CN102801123B - 一种20kv用套管 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种20KV用套管，包括高压带电体、均压罩、嵌装螺母和固体绝缘层；所述高压带电体为两端大的哑铃型棒体；所述均压罩为环形屏蔽网套；均压罩套在高压带电体的中部，且与高压带电体同轴；所述均压罩的内壁与高压带电体之间有间距，且均压罩的内径是高压带电体中部直径的2-4倍；所述均压罩通过四个均匀分布在其外壁上的引脚固定在嵌装螺母上；所述固体绝缘层浇铸在高压带电体、均压罩和嵌装螺母上，从而和高压带电体、均压罩和嵌装螺母一起形成20KV用套管。本发明可解决20KV等级电压下套管的动热稳定性不好问题；安全、简单；降低了因电场不均匀而致内绝缘电晕放电引起的噪音。

Description

一种20KV用套管

技术领域

本发明涉及一种20KV用套管，适用于高压开关柜行业的柜体上应用。

背景技术

现有的20KV的母线提升柜上使用的是20KV的穿墙套管，一般上部主母线铜排（高压带电体）通过穿墙套管上翻，下部用绝缘支撑固定住。上部的固定是通过并柜的母线固定住的，如图1所示。

现有技术有以下缺点：

（1）动热稳定性不好，穿墙套管的间隙过大，无法固定住主母线铜排（高压带电体），主母线铜排固定在机架上，下端需要使用绝缘支撑。当承受额定短时耐受电流时主母线（高压带电体）在电动力的作用下会进行摆动，严重时会将穿墙套管撞坏，导致放电等事故。

（2）主母线（高压带电体）上端的固定需要依靠并柜主母线来辅助固定，这样并柜主母线将承担一部分的主母线的重量，也就是说并柜主母线在承受力量。当并柜主母线传输电流时机械应力将会导致主母线（高压带电体）上的电场不均匀。

（3）20KV等级的主母线铜排通过穿墙套管时因电场不均匀会导致电晕的响声。20KV正常工作时虽然安全没有问题，但是电晕的声音会引起操作人员的恐慌。

（4）穿墙套管和主母线（高压带电体）有间隙，高压带电体沿绝缘面必须考虑爬距的问题，往往现实操作中设计人员将空气间隙加上穿墙管的爬距来作为爬距，其实爬距是不够的。

目前很多厂家还没有有效的解决以上的缺点，因此十分需要一种结构简单、电场均匀的母线套管来承担传导母线电流和绝缘支撑的功能。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的问题与不足，本发明提供一种动热稳定性好、大爬距、电晕放点噪声低的20KV用套管。

技术方案：一种20KV用套管，包括高压带电体、均压罩、嵌装螺母和固体绝缘层；所述高压带电体为两端大的哑铃型棒体；所述均压罩为环形屏蔽网套；均压罩套在高压带电体的中部，与高压带电体同轴；所述均压罩的内壁与高压带电体之间有间距，且均压罩的内径是高压带电体中部直径的2-4倍；所述均压罩通过四个均匀分布在其外壁上的引脚固定在嵌装螺母上；所述固体绝缘层浇铸在高压带电体、均压罩和嵌装螺母上，从而和高压带电体、均压罩和嵌装螺母一起形成20KV用套管。

高压带电体为两端大的哑铃型棒体，两头大中间小，该哑铃型结构利于固体绝缘层牢牢的粘附在高压带电体上，在通过很大的动热稳定性电流和短时峰值耐受电流时不会产生固体绝缘层和高压带电体的脱落；屏蔽网套的设计，将高压带电体对接地体的电场变得均匀，降低了电晕放电引起的噪声。

所述高压带电体为铜质高压带电体，其棒体为圆柱状棒体，高压带电体上端口和下端口的沿面爬距均大于480mm；所述上端口指的是高压带电体的上端面；下端口指的是高压带电体的下端面；沿面爬距指的是高压带电体的上端面和下端面沿着固体绝缘层的表面到母线套管安装支架的周长。光滑的圆柱状棒体可以降低表面尖端放电的概率。

所述固体绝缘层为环氧绝缘树脂材质制成，所述屏蔽网套镀锌钢网套。网状屏蔽网套使固体绝缘层的树脂可以穿过网的间隙，将屏蔽网套很牢地固定住。

所述固体绝缘层的外壁上设有大小伞裙；其中大伞裙和小伞裙间隔排列。大小伞裙增强了爬距在设计中使用了大小伞的理念，虽然环网柜用于户内或者箱变内，但是在比较严苛的二级严酷度的状况下凝露很可能会产生，为了降低水滴在绝缘体的表面积聚，大小伞裙能够快速将水滴滑下，同时固体绝缘层使用的是憎水性很强的环氧浇铸材料大大提高了防凝露的能力。大小伞裙的使用也增加了沿绝缘面的爬距，使上端口和下端口的沿面爬距均大于480mm。

有益效果：与现有技术相比，本发明所提供的20KV用套管，可以解决20KV等级电压下套管的动热稳定性不好问题；按照2级严酷度2级设计爬电距离，安全、简单；通过对屏蔽网套的合理使用大大降低了电场的不均匀度，降低了因电场不均匀而致内绝缘电晕放电引起的噪音，正常工作时几乎完全静音。本发明成品率较高，制作简单可靠。

附图说明

图1为现有技术中的穿墙套管及其安装状态结构示意图；

图2为本发明实施例的结构示意图；

图3为本发明实施例中上端口沿面爬距结构示意图；

图4为本发明实施例中下端口沿面爬距结构示意图；

图5为图2俯视图的剖视图；

图6为本发明实施例去除固体绝缘层的结构示意图；

图7为本发明实施例不带均压罩和带均压罩电场电力线比较图；其中，（a）为不带均压罩的管套及其电场电力线图；（b）为带均压罩的管套及其电场电力线图。

图中，10、上部主母线   11、穿墙套管   12、绝缘支撑13、间隙   20、高压带电体   21、均压罩   22、嵌装螺母   23、固体绝缘层   24、引脚   25、平垫圈26、螺钉   27、安装板   30、电场电力线   40、接地体

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

如图2和6所示，铜质高压带电体20为两端大的哑铃型棒体，且棒体表面光滑；均压罩21为环形屏蔽网套，屏蔽网套镀锌钢网套；均压罩21套在高压带电体20的中部，且与高压带电体20同轴；均压罩21的内壁与高压带电体20之间有间距，且均压罩21的内径是高压带电体20中部直径的2倍；均压罩21通过四个均匀分布在其外壁上的引脚24固定在嵌装螺母22上；环氧绝缘树脂材质制成的固体绝缘层23浇铸在高压带电体20、均压罩21和嵌装螺母22上，从而和高压带电体20、均压罩21和嵌装螺母22一起形成20KV用套管，固体绝缘层23的外壁上设有大小伞裙；其中大伞裙和小伞裙间隔排列，如图3和4所述大伞裙和小伞裙的设置使高压带电体20上端口和下端口的沿面爬距均大于480mm。虽然环网柜用于户内或者箱变内，但是在比较严苛的二级严酷度的状况下凝露很可能会产生，为了降低水滴在绝缘体的表面积聚，大小伞裙能够快速将水滴滑下，同时固体绝缘层23使用的是憎水性很强的环氧浇铸材料大大提高了防凝露的能力。大小伞裙的使用也增加了沿绝缘面的爬距。

浇铸环氧绝缘树脂前，屏蔽网套通过四个引脚24固定在嵌装螺母22上，而嵌装螺母22固定在模具上，该固定联结有效以及可靠的保证了屏蔽网套的空间位置，确保其和高压带电体（圆柱形铜棒）的同轴度。解决了一般产品的屏蔽网无法定位的问题。

高压带电体20，均压罩21，嵌装螺母3固定好后统一进行浇铸，形成固体绝缘层23。浇铸完毕后产品成型。使用时，安装在接地体40的安装板27上，均压罩21、嵌装螺母22、平垫圈25、螺钉26和接地体40的安装板27连接为一体，形成屏蔽接地系统，当高压带电体带高压电时，高压对接地体系统的电场将会变得非常均匀。

图5中，高压带电体20和屏蔽网套的圆环状网形成一个同轴圆柱类稍不均匀电场，该电场电力线从高压带电体20发出，方向向屏蔽网套。该电场接近于均匀电场，水平分量电力线接近均匀，不会因为电场不均匀产生尖端放电。

如图7所示，用均压罩21来均匀高压带电体20对接地体40的电场。并对加均压罩21和不加均压罩21的套管结构进行了分析。电场的不均匀性把主要的电离过程局限于局部电场很高的电极附近，特别是发在曲率半径很小的电极附近或大或小的薄层中。图(a)为不带均压罩21的结构，此时高压带电体20对接地体40的电场极不均匀，接地体40最靠近高压带电体处为2mm厚的镀锌板料，该板料的前端可以近似理解为一个尖端体，曲率半径很小，该电场为极不均匀电场。正常工作时高压带电体20对着这个尖端进行电晕放电，该放电因固体绝缘层23安全距离足够，不会击穿绝缘层，也不会影响正常工作，但是电晕放电的声音会非常大。如果固体绝缘层23本身存在气隙或者裂缝，则该电场在到达65KV前将会被击穿。图(b)为本发明的带均压罩21结构。此时高压带电体20和屏蔽网套同轴，为稍不均匀电场接近于均匀电场，高压带电体20到接地体40的电力线分布非常均匀，在做24KV的工频耐压实验时，在65KV/1min时无击穿固体绝缘层23，而且20KV正常运行时电晕的响声极小，无明显声音。

Claims (4)

1.一种20KV用套管，其特征在于：包括高压带电体（20）、均压罩（21）、嵌装螺母（22）和固体绝缘层（23）；所述高压带电体（20）为两端大的哑铃型棒体；所述均压罩（21）为环形屏蔽网套；均压罩（21）套在高压带电体（20）的中部，且与高压带电体（20）同轴；所述均压罩（21）的内壁与高压带电体（20）之间有间距，且均压罩（21）的内径是高压带电体（20）中部直径的2-4倍；所述均压罩（21）通过四个均匀分布在其外壁上的引脚（24）固定在嵌装螺母（22）上；所述固体绝缘层（23）浇铸在高压带电体（20）、均压罩（21）和嵌装螺母（22）上，从而和高压带电体（20）、均压罩（21）和嵌装螺母（22）一起形成20KV用套管；

高压带电体（20），均压罩（21），嵌装螺母（22）固定好后统一进行浇铸，形成固体绝缘层（23）；浇铸完毕后产品成型；使用时，安装在接地体（40）的安装板（27）上，均压罩（21）、嵌装螺母（22）、平垫圈（25）、螺钉（26）和接地体（40）的安装板（27）连接为一体，形成屏蔽接地系统，当高压带电体（20）带高压电时，高压对接地体系统的电场将会变得非常均匀；

浇铸环氧绝缘树脂前，屏蔽网套通过四个引脚（24）固定在嵌装螺母（22）上，而嵌装螺母（22）固定在模具上。

2.如权利要求1所述的20KV用套管，其特征在于：所述高压带电体（20）为铜质高压带电体（20），其棒体为圆柱状棒体，高压带电体（20）上端口和下端口的沿面爬距均大于480mm；所述上端口指的是高压带电体（20）的上端面；下端口指的是高压带电体（20）的下端面；沿面爬距指的是高压带电体（20）的上端面和下端面沿着固体绝缘层（23）的表面到母线套管安装支架的周长。

3.如权利要求1所述的20KV用套管，其特征在于：所述固体绝缘层（23）为环氧绝缘树脂材质制成，所述屏蔽网套镀锌钢网套。

4.如权利要求1所述的20KV用套管，其特征在于：所述固体绝缘层（23）的外壁上设有大小伞裙；其中大伞裙和小伞裙间隔排列。