的宽度为16-21mm，厚度为0.13-0.15mm。
7.根据权利要求1或2所述固体绝缘高压电容套管芯，其特征在于：所述涤纶绝缘层(3)的层数比电极层(4)的层数多两层。
8.根据权利要求1或2所述固体绝缘高压电容套管芯，其特征在于：n+1个所述涤纶绝缘层(3)的厚度从铜质导电杆(1)向外层依次呈现由薄到厚再到薄的状态；所述每个电极层(4)的厚度相等；所述电极层(4)的长度从铜质导电杆(1)向外层依次呈现阶梯型递减。
9.根据权利要求1或2所述固体绝缘高压电容套管芯，其特征在于：相邻两个涤纶绝缘层(3)完全覆盖设置在所述相邻两个涤纶绝缘层(3)之间的电极层(4)。
10.根据权利要求1或2所述固体绝缘高压电容套管芯，其特征在于：所述真空浸胶灌封成型是采用液体环氧树脂真空浸胶灌封后固化成型，所述液体环氧树脂浸在涤纶绝缘层(3)内。
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| CN201920353866.9U CN209461225U (zh) | 2019-03-20 | 2019-03-20 | 一种固体绝缘高压电容套管芯 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112002504A (zh) * | 2020-08-06 | 2020-11-27 | 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司 | 一种环氧树脂浸渍玻璃纤维直流套管研制方法 |
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2019
- 2019-03-20 CN CN201920353866.9U patent/CN209461225U/zh active Active
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| CN112002504A (zh) * | 2020-08-06 | 2020-11-27 | 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司 | 一种环氧树脂浸渍玻璃纤维直流套管研制方法 |
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