CN103890873A - 高压绝缘系统和包括该绝缘系统的高压感应设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于绕组结构（11）的绝缘系统（1-1）。该绝缘系统（1-1）包括最内部屏障对（3），所述最内部屏障对（3）被布置为在所述绕组结构（11）的轴向（A）相对于所述绕组结构的绕组的绕组匝的曲率而在所述屏障结构（11）的内侧和外侧覆盖所述绕组结构（11）的大部分，其中所述最内部屏障对（3）的至少一个屏障限定第一流动路径（3-1），所述第一流动路径（3-1）在该绝缘系统（1-1）处于已组装状态时允许介电流体（F）主要在所述绕组结构（11）和所述至少一个屏障之间在第一轴向上流动；以及第一外部屏障（5），所述第一外部屏障（5）被布置为相对所述最内部屏障对径向向内或径向向外，其中所述第一外部屏障（5）限定与所述第一流动路径（3-1）平行的第二流动路径（5-1），所述第二流动路径（5-1）允许介电流体（F）主要在与所述第一轴向相反的第二轴向流动，其中该绝缘系统（1-1）被布置为使得介电介质（F）能够从所述第二流动路径流出，并在所述最内部屏障对（3）的一个屏障的一个轴向端部处进入所述第一流动路径（3-1），且在所述最内部屏障对（3）的一个屏障的另一个轴向端部处离开所述对应的第一流动路径（3-1），其中所述最内部屏障对（3）的每个屏障具有连续的包络表面，所述包络表面在所述最内部屏障对（3）的每个屏障的所述一个轴向端部和所述另一个轴向端部之间延伸。也呈现了其中布置有该绝缘系统（1-1）的感应设备。

Description

高压绝缘系统和包括该绝缘系统的高压感应设备

技术领域

本公开一般涉及高压电力系统，并且尤其涉及用于高压电力系统中的感应设备的绝缘系统以及涉及包括这一绝缘系统的高压感应设备。

背景技术

在操作诸如100kV及以上的高压电力系统中，为了确保其安全操作，诸如感应设备的设备必需要有合适的绝缘。此外，由于所涉及的高功率，能量损耗在例如感应元件中产生如此大的热量，从而使得必需要有冷却。

在诸如电抗器和变压器的高压感应设备中的绕组典型地通过诸如变压器油的介电流体来冷却，所述介电流体能够吸收绕组中产生的热量。当油吸收绕组中的热量时，其必须从绕组脱离并被能够吸收额外热量的冷却油所取代。所以，可以在使绕组绝缘的绝缘系统中提供油通道。绝缘系统可以例如具有水平油道的油通道，其被布置为处于该绕组的上端和下端的水平“之”字形图案。

JP61150309公开了一种用于获得高冷却效率的油循环变压器绕组。油在绕组的一端处进入该冷却结构，并且在该绕组的相反端经由竖直的油通道离开该冷却结构，所述竖直的油通道由用于竖直油流的绝缘管形成，从而允许油冷却该变压器绕组。

CH232439公开了用于变压器绕组的绝缘系统。该绝缘系统具有屏障，该屏障允许油在绕组的一端处以相反方向流动。

DE873721也公开了用于变压器绕组的绝缘系统。该系统具有屏障，所述屏障被布置有用于允许油流入轴向的“之”字形图案的开口。

现有技术的缺点在于它们在一些情况下没有在绕组的两端都提供足够的介电性能，这些情况例如为在一些高压直流应用（HVDC）中。

发明内容

本公开的目的在于提供经改进的用于绕组结构的绝缘系统。特别地，期望实现一种绝缘系统，当该绝缘系统被布置在感应设备中用于使绕组结构绝缘时增大该感应设备的电气耐压强度。此外期望能提供一种更坚固并且易于制造的绝缘系统。

因此，根据本公开的第一方面，提供一种用于绕组结构的绝缘系统，该绝缘系统包括：最内部的屏障对，其被布置来在所述绕组结构的轴向相对所述绕组结构的绕组的绕组匝的曲率在屏障结构的内侧和外侧覆盖所述绕组结构的大部分，其中所述最内部的屏障对的至少一个屏障限定了当所述绝缘系统处于已安装状态时允许介电流体主要在所述绕组结构和所述至少一个屏障之间在第一轴向上流动的第一流动路径；以及第一外部屏障，其被布置为相对所述最内部屏障对的每一个屏障径向向内或径向向外，其中所述第一外部屏障限定了与所述第一流动路径平行的第二流动路径，所述第二流动路径允许介电流体主要在与所述第一轴向相反的第二轴向上流动，其中所述绝缘系统被布置为使得介电介质能够从所述第二流动路径流出，并在所述最内部屏障对的一个屏障的一个轴向端部处进入所述第一流动路径，且在所述最内部屏障对的一个屏障的另一个轴向端部处离开所述对应的第一流动路径，其中所述最内部屏障对的每个屏障具有连续的包络表面，所述包络表面在所述最内部屏障对的每个屏障的所述一个轴向端部和所述另一个轴向端部之间延伸。

从而获得在所述绕组的两端都使得爬电路径变长的效果，这是由于介电流体流在进入和离开该绝缘系统之上至少一次改变轴向，从而改善了在所述绕组结构的轴向端部处沿着所述流动路径的所述爬电路径的性能。此外，由于所述最内部屏障对具有比现有技术方案更少的开口，所以可以提供更具有鲁棒性的绝缘系统。这也简化了绝缘系统的制造。另外，该绝缘系统的制造/设计被极大地简化，这是因为提供了更少的爬电路径，为并行的流通路径之间的每个流体连通通道提供一条爬电路径，与之相比，现有技术为绝缘系统中的多个开口中的每个开口提供一条爬电路径。此外，由于在流动路径之间更少的开口提供了更高的介电强度，因此改进了介电强度。

爬电路径通常指的是沿着绝缘系统的表面测得的两个导电部分之间或导电部分和例如为绕组结构的装置的边界表面之间的最短路径。

一个实施例包括用于所述绕组结构的第一末端处的布置并与其轴向对齐的第一静电屏蔽环，其中所述最内部屏障对的每个屏障的一个轴向端部位于由所述第一静电屏蔽环电气屏蔽的区域。

一个实施例包括用于所述绕组结构的第二末端处的布置并与其轴向对齐的第二静电屏蔽环，其中所述最内部屏障对的每个屏障的另一个轴向端部位于由所述第二静电屏蔽环电气屏蔽的区域。

一个实施例包括被布置为从所述第一外部屏障径向向内或径向向外的第二外部屏障，其中所述第二外部屏障具有限定用于介电流体的第三流动路径，其中所述最内部屏障对的至少一个屏障被布置为在第一流动路径和所述第二流动路径之间提供流体连通，并且所述第一外部屏障被布置为在所述第二流动路径和所述第三流动路径之间提供流体连通使得流过该绝缘系统的介电流体在所述第一流动路径和所述第三流动路径的所述第一轴向的具有轴向分量和在所述第二流动路径的所述第二轴向具有轴向分量。

根据一个实施例第一外部屏障和第二外部屏障被这样布置，使得介电流体凭借所述第三流动路径进入和离开该绝缘系统。

根据一个实施例，所述最内部屏障对的至少一个屏障在所述第一轴向端部处具有第一开口，并且在所述另一个轴向端部处具有第二开口，所述第一开口和所述第二开口被布置来在第一流动路径和所述第二流动路径之间提供流体连通。

根据一个实施例，所述第一外部屏障具有第一开口和第二开口，被布置来在所述第二流动路径和该第三流动路径之间提供流体连通。

根据一个实施例，所述第一外部屏障的所述第一开口和所述第二开口被轴向放置，其中所述第一开口被布置在第一外部屏障的第一半部分，并且所述第二开口被布置在所述第一外部屏障的第二半部分。

根据一个实施例，所述最内部屏障对的至少一个屏障的所述第一开口相对于所述第一外部屏障的所述第一开口被轴向放置。

根据一个实施例，所述最内部屏障对的至少一个最内部屏障对的所述第二开口相对于所述第一外部屏障的所述第二开口被轴向放置。

根据一个实施例，对于所述第一轴向而言，所述第一外部屏障的所述第一开口和所述第二开口中的每一个开口被布置在所述最内部屏障对的至少一个屏障的所述第一开口的上游和所述最内部屏障对的至少一个屏障的所述第二开口的下游。

根据一个实施例，第一流动路径、第二流动路径以及第三流动路径限定该绝缘系统的竖直流动路径。

根据一个实施例，所述最内部屏障对和所述第一外部屏障由纤维素基材料制成。

根据本文呈现的第一方面，该绝缘系统可以被有利地用在高压感应设备中。因此，根据本公开的第二方面，提供了一种高压感应设备，其包括所述第一方面的任何变化形式的绝缘系统。

根据一个实施例，该高压感应设备是HVDC变压器。

根据一个实施例，该高压感应设备是HVDC电抗器。

通常，除了在本文中有明确定义的之外，权利要求书中使用的所有术语应根据它们在该技术领域的普通含义来解释。除非明确地叙述，所有提及“一／一个／所述元件、装置、部件、器件，应被开放性解释为指的是所述元件、装置、部件、器件等的至少一个实例。

附图说明

现在以举例的方式并参照附图来描述本发明构思，其中：

图1示出绝缘系统的第一实例的示意性横截面侧视图；

图2示出图1的第一实例操作时的示意性横截面侧视图；

图3示出绝缘系统的第二实例的示意性横截面侧视图；

图4示出绝缘系统的第三实例的局部视图；

图5示出绝缘系统的第四实例的局部视图；以及

图6示出包括根据本公开的绝缘系统的感应设备。

具体实施方式

现在将参照附图更完全地描述本发明构思，其中示出了本发明构思的某些实施例。然而，本发明构思可以被实施为许多不同的形式并且不应该被看作受限于本文阐述的实施例；相反地，仅以举例的方式提供这些实施例，使得该公开将变得透彻和完整，并且将向本领域技术人员完全传达本发明构思的范围。

用于将绕组结构电绝缘的绝缘系统的实例具有在下面呈现的第一端部和第二端部。该绝缘系统包括最内部屏障对，其被布置来在所述绕组结构的轴向相对所述绕组结构的绕组的绕组匝的曲率而在所述屏障结构的内侧和外侧覆盖所述绕组结构的大部分。所述最内部屏障对的至少一个屏障限定了当所述绝缘系统处于已安装状态时允许介电流体主要在所述绕组结构和所述最内部屏障对的至少一个屏障之间以第一轴向流动的第一流动路径。该绝缘系统进一步包括第一外部屏障，其被布置为相对所述最内部屏障对的每个屏障径向向内或径向向外，其中所述第一外部屏障限定与所述第一流动路径平行的第二路径，所述第二路径允许介电流体主要在与所述第一轴向相反的第二轴向流动，其中所述绝缘系统被布置为使得介电介质能从所述第二流动路径流出，并在所述最内部屏障对的一个屏障的一个轴向端部处进入所述第一流动路径，且在所述最内部屏障对的一个屏障的另一个轴向端部处离开所述对应的第一流动路径，其中所述最内部屏障的每个屏障具有连续的包络表面，所述包络表面在所述最内部屏障对的每个屏障的所述一个轴向端部和所述另一个轴向端部之间延伸。

所述最内部屏障对覆盖所述绕组结构的大部分意指所述最内部屏障对具有为所述绕组结构长度的至少一般的长度。

介电流体主要在第一轴向或第二轴向流动意指虽然介电流体可以在其他方向流动，但是大多数流体在所述第一轴向或所述第二轴向上流动。特别地，三个正交分量限定了介电流体能够在空间流入的方向。因此，主要沿着轴向上的流动路径的流体流动意指所述主要分量，即在空间的所述三个分量中的数量最大的分量是轴向分量，其中轴向分量是与所述绕组结构的轴向延伸平行的分量。

为了实现上述的功能，该绝缘系统的很多变化是可能的。本文仅给出少数的实例。

图1示出用于具有第一端部11a和第二端部11b的绕组结构11的绝缘系统1-1的第一实例。要注意该绕组结构没有被成比例绘出，尤其涉及长度相对宽度的尺寸方面。

该绝缘系统1-1被布置来使绕组结构11从其周围环境电绝缘，并且允许介电流体经由绝缘系统1-1的流动路径流动，以便当电流被施加到绕组结构11时冷却绕组结构11。此外，绝缘系统1-1改进从绕组结构11到包含该绕组结构11和绝缘系统1-1的感应设备的例如内部接地表面的爬电路径的性能。

例示的绝缘系统1-1具有最内部屏障对3，基本上同心的屏障3'和3"，以及第一外部屏障5。最内部屏障对将被解释为意指相对绕组结构11处于最内部。本文的第一／第二外部屏障意指屏障不是最靠近绕组结构11的屏障。绝缘系统1-1可以附加地包括第二外部屏障7。要注意作为所描绘的实例的变化形式，屏障3'和3"两者都可以具有相同的设计或类似的设计。

最内部屏障对3被布置来在绕组结构11的内侧和外侧两者，相对所述绕组结构的绕组的绕组匝的曲率，覆盖或包围所述绕组结构11。特别地，最内部屏障对3的一个屏障3'被布置来在绕组结构11的内侧上沿着轴向A包围或覆盖绕组结构11的大部分。最内部屏障对3的另一个屏障3"被布置来在绕组结构11的外侧上沿着轴向A包围或覆盖绕组结构11的大部分。因此，最内部屏障对3的一个屏障3'相对绕组结构11的绕组匝被径向向内地布置，并且最内部屏障对3的一个屏障3相对绕组结构11的绕组匝被径向向外地布置。

绕组结构11的轴向A从第一端部11a延伸到第二端部11b，即，在最内部屏障对3的每个屏障3'和3"的纵向上。

当绝缘系统1-1被组装在绕组结构周围时，最内部屏障对3的屏障3'和3"从绕组结构11的外表面11-3间隔开。在图1的实例中，最内部屏障对3的屏障3’从外表面11-3以距离d1间隔开。凭借最内部屏障对3的径向内部屏障3'的表面之间的距离d1提供的该通道面向绕组11的内表面11-3限定了介电流体在第一轴向上的第一流动路径3-1，所述第一轴向与轴向A相同，即，从第一端部11a延伸到第二端部11b。

要注意，也可以根据一个变化形式提供位于绕组结构11的外表面和屏障3"之间的第一流动路径，其处于绕组结构11的外侧，即，该绕组结构径向向外。

绕组结构11具有与轴向A平行的对称轴。第一外部屏障5被布置为相对最内部屏障对3径向向外或径向向内，并被布置为与最内部屏障对3的每个屏障3'、3"基本平行。如果应用两个第一外部屏障，一个可以被布置为相对最内部屏障对3径向向内，而另一个可以被布置为相对最内部屏障对3径向向外。第一外部屏障5的表面限定用于介电流体的第二流动路径5-1。虽然在这特别的实例中，第一外部屏障为在径向上紧接在最内部屏障对的内部屏障（即屏障3'）之后的屏障，但是应当注意到第一外部屏障不一定必须是相对内部屏障对3的内部屏障3'或外部屏障3"的紧接屏障；甚至在最内部屏障对和第一外部屏障之间可以有一个或多个中间屏障。

第一外部屏障5可以布置为与最内部屏障对3的屏障3'和3"中的任何一个屏障间隔开距离d2，从而凭借在最内部屏障对3的屏障3'和3"与第一外部屏障5之间的距离d2来提供通道。因此第二流动路径可以由最内部屏障对3的屏障3'和3"中的最内部一个和第一外部屏障5之间的通道来限定。如上所示要注意，第二流动路径可以在绝缘系统1-1的变化形式中形成由第一外部屏障的内表面和不是最内部屏障对的另一个屏障的外表面所限定的通道的一部分。

第二外部屏障7被布置为相对第一外部屏障5的屏障3'和3"径向向外或向内。如果使用两个第二外部屏障，一个可以被布置为相对第一外部屏障径向向内并且另一个可以被布置为相对第一外部屏障径向向外。第二外部屏障7具有限定用于介电流体的第三流动路径7-1的表面。

第二外部屏障7可以布置为与第一外部屏障5相隔距离d3，从而凭借第一外部屏障5和第二外部屏障7之间的距离d3提供通道。从而第三流动路径7-1可以由位于第一外部屏障5和第二外部屏障7之间的通道来限定。

根据本文呈现的任何一个实施例，该绝缘系统被布置为使得介电介质能够从最内部屏障对的一个屏障的外侧在屏障的轴向端部处流向屏障的第一流动路径，并且或者在同一个屏障的另一个轴向端部处离开同一个屏障的第一流动路径，或者在另一个屏障的另一个轴向端部处离开最内部屏障对的另一个屏障的第一流动路径。最内部屏障对的每个屏障具有在一个轴向端部和另一个轴向端部之间延伸的连续包络表面。因此，最内部屏障对的每个屏障在一个轴向端部和另一个轴向端部之间延伸的整个包络表面是连续的。因此这些连续表面不具有任何允许介电流体穿过最内部屏障对流动的贯通开口。

根据该图1-2中描绘的实例，最内部屏障对3被布置为在第一流动路径3-1和第二流动路径5-1之间提供流体连通。第一外部屏障5被布置为在第二流动路径5-1和第三流动路径7-1之间提供流体连通。从而可以在第一流动路径3-1、第二流动路径5-1和第三流动路径7-1中的每个流动路径之间提供流体连通。该流体通道以这样的方式提供，使得流过绝缘系统1-1的任何介电流体F具有在第一流动路径3-1和第三流动路径7-1的轴向上的轴向分量C1、C2和在第二流动路径5-1的与第一轴向相反的第二轴向上的轴向分量C3、C4。特别地，该介电流体可以具有在与第一轴向相反的方向上的轴向分量C3、C4，该轴向分量C3、C4在轴向上基本在第一端部11a和第二端部11b水平处。因此最内部屏障对3的屏障3'、3"中的至少一个、第一外部屏障5和第二外部屏障7如此相对彼此布置，使得该介电流体在轴向上第一端部11a和第二端部11b的水平处改变流动方向。该绝缘系统可以根据这里呈现的任何实例包括第一静电屏蔽环，所述第一静电屏蔽环用于布置在该绕组结构的如标示为第一端部11a的第一末端处，并与其轴向对齐。依据该实例，最内部屏障对的一个轴向端部有利地位于由该第一静电屏蔽环电气屏蔽的区域。根据这里呈现的一个实例，该绝缘系统可以包括第二静电屏蔽环，所述第二静电屏蔽环用于布置在该绕组结构的如标示为第二端部11b的第二末端处，并与其轴向对齐。根据该实例，最内部屏障对3的屏障3'、3"的另一个轴向端部有利地位于由该第二静电屏蔽环电气屏蔽的区域。因此，该绝缘系统可以具有一个或两个静电屏蔽环。

最内部屏障对3的屏障3'、3"的其中一个或两个可以包括在一个轴向端部的第一开口3a和在另一个轴向端部的第二开口3b，被布置来提供在第一流动路径3-1和第二流动路径5-1之间的流体连通。

第一外部屏障5可以包括第一开口5a和第二开口5b，被布置为在第二流动路径5-1和第三流动路径7-1之间提供流体连通。

最内部屏障对3的屏障3'、3"的第一开口3a和第二开口3b优选在轴向A上轴向放置。从而当介电流体在第一轴向流动时，介电流体能够通过第一开口3a进入第一流动路径3-1并且通过第二开口3b离开第一流动路径3-1。

根据当前实例，第一开口3a被布置在最内部屏障对3的屏障3'的第一半部分，并且第二开口3b被布置在该最内部屏障对的屏障3'的第二半部分，第一半部分和第二半部分在轴向A上平分绝缘系统1-1。

第一外部屏障5的第一开口5a和第二开口5在轴向A上轴向地放置。从而当介电流体在第一轴向流动时，介电流体可以通过第一开口5a进入第二流动路径3-1并且通过第二开口5b离开第二流动路径3-1。

第一开口5a被布置在第一外部屏障5的第一半部分，并且第二开口5b被布置在第一外部屏障5的第二半部分，第一半部分和第二半部分在主要轴向A上平分绝缘系统1-1。

最内部屏障对3的屏障3'的第一开口3a相对于第一外部屏障5的第一开口5a被轴向放置。最内部屏障对3的第二开口3b可以相对第一外部屏障5的第二开口5b被轴向地放置。

根据该绝缘系统的一个变化形式，第一外部屏障5的第一开口5a和第二开口5b中的每一个关于该第一轴向被布置在最内部屏障对3的屏障3'的第一开口的上游和最内部屏障对3的屏障3'的第二开口3b的下游。

第一流动路径3-1、第二流动路径5-1和第三流动路径7-1为介电流体提供轴向的“之”字形流动路径。第一流动路径3-1、第二流动路径5-1和第三流动路径7-1优选在绝缘系统1-1中限定竖直流动路径。然而要理解该流动路径可以具有取决于绕组结构11的朝向的任何朝向。

在一个实施例中，第一外部屏障5和第二外部屏障7被布置为使得介电流体凭借第三流动路径7-1进入和离开绝缘系统1-1。因此第三流动路径7-1作为进入绝缘系统1-1的入口点并作为离开绝缘系统1-1的出口点。要注意第二外部屏障对可以由布置为相对绕组结构11径向向内的第二外部屏障和相对绕组结构11径向向外的第二外部屏障形成，这种设计类似于最内部屏障对的设计。设想通过这样的设计，在此处的一个变化形式中，介电流体可以凭借在第二外部屏障对的第二外部屏障的内部（即相对该绕组结构径向向内）的第三流动路径进入该绝缘系统，并且介电流体可以凭借在第二外部屏障的外部的第三流动路径离开该绝缘系统。可替换地，介电流体可以凭借在第二外部屏障对的第二外部屏障的外部（即相对该绕组结构径向向外）的第三流动路径进入该绝缘系统，并且介电流体可以凭借在第二外部屏障的内部的第三流动路径离开该绝缘系统。

要注意作为屏障3'的开口的代替或附加，根据一个变化形式，屏障3"可以具有开口，即被布置为相对绕组结构11径向向外的该屏障可以具有关于上述屏障3'的类型的开口。

取代利用用于绝缘系统的流动路径之间的流体连通的开口，流体可以绕着屏障（例如最内部屏障对的屏障）周围从一个流动路径流到另一个流动路径。关于此，屏障的长度可以被设计为使得介电流体可以沿着屏障的轴向延伸的全部或部分流动，并且径向向内或向外地流到该屏障端接的另一个流动路径，即，在这里该屏障具有其轴向终端。辅助的屏障可以被用来控制介电流体的流动，如可以在图5中的实例看出的那样。可替换地，屏障开口可以与这些设计结合。

参照图2，现在将描述当介电流体F流过绝缘系统1-1用于冷却绕组结构11时的操作中的绝缘系统1-1。

介电流体F，例如为变压器油，当介电流体F朝向绕组结构11流动时，沿着第三流动路径7-1流动。在第三流动路径7-1，介电流体F在经由第一外部屏障5的第一开口5a进入第二流动路径5-1之前在第一轴向上流动。在当前实例中，第一外部屏障5的第一开口5a关于第一轴向被布置在最内部屏障对3的屏障3'的第一开口3a的下游。从而介电流体F的流动方向获得与第一轴向相反地轴向分量C3。然后介电流体F通过最内部屏障对3的屏障3'的第一开口3a进入第一流动路径3-1以用于冷却绕组结构11。由于最内部屏障对3的屏障3'的第一开口3a关于第一轴向被布置在第一外部屏障5的第一开口5a的上游，所以介电流体F的流动方向再一次改变方向，使得当冷却绕组结构11时其在与第一轴向相反的第二轴向上具有轴向分量。

对应的方向变化可以通过最内部屏障对3的屏障3'的第二开口3b和第一外部屏障5的第二开口5b获得。

在第一流动路径3-1，介电流体F在经由最内部屏障对3的屏障3'的第二开口3b进入第二流动路径5-1之前在第一轴向传送。在当前实例中，最内部屏障对3的屏障3'的第二开口3b关于第一轴向被布置在第一外部屏障5的第二开口5b的下游。从而当介电流体F从第一流动路径3-1进入第二流动路径5-1时，介电流体F的流动方向获得与第一轴向相反的轴向分量C4。然后介电流体F通过第一外部屏障5的第二开口5b进入第三流动路径7-1。由于第一外部屏障5的第二开口5b关于第一轴向被布置在最内部屏障对3的屏障3'的第二开口3b的上游，所以介电流体F的流动方向再次改变方向，从而在离开绝缘系统1-1之前获得在第三流动路径7-1中与第一轴向相同的方向上的轴向分量C2。因此随着流体关于绕组结构11径向向内和向外流动，能够获得轴向上的“之”字形流动图案。

现在将参照图3描述绝缘系统1-2的第二实例。绝缘系统1-2在结构上与第一流动路径3-1、第二流动路径5-1和第三流动路径7-1相同。然而，第二实例1-2进一步包括横向于轴向A的流动路径。在绝缘系统1-2的第一端13-1处提供第一横向流动路径12-1，通过所述第一横向流动路径12-1，介电流体F可以进入绝缘系统1-2。第一横向流动路径12-1可以连接到第三流动路径7-1。

在绝缘系统1-2的与第一端13-1相反地第二端13-2处提供第二横向流动路径12-2，通过所述第二横向流动路径12-2，介电流体F可以离开绝缘系统1-2。第二横向流动路径22-2可以连接到第三流动路径7-1。

第一横向流动路径12-1和第二横向流动路径12-2具有“之”字形图案。进入绝缘系统1-2的介电流体F从而能够在第一横向流动路径12-1和第二横向流动路径12-2中在横向于轴向A的方向上以“之”字形图案流动，并且当在第一流动路径3-1、第二流动路径5-1和第三流动路径7-1流动时在基本上与轴向A平行的方向上流动，如已经参照图2所描述的那样。

在一个实施例中，第一横向流动路径12-1和第二横向流动路径12-2是水平的或基本上水平的路径。

第一横向流动路径12-1和第二横向流动路径12-2可以由第一外部屏障5和第二外部屏障7之间的距离形成。可替换地，该第一横向流动路径和该第二横向流动路径可以是物理分离的环圈，所述环圈与该最内部屏障对、该第一外部屏障和该第二外部屏障连接地布置。

图4示出绝缘系统1-3的第三实例的局部视图。绝缘系统1-3包括最内部屏障对3、第一外部屏障5和第二外部屏障7。介电流体F被布置为经由第二外部屏障7进入该绝缘系统1-3。最内部屏障对3、第一外部屏障5以及第二外部屏障7被布置为使得介电流体F可以在绕组结构的端部处改变方向。绝缘系统1-3被布置为使得介电流体F能够在该绝缘结构中基本上在第一轭和第二轭的水平上局部地流动，在与如上面所限定的主要方向A相反的方向上具有轴向分量。

图5示出绝缘系统1-4的第四实例的局部视图。绝缘系统1-4包括最内部屏障对3、第一外部屏障5和第二外部屏障7。介电流体F被布置为在第一外部屏障5和第二外部屏障7的流动路径之间进入绝缘系统3。第一外部屏障5具有面向远离第二外部屏障5的表面5c，提供用于介电流体F的流动路径。最内部屏障对3、第一个外部屏障5以及第二外部屏障7被布置为使得介电流体F可以在该绕组结构的端部变向。绝缘系统1-3被布置为使得介电流体F能在该绝缘结构中局部地流动，该绝缘结构基本等于第一轭和第二轭，且在与如上面所限定的主要方向A相反的方向上具有轴向分量。

在本文呈现的任何实例中，该绝缘结构可以由例如为压制板或纸的纤维素基材料制成。

本文描述的绝缘系统例如可以用于高压感应设备15，高压感应设备15例如为高压电抗器或高压变压器，如图7示意性示出的那样。本文呈现的绝缘系统特别适用于HVDC应用，例如用于HVDC电抗器和HVDC变压器。具有多个电相的感应设备可以针对每个电相使用一个绝缘系统。

要注意本文呈现的绝缘系统的实例的任何结构上的结合是可能的。举例来说，该第二实例的横向流动路径可以例如被包括在绝缘系统1-1中。

已经参照上述几个实施例大体上描述了本发明构思。然而，如本领域技术人员容易理解的那样，上面揭示的那些实施例之外的其他实施例同样可能处于本发明的范围内，如所附权利要求书所限定的那样。可以提供附加的屏障来关于该绕组结构包围该最内部屏障，从而提供流过该绝缘系统的介电流体的附加的“之”字形流动。该绝缘系统在轴向上的相反的端部可以具有不同设计以用于在绕组结构的相反端部处获得介电流体流，其在与该主要方向相反地方向具有轴向分量。此外，该绝缘系统不必圆柱地对称。

Claims (16)

1.一种用于绕组结构（11）的绝缘系统（1-1；1-2；1-3；1-4）,所述绝缘系统（1-1；1-2；1-3；1-4）包括：

最内部屏障对（3），所述最内部屏障对（3）被布置为在所述绕组结构（11）的轴向方向（A）上相对所述绕组结构的绕组的绕组匝的曲率而在所述屏障结构（11）的内侧和外侧覆盖所述绕组结构（11）的大部分，其中所述最内部屏障对（3）的至少一个屏障限定第一流动路径（3-1），所述第一流动路径（3-1）在所述绝缘系统（1-1；1-2；1-3；1-4）处于已组装状态时允许介电流体（F）主要在所述绕组结构（11）和所述最内部屏障对（3）的所述至少一个屏障之间的第一轴向方向上流动；以及

第一外部屏障（5），所述第一外部屏障（5）被布置为相对所述最内部屏障对（3）的每个屏障径向向内或径向向外，其中所述第一外部屏障（5）限定第二流动路径（5-1），所述第二流动路径（5-1）与所述第一流动路径（3-1）平行，允许介电流体（F）主要在与所述第一轴向方向相反的第二轴向方向上流动，

其中所述绝缘系统（1-1；1-2；1-3；1-4）被布置为使得介电介质（F）能够从所述第二流动路径流出，并在所述最内部屏障对（3）的所述屏障的一个屏障的一个轴向端部处进入所述第一流动路径（3-1），且在所述最内部屏障对（3）的所述屏障的一个屏障的另一个轴向端部处离开所述对应的第一流动路径（3-1），其中所述最内部屏障对（3）的每个屏障具有连续的包络表面，所述包络表面在所述最内部屏障对（3）的每个屏障的所述一个轴向端部和所述另一个轴向端部之间延伸。

2.根据权利要求1所述的绝缘系统（1-1；1-2；1-3；1-4），包括第一静电屏蔽环，以用于布置在所述绕组结构的第一末端处并与其轴向对齐，其中所述最内部屏障对（3）的每个屏障的所述一个轴向端部位于由所述第一静电屏蔽环电气屏蔽的区域。

3.根据权利要求1或2所述的绝缘系统（1-1；1-2；1-3；1-4），包括第二静电屏蔽环，以用于布置在所述绕组结构的第二末端处并与其轴向对齐，其中所述最内部屏障对（3）的每个屏障的另一个轴向端部位于由所述第二静电屏蔽环电气屏蔽的区域。

4.根据在先权利要求中任一项所述的绝缘系统（1-1；1-2；1-3；1-4），包括第二外部屏障（7），所述第二外部屏障（7）被布置为从所述第一外部屏障（5）径向向内或径向向外，其中所述第二外部屏障（7）具有限定用于所述介电流体（F）的第三流动路径（7-1）的表面，其中所述最内部屏障（3）的所述屏障中的至少一个屏障被布置为在第一流动路径（3-1）和所述第二流动路径（5-1）之间提供流体连通，并且所述第一外部屏障（5）被布置为在所述第二流动路径（5-1）和所述第三流动路径（7-1）之间提供流体连通，使得流过所述绝缘系统（1-1；1-2）的介电流体在所述第一流动路径（3-1）和所述第三流动路径（7-1）的所述第一轴向方向（A）具有轴向分量并且在所述第二流动路径（5-1）的所述第二轴向方向具有轴向分量。

5.根据权利要求4所述的绝缘系统（1-1；1-2；1-3），其中所述第一外部屏障（5）和所述第二外部屏障（7）被布置从而使得所述介电流体（F）借助于所述第三流动路径（7-1）进入和离开所述绝缘系统。

6.根据在先权利要求中任一项所述的绝缘系统（1-1；1-2；1-3；1-4），其中所述最内部屏障对（3）的所述屏障的至少一个屏障在所述一个轴向端部处具有第一开口（3a），并且在所述另一个轴向端部处具有第二开口（3b），所述第一开口（3a）和所述第二开口（3b）被布置用于在第一流动路径（3-1）和所述第二流动路径（5-1）之间提供流体连通。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的绝缘系统（1-1；1-2；1-3；1-4），其中所述第一外部屏障（5）具有第一开口（5a）和第二开口（5b），所述第一开口（5a）和所述第二开口（5b）被布置用于在所述第二流动路径（5-1）和所述第三流动路径（7-1）之间提供流体连通。

8.根据权利要求7所述的绝缘系统（1-1；1-2；1-3；1-4），其中所述第一外部屏障（5）的所述第一开口（5a）和所述第二开口（5b）被轴向放置，其中所述第一开口（5a）被布置在所述第一外部屏障（5）的第一半的部分中，并且所述第二开口（5b）被布置在所述第一外部屏障（5）的第二半的部分中。

9.根据权利要求7或8所述的绝缘系统（1-1；1-2；1-3；1-4），其中所述最内部屏障对（3）的所述至少一个屏障的所述第一开口（3a）相对于所述第一外部屏障（5）的所述第一开口（5a）被轴向放置。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的绝缘系统（1-1；1-2），其中所述最内部屏障对（3）的所述至少一个屏障的所述第二开口（3b）相对于所述第一外部屏障（5）的所述第二开口（5b）被轴向放置。

11.根据权利要求9或10所述的绝缘系统，其中相对于所述第一轴向方向而言，所述第一外部屏障的所述第一开口和所述第二开口中的每一个开口被布置在所述最内部屏障对（3）的所述至少一个最内部屏障对的所述第一开口的上游和所述最内部屏障对（3）的所述至少一个屏障的所述第二开口的下游。

12.根据权利要求4至11中任一项所述的绝缘系统（1-1；1-2），其中所述第一流动路径（3-1）、所述第二流动路径（5-1）以及所述第三流动路径（7-1）限定所述绝缘系统（1-1；1-2）中的竖直流动路径。

13.根据在先权利要求中任一项所述的绝缘系统（1-1；1-2），其中所述最内部屏障对和所述第一外部屏障由纤维素基材料制成。

14.一种高压感应设备（15），包括根据权利要求1-13中任一项所述的绝缘系统（1-1；1-2）。

15.根据权利要求14所述的高压感应设备（15），其中所述高压感应设备（15）是HVDC变压器。

16.根据权利要求14所述的高压感应设备（15），其中所述高压感应设备（15）是HVDC电抗器。

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