本發明涉及高壓輸電連接設備領域，特別是一種采用非線性電導復合材料均壓結構的穿墻套管。
背景技術：
穿墻套管用于將高電壓導線穿過墻體，作為電力系統的重要設備，其可靠性對電力系統的安全可靠運行具有重要影響作用。套管由高壓電極導桿插入地電極中間法蘭的中心而構成，是一種典型的電場具有垂直介質表面分量的絕緣結構，其主絕緣容易發生擊穿且法蘭邊緣處容易發生閃絡。為此必須改善法蘭和導桿附近的電場，提高介質的絕緣強度，設計和選擇合適的絕緣結構及材料。穿墻套管具有多種形式，目前以電容式均壓的結構為主。電容式套管內絕緣采用電容芯子結構，強迫套管內部電場均化。但電容芯子的制作對工藝水平具有很高的要求，在生產過程中容易出現各種質量問題，對電容式套管的可靠性產生顯著影響；較高要求的技術水平也嚴重制約了生產成本的降低和生產效率的提高。此外，采用電容芯子的高壓直流套管由于尺寸大、內部發熱嚴重，是套管安全可靠運行的重大隱患所在。
技術實現要素：
本發明的目的是為了解決上述問題，設計了一種采用非線性電導復合材料均壓結構的穿墻套管。具體設計方案為：
一種采用非線性電導復合材料均壓結構的穿墻套管，包括導桿，所述導桿為桿狀結構，所述導桿的外側包裹有均壓層，所述均壓層外包裹有限流層，所述限流層外包裹有硅橡膠傘群護套，所述限流層內鑲嵌有電極延伸層。
所述均壓層、電極延伸層均為由無機填料粉體顆粒、高絕緣強度有機材料復合而成的非線性電導復合材料，所述均壓層5非線性電導復合材料的閥值場強大于所述電極延伸層非線性電導復合材料的閥值場強。所述導桿的兩端設有下法蘭，所述下法蘭、硅橡膠傘群護套形成密閉空間，所述導桿、均壓層、限流層、電極延伸層均位于所述密閉空間內，所述導桿的兩端貫穿所述下法蘭并連接有接線端子。
所述硅橡膠傘群護套的中部設有上法蘭，所述上法蘭的兩端與所述硅橡膠傘群護套連接，所述法蘭的內環與所述電極延伸層相接觸，所述硅橡膠傘群護套為管狀結構，所述硅橡膠傘群護套的外環設有傘狀凸起，所述傘狀凸起與所述硅橡膠傘群護套為一次注塑成型的整體結構，所述傘狀凸起的數量為多個，多個傘狀凸起沿所述硅橡膠傘群護套的軸向方向呈直線陣列分布。
所述無機填料粉體顆粒包括氧化鋅壓敏陶瓷粉體、sic粉體，tio2粉體、srtio3粉體、ccto粉體、sno2粉體的至少一種，所述高絕緣強度有機材料包括環氧樹脂、聚乙烯、聚丙烯、三元乙丙橡膠。
所述非線性電導復合材料的閥值場強通過套管中電壓選擇，所述非線性電導復合材料的閥值場強通過所述非線性電導復合材料的幾何尺寸選擇，所述非線性電導復合材料的閥值場強通過無機填料粉體顆粒的顆粒大小調整，所述非線性電導復合材料的閥值場強通過無機填料粉體顆粒的體積份數調整，所述非線性電導復合材料的閥值場強通過引入微量體積分數的導電粉體顆粒進行多元共混摻雜調整。
所述無機填料粉體顆粒大小取值區間為30nm到300μm，所述無機填料粉體顆粒中的各成分的體積份數取值為氧化鋅壓敏陶瓷粉末5份-80份，或sic、tio2、srtio3、ccto、sno2粉體10份-95份。
通過本發明的上述技術方案得到的采用非線性電導復合材料均壓結構的穿墻套管，其有益效果是：
通過采用非線性電導復合材料作為均壓層與電極延伸層來均勻主絕緣內部及法蘭附近的場強，不僅很好地解決了主絕緣發生擊穿和法蘭處發生閃絡的問題，同時也使得穿墻套管尺寸得到減小，套管的散熱性能得到明顯改善，生產工藝得到很大的簡化，效率與經濟效益得到提升。
附圖說明
圖1是本發明所述采用非線性電導復合材料均壓結構的穿墻套管的結構示意圖；
圖中，1、接線端子；2、下法蘭；3、硅橡膠傘群護套；4、導桿；5、均壓層；6、限流層；7、電極延伸層；8、上法蘭。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明進行具體描述。
圖1是本發明所述采用非線性電導復合材料均壓結構的穿墻套管的結構示意圖，如圖1所示，一種采用非線性電導復合材料均壓結構的穿墻套管，包括導桿4，所述導桿4為桿狀結構，所述導桿4的外側包裹有均壓層5，所述均壓層5外包裹有限流層6，所述限流層6外包裹有硅橡膠傘群護套3，所述限流層6內鑲嵌有電極延伸層7。
所述均壓層5、電極延伸層7均為由無機填料粉體顆粒、高絕緣強度有機材料復合而成的非線性電導復合材料，所述均壓層5非線性電導復合材料的閥值場強大于所述電極延伸層7非線性電導復合材料的閥值場強。所述導桿4的兩端設有下法蘭2，所述下法蘭2、硅橡膠傘群護套3形成密閉空間，所述導桿4、均壓層5、限流層6、電極延伸層7均位于所述密閉空間內，所述導桿4的兩端貫穿所述下法蘭2并連接有接線端子。所述硅橡膠傘群護套3的中部設有上法蘭8，所述上法蘭8的兩端與所述硅橡膠傘群護套3連接，所述法蘭8的內環與所述電極延伸層7相接觸，所述硅橡膠傘群護套3為管狀結構，所述硅橡膠傘群護套3的外環設有傘狀凸起，所述傘狀凸起與所述硅橡膠傘群護套3為一次注塑成型的整體結構，所述傘狀凸起的數量為多個，多個傘狀凸起沿所述硅橡膠傘群護套3的軸向方向呈直線陣列分布。
所述無機填料粉體顆粒包括氧化鋅壓敏陶瓷粉體、sic粉體tio2粉體、srtio3粉體、ccto粉體、sno2粉體的單一粉體或兩種及多種粉體的組合，所述高絕緣強度有機材料包括環氧樹脂、聚乙烯、聚丙烯、三元乙丙橡膠。
所述非線性電導復合材料的閥值場強通過套管中電壓選擇，所述非線性電導復合材料的閥值場強通過所述非線性電導復合材料的幾何尺寸選擇，所述非線性電導復合材料的閥值場強通過無機填料粉體顆粒的顆粒大小調整，所述非線性電導復合材料的閥值場強通過無機填料粉體顆粒的體積份數調整，所述非線性電導復合材料的閥值場強通過引入微量體積分數的導電粉體顆粒進行多元共混摻雜調整。
所述無機填料粉體顆粒中的氧化鋅壓敏陶瓷粉末顆粒大小取值區間為30μm到300μm，所述無機填料粉體顆粒中的各成分的體積份數取值為氧化鋅壓敏陶瓷粉體5份-80份，或sic、tio2、srtio3、ccto、sno2任一種粉體10份-95份。
實施例1
所述無機填料粉體顆粒包括氧化鋅壓敏陶瓷粉體，所述高絕緣強度有機材料包括環氧樹脂、聚乙烯、聚丙烯、三元乙丙橡膠。
所述非線性電導復合材料的閥值場強通過套管中電壓選擇，所述非線性電導復合材料的閥值場強通過無機填料粉體顆粒的體積份數調整，所述非線性電導復合材料的閥值場強通過引入微量體積分數的炭黑進行多元共混摻雜調整。所述無機填料粉體顆粒中的氧化鋅壓敏陶瓷粉體顆粒大小取值區間為30-50μm，所述無機填料粉體顆粒中的各成分的體積份數取值為氧化鋅壓敏陶瓷粉體40份。
實施例2
所述無機填料粉體顆粒包括氧化鋅壓敏陶瓷粉體、sic粉體，所述高絕緣強度有機材料包括環氧樹脂、聚乙烯、聚丙烯、三元乙丙橡膠。
所述非線性電導復合材料的閥值場強通過所述非線性電導復合材料的幾何尺寸選擇，所述非線性電導復合材料的閥值場強通過無機填料粉體顆粒的顆粒大小調整，所述非線性電導復合材料的閥值場強通過無機填料粉體顆粒的體積份數調整，所述非線性電導復合材料的閥值場強通過引入微量體積分數的石墨進行多元共混摻雜調整。所述無機填料粉體顆粒中的氧化鋅壓敏陶瓷粉體顆粒大小取值區間為150-200μm，sic粉體顆粒大小為300-500nm，所述無機填料粉體顆粒中的各成分的體積份數取值為氧化鋅壓敏陶瓷粉體20份，sic粉體40份。
實施例3
所述無機填料粉體顆粒包括氧化鋅壓敏陶瓷粉體、sic粉體，所述高絕緣強度有機材料包括環氧樹脂、聚乙烯、聚丙烯、三元乙丙橡膠。
所述非線性電導復合材料的閥值場強通過套管中電壓選擇，所述非線性電導復合材料的閥值場強通過所述非線性電導復合材料的幾何尺寸選擇，所述非線性電導復合材料的閥值場強通過無機填料粉體顆粒的體積份數調整，所述非線性電導復合材料的閥值場強通過引入微量體積分數的碳纖維進行多元共混摻雜調整。
所述無機填料粉體顆粒中的氧化鋅壓敏陶瓷粉體顆粒大小取值區間為250-300μm，sic粉體顆粒大小為600-800nm，所述無機填料粉體顆粒中的各成分的體積份數取值為氧化鋅壓敏陶瓷粉末10份，sic粉體60份。
穿墻套管采用非線性電導復合材料為主的三層結構主絕緣，均壓層5采用具有大閥值場強非線性電導復合材料，用于限制并均勻主絕緣內場強分布，而在上法蘭處8的電極延伸層7，用于實現地電極延伸作用而減小法蘭2處場強集中問題；非線性電導復合材料性能參數與空間場強大小能夠自適應匹配，起到智能改善空間場強的作用；當套管局部場強過大時，非線性復合材料電導率增加而使得這一部分分壓減小、局部場強降低，從而降低了主絕緣擊穿與沿面發生閃絡的概率。
上述技術方案僅體現了本發明技術方案的優選技術方案，本技術領域的技術人員對其中某些部分所可能做出的一些變動均體現了本發明的原理，屬于本發明的保護范圍之內。