專利名稱：電氣絕緣裝置以及包括該電氣絕緣裝置的系統的制作方法
技術領域：
本公開整體涉及電力系統中的絕緣，并且更具體而言涉及用于絕緣電氣設備中的兩個電導體之間的接頭的絕緣裝置。
背景技術：
對于大型電力系統設備如電力變壓器和電抗器而言,他們的運輸和組裝由于設備部件的尺寸并且由于設備本身的尺寸而可能變得問題重重。因此有利的是能夠現場組裝許多部件以便允許以拆卸的形式運輸設備。例如有利的是能夠分成多塊運輸大型絕緣結構，而不是以組裝好的狀態運輸，其中該組裝好的狀態可能包括導線并且甚至轉動架和箱體。但是由于此結構的設計有時候較復雜，所以創建該絕緣結構設計不是個簡單的任務。美國專利US 7，850，467和US7，927，141披露了與對應的絕緣體屏障結構的導體連接的示例，其中從該連接的兩個末端組裝該絕緣體屏障，從而允許將該絕緣結構制造成較小的部件。然而這些文獻中所述的絕緣結構的組裝可能問題重重。具體而言，US7，850，467和US7，927，141中提供的絕緣設計需要具有非常低的公差的組裝，因為來自該接頭的兩個不同側的屏障互相接觸。
實用新型內容鑒于上文，本公開的一般目的在于提供一種能夠簡易地組裝并且拆卸的絕緣裝置。另一個目的在于提供一種包括感應設備和絕緣裝置的系統，可以比現有技術更有利的方式運輸該系統。因此，在本公開的第一方面中提供了一種用于絕緣第一電導體與第二電導體之間的接頭的絕緣裝置，其中該絕緣裝置包括徑向間隔開的絕緣屏障的第一集合，其中每個絕緣屏障具有接頭側端部，其中，絕緣屏障的第一集合被設置為圍繞在該接頭的第一側面處的第一電導體；以及徑向間隔開的絕緣屏障的第二集合，其中每個絕緣屏障具有接頭側端部，其中，絕緣屏障的第二集合被設置為圍繞在該接頭的第二側面處的第二電導體；其中，絕緣屏障的第一集合的每個絕緣屏障具有相對于絕緣屏障的第二集合的每個絕緣屏障的直徑不同的直徑，使得當絕緣屏障的第一集合的絕緣屏障的接頭側端部與絕緣屏障的第二集合的絕緣屏障的接頭側端部重疊地設置時，絕緣屏障的第一集合的每個絕緣屏障與絕緣屏障的第二集合的全部絕緣屏障徑向間隔開。有益地，因為該絕緣裝置可以由于直徑的徑向間隔所提供的更高公差而能夠更簡易進行組裝和拆卸，所以能夠以具有較小重量的較小塊運輸該絕緣裝置。根據一個實施方式，當該絕緣屏障的第一集合的絕緣屏障的接頭側端部與該絕緣屏障的第二集合的絕緣屏障的接頭側端部被設置為彼此重疊時，交替地設置絕緣屏障的第一集合的屏障與該絕緣屏障的第二集合的絕緣屏障。根據一個實施方式，當該絕緣屏障的第一集合的絕緣屏障的接頭側端部與該絕緣屏障的第二集合的絕緣屏障的接頭側端部被設置為彼此重疊時，任意面對的該絕緣屏障的第一集合的絕緣屏障與該絕緣屏障的第二集合的絕緣屏障之間的徑向距離是2mm到50mm。根據一個實施方式，該距離是2mm到30mm。一個實施方式包括圍繞該第一電導體設置的、與該絕緣屏障的第一集合相關聯的第一屏蔽環，以及圍繞該第二電導體設置的、與該絕緣屏障的第二集合相關聯的第二屏蔽環，該第一屏蔽環與該第二屏蔽環被設置為降低該接頭的兩個末端處的徑向上的電場強度。根據一個實施方式，該絕緣裝置是高壓絕緣裝置。根據本公開的第二方面，提供了一種包括感應設備和根據本文的第一方面的絕緣 裝置的系統，用于絕緣該感應設備中的第一電導體和第二電導體之間的接頭。根據一個實施方式，該感應設備具有轉動架，并且該絕緣裝置被設置為絕緣該轉動架內部的導線。導線意味著電流運載導體。根據一個實施方式，該感應設備是HVDC變壓器。根據一個實施方式，該感應設備是HVDC電抗器。通常，應該根據權利要求中所使用的全部術語在技術領域中的普通含義來解釋他們，除非本文明確地另外定義。應該將對于“一 / 一個/元件、設備、組件、裝置等等”的全部參考開放地解釋為涉及該元件、設備、組件、裝置等等的至少一個示例，除非明確地另外聲明。
現在將參考附圖，以示例的方式描述本發明性的概念的具體實施方式
，其中圖I是絕緣裝置的截面視圖；圖2是圖I中的絕緣裝置的一部分的截面視圖；并且圖3是包括圖I中的絕緣裝置和感應設備的系統的截面視圖。
具體實施方式
現在將參考附圖在下文更完整地描述本發明性的概念，附圖中顯示了示例性的實施方式。然而可以用多種不同的方式來體現該發明性的概念并且不應將其理解為限于本文所述的實施方式，而是以示例的方式提供這些實施方式以使得本公開變得全面并且完整，并且將向本領域技術人員完整地傳達本發明性概念的范圍。相同的附圖標記在整個說明書中涉及相同的元件。圖I顯示了絕緣裝置I的一個示例的一個側面沿對稱軸的截面視圖。絕緣裝置I具有第一部件1-1和第二部件1-2。可以將第一部件l-ι和第二部件1-2在軸向上放在一起，如圖I中所示，以形成絕緣裝置I。絕緣裝置I包括徑向間隔開的絕緣屏障3-1、3-2、3_3的第一集合3與徑向間隔開的絕緣屏障5-1、5-2、5-3的第二集合5。要注意到，第一集合與第二集合中的任意一個的絕緣屏障的數量可以取決于使用該絕緣裝置的具體應用和/或具體類型的設備所選擇的設計而改變。絕緣裝置I被設置為在第一導體11-1與第二導體11-2之間的接頭13處提供第一導體11-1與第二導體11-2的絕緣。絕緣屏障3-1、3-2、3-3的第一集合3被設置為圍繞在該接頭13的第一側面處的第一電導體11-1。絕緣屏障5-1、5-2、5-3的第二集合5被設置為圍繞在該接頭13的第二側面處的第二電導體11-2。第一集合3的絕緣屏障3-1、3-2、3_3中的每一個具有接頭側端部4。第二集合5的絕緣屏障5-1、5-2、5-3中的每一個具有接頭側端部6。根據一個實施方式，第一集合3的絕緣屏障3-1、3-2、3_3中的每一個與第二集合
5的絕緣屏障5-1、5-2、5-3中的每一個是管狀的。第一集合3的絕緣屏障3-1、3-2、3_3可以關于對稱軸同軸地并且同心地設置。第二集合5的絕緣屏障5-1、5-2、5-3可以關于對稱軸同軸地并且同心地設置。當絕緣屏障的第一集合3的絕緣屏障3-1、3-2、3_3的接頭側端部4與絕緣屏障的 第二集合5的絕緣屏障5-1、5-2、5-3的接頭側端部6被設置為彼此重疊時，交錯設置絕緣屏障3-1、3-2、3-3的第一集合3的絕緣屏障3-1、3-2、3-3與絕緣屏障5_1、5_2、5_3的第二集合5的絕緣屏障5-1、5-2、5-3。因此當絕緣裝置I處于其組裝狀態時，絕緣屏障的第二集合5的絕緣屏障5-1、5-2、5-3被設置在第一集合3的每對同心設置的絕緣屏障3_1、3_2、3-3之間。第一集合3的每個絕緣屏障3-1、3-2、3_3與第二集合5的每個絕緣屏障5_1、5_2、5-3關于對稱軸具有不同的直徑。可選擇地，絕緣裝置I可以包括與該絕緣屏障3-1、3-2、3_3的第一集合3相關聯的第一屏蔽環7，第一屏蔽環7被設置為當安裝絕緣裝置I時圍繞該第一電導體11-1以絕緣該第一電導體11-1。絕緣裝置I也可以可選地包括與絕緣屏障5-1、5-2、5-3的第二集合5相關聯的第二屏蔽環9，第二屏蔽環9被設置為當安裝絕緣裝置I時圍繞該第二電導體11-2以絕緣該第二電導體11-2。該第一屏蔽環7與該第二屏蔽環9被設置為降低該接頭13的兩個末端處的徑向上的電場強度。現在將參考圖2來更詳細地描述絕緣裝置I。圖2顯示了圖I中的絕緣裝置I的一部分的截面視圖。如上所示，絕緣屏障的第一集合3的絕緣屏障3-1、3-2、3_3中的每一個具有相對于絕緣屏障的第二集合5的絕緣屏障5-1、5-2、5_3中的每一個的直徑r4、r5、r6不同的直徑r I、r2、r3。第一集合3的絕緣屏障3_1、3-2、3-3具有各自的直徑r I、r2、r3，r I、r2、r3相對于第二集合5的絕緣屏障5-1、5-2、5-3的對應的直徑r4、r5、r6具有這樣一種尺度，該尺度使得當絕緣屏障的第一集合3的絕緣屏障3-1、3-2、3-3的接頭側端部4與第二集合5的絕緣屏障5-1、5-2、5-3的接頭側端部6重疊地設置時，絕緣屏障的第一集合3的絕緣屏障3-1、3-2、3-3中的每一個與絕緣屏障的第二集合5的全部絕緣屏障5-1、5-2、5-3徑向間隔開。因此，當組裝絕緣裝置I時，在第一集合3與第二集合5的任意兩個相鄰的絕緣屏障之間存在距離d。根據一個實施方式，在第一集合3與第二集合5的任意一對相鄰的絕緣屏障3-1、3-2、3-3、5-1、5-2、5_3之間,距離d可能不同,但是至少為2mm。根據一個實施方式,在第一集合3與第二集合5的任意一對相鄰的絕緣屏障之間，距離d基本上相同。在任意情況中，距離d的范圍典型而言是2mm到50mm。該距離d的范圍優選地是2mm到30mm。通過設計絕緣裝置I以使得當絕緣裝置I處于組裝狀態中時絕緣屏障間隔開，可便于組裝過程和拆卸過程。因此，可以在拆卸狀態中將絕緣裝置I運輸到要將其安裝到電氣設備中的地點。因此，簡化了絕緣裝置I并且因此與該絕緣裝置I一起使用的電氣設備的運輸。圖3顯示了包括感應設備17、套管19和絕緣裝置I的系統15的示意性截面視圖。在該示例中，感應設備17具有轉動架，該轉動架具有開口，套管19設置在該開口中。感應設備17的內部可以填充電介質，如用于保護并且冷卻感應設備17的絕緣油。套管19具有電導體21，電導體21沿套管19的中心軸延伸通過套管19。該電導體與感應設備17內部中的感應裝置如繞組相互連接。在圖3中的示例中，絕緣裝置I被設置為絕緣套管19的電導體21與繞組之間的接頭。感應設備17可以是例如高壓直流(縮寫為HVDC)變壓器或HVDC電抗器。絕緣裝置I的應用的其他示例是位于包括多個繞組的感應設備的兩個繞組之間 的斷開點處的絕緣體。在典型的應用中，絕緣裝置I形成感應設備中的導線接頭處的絕緣系統的部件。本文提供的絕緣裝置可以有益地用于配電或輸電應用中的中壓、高壓以及超高壓應用。可以在直流系統或交流系統中使用該絕緣裝置。該絕緣系統可以用于例如HVDC轉換變壓器、HVDC電抗器、交流(縮寫為AC)電力變壓器或AC電抗器中。以上僅僅參考少許示例描述本發明性的概念。然而如本領域技術人員所輕易地理解的，在如所附權利要求所定義的本發明性的概念的范圍之中，與以上披露的實施方式不同的其他實施方式也等效可行。
權利要求1.一種用于絕緣第一電導體與第二電導體之間的接頭的絕緣裝置，其特征在于所述絕緣裝置包括 徑向間隔開的絕緣屏障(3-1、3-2、3-3)的第一集合(3)，每個絕緣屏障具有接頭側端部(4)，其中，絕緣屏障(3-1、3-2、3-3)的第一集合(3)被設置為圍繞在所述接頭(13)的第一側面處的第一電導體(11-1);以及 徑向間隔開的絕緣屏障(5-1、5-2、5-3)的第二集合(5)，每個絕緣屏障具有接頭側端部(6)，其中，絕緣屏障(5-1、5-2、5-3)的第二集合(5)被設置為圍繞在所述接頭(13)的第二側面處的第二電導體(11-2)； 其中，絕緣屏障(3-1、3-2、3-3)的第一集合(3)的每個絕緣屏障(3-1、3-2、3-3)具有相對于絕緣屏障(5-1、5-2、5-3)的第二集合(5)的每個所述絕緣屏障(5-1、5-2、5-3)的直徑(r4、r5、r6)不同的直徑(rl、r2、r3)，使得當所述絕緣屏障(3_1、3_2、3_3)的第一集合(3)的絕緣屏障(3-1、3-2、3-3)的接頭側端部(4)與所述絕緣屏障(5_1、5_2、5_3)的第二集合(5)的絕緣屏障(5-1、5-2、5-3)的接頭側端部(6)重疊地設置時，絕緣屏障(3_1、3_2、3-3)的第一集合(3)的每個絕緣屏障(3-1、3-2、3-3)與絕緣屏障(5_1、5_2、5_3)的第二集合(5)的全部絕緣屏障(5-1、5-2、5-3)徑向間隔開。
2.如權利要求I所述的絕緣裝置，其中，當絕緣屏障(3-1、3-2、3-3)的第一集合(3)的絕緣屏障(3-1、3-2、3-3)的接頭側端部(4)與絕緣屏障(5-1、5-2、5-3)的第二集合的絕緣屏障(5-1、5-2、5-3)的接頭側端部(6)被設置為彼此重疊時，交替地設置絕緣屏障(3-1、3-2,3-3)的第一集合(3)的屏障(3-1、3-2、3-3)與絕緣屏障(5-1、5_2、5_3)的第二集合(5)的絕緣屏障(5-1、5-2、5-3)。
3.如權利要求I或2所述的絕緣裝置，其特征在于，當絕緣屏障(3-1、3-2、3-3)的第一集合(3)的絕緣屏障(3-1、3-2、3-3)的接頭側端部(4)與絕緣屏障(5_1、5_2、5_3)的第二集合的絕緣屏障(5-1、5-2、5-3)的接頭側端部(6)被設置為彼此重疊時，任意面對的絕緣屏障的第一集合(3)的絕緣屏障(3-1、3-2、3-3)與絕緣屏障的第二集合(5)的絕緣屏障(5-1、5-2、5-3)之間的徑向距離是2_到50_。
4.如權利要求3所述的絕緣裝置，其特征在于，所述距離是2mm到30mm。
5.如權利要求I或2所述的絕緣裝置，其特征在于包括圍繞所述第一電導體(11-1)設置的、與絕緣屏障(3-1、3-2、3-3)的第一集合(3)相關聯的第一屏蔽環(7)，以及圍繞所述第二電導體(11-2)設置的、與絕緣屏障(5-1、5-2、5-3)的第二集合(5)相關聯的第二屏蔽環(9)，所述第一屏蔽環(7)和所述第二屏蔽環(9)被設置為降低所述接頭(13)的兩個末端處的徑向上的電場強度。
6.如權利要求I或2所述的絕緣裝置，其特征在于，所述絕緣裝置(I)是高壓絕緣裝 置。
7.一種包括感應設備的系統，其特征在于該系統還包括根據權利要求1-6中的任意一個所述的絕緣裝置，用于絕緣所述感應設備中的第一電導體和第二電導體之間的接頭。
8.如權利要求7所述的系統，其特征在于包括套管(19)，其中，所述感應設備(17)具有轉動架，并且所述絕緣裝置(I)被設置為絕緣所述轉動架內部的導線。
9.如權利要求7或8所述的系統，其特征在于，所述感應設備(17)是HVDC變壓器。
10.如權利要求7或8所述的系統，其特征在于，所述感應設備(17)是HVDC電抗器。
專利摘要提供了一種用于絕緣第一電導體與第二電導體之間的接頭的絕緣裝置。絕緣裝置包括徑向間隔開的絕緣屏障的第一集合，每個絕緣屏障具有接頭側端部，絕緣屏障的第一集合被設置為圍繞在接頭的第一側面處的第一電導體；以及徑向間隔開的絕緣屏障的第二集合，每個絕緣屏障具有接頭側端部，絕緣屏障的第二集合被設置為圍繞在接頭的第二側面處的第二電導體。絕緣屏障的第一集合的每個絕緣屏障具有相對于絕緣屏障的第二集合的每個絕緣屏障的直徑不同的直徑，使得當絕緣屏障的第一集合的絕緣屏障的接頭側端部與絕緣屏障的第二集合的絕緣屏障的接頭側端部重疊地設置時，絕緣屏障的第一集合的每個絕緣屏障與絕緣屏障的第二集合的全部絕緣屏障徑向間隔開。
文檔編號H01F27/04GK202695089SQ201220101489
公開日2013年1月23日 申請日期2012年3月14日 優先權日2012年3月14日
發明者E·韋丁, J·斯科格倫德, L-E·文內爾伯格, M·拉姆克維斯特, P·阿斯特蘭德 申請人:Abb技術有限公司