用于高壓直流電和超高壓的插頭插座式的純氣體絕緣穿壁套管的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及電力電子器件和電力輸送系統(tǒng)領(lǐng)域，并且涉及一種用于高壓和超高壓交流(AC)或直流(DC)應(yīng)用的穿壁套管的新的結(jié)構(gòu)。所述穿壁套管是卓越的，因?yàn)樗龃┍谔坠芸梢詫蓚€(gè)可替換模塊組裝為套件：插頭式模塊(20)和插座式模塊(30)，所述插頭式模塊(20)和所述插座式模塊(30)的中心導(dǎo)體(15a，15b)通過(guò)允許中心導(dǎo)體(15a，15b)的熱膨脹的接合來(lái)連接。
【專利說(shuō)明】用于高壓直流電和超高壓的插頭插座式的純氣體絕緣穿壁 套管

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力電子器件和電力輸送系統(tǒng)領(lǐng)域，并且具體地涉及用于高壓和超高 壓交流（AC)或直流（DC)應(yīng)用的穿壁套管。

【背景技術(shù)】
[0002] 圖1示意性地示出了穿壁套管的總體構(gòu)造。
[0003] 穿壁套管1被用于在交流（AC)工廠和直流（DC)工廠中將室內(nèi)半導(dǎo)體變換器或其 它室內(nèi)電子設(shè)備連接到戶外設(shè)備上。
[0004] 套管1包括用于引導(dǎo)電流穿過(guò)壁的軸向中心導(dǎo)體。所述導(dǎo)體由鋁或銅制成。套管 1還包括中心凸緣2,中心凸緣2被固定到壁上并且因此必須處于接地電位GND。第一部段 3a和第二部段3b從中心凸緣的端面軸向地延伸并且由兩個(gè)絕緣管組成，兩個(gè)絕緣管包圍 中心導(dǎo)體并且在其外表面處設(shè)置有硅橡膠絕緣子裙。每個(gè)部段3a、3b都由玻璃纖維加強(qiáng)環(huán) 氧基樹脂或瓷管構(gòu)成，并且每個(gè)部段3a、3b都終止于適合的凸緣，所述凸緣密封每個(gè)部段 3a、3b并且支撐中心導(dǎo)體的一個(gè)末端。此外，每個(gè)凸緣攜帶有連接端子5,所述連接端子5 伸出到部段的外部，以便將套管電氣性連接到高壓裝置（即，電纜或變換器）上。套管的兩 個(gè)端部通常設(shè)置有電暈屏蔽罩6,電暈屏蔽罩6包圍所述凸緣和所述連接端子，以便避免在 空氣中的局部放電。
[0005] 位于壁內(nèi)的部段3a被稱為內(nèi)部部段3a，位于壁的外部的另一部段3b被稱為外部 部段。
[0006] 當(dāng)在數(shù)千伏特或在數(shù)十萬(wàn)伏特下操作時(shí)，套管1保持軸向?qū)w與金屬殼體設(shè)備或 建筑物壁電絕緣。為了實(shí)現(xiàn)這一目的，高壓套管依賴于復(fù)雜的絕緣系統(tǒng)，所述絕緣系統(tǒng)能夠 使數(shù)千伏（KV)導(dǎo)體在距離接地凸緣2僅數(shù)厘米處保持安全地操作。
[0007] 傳統(tǒng)的絕緣系統(tǒng)包括干式套管和氣體式套管。
[0008] 用于高壓（HV)干式套管的主要技術(shù)是RIP (代表樹脂浸漬紙（Resin-Impregnated Paper))〇
[0009] 這種設(shè)計(jì)牽涉圍繞所述導(dǎo)體包裹的特制紙以及放置在所述包裹體內(nèi)的關(guān)鍵位置 處的金屬箔。為了實(shí)現(xiàn)所需的高介電強(qiáng)度，必須沒(méi)有空氣或氣泡被截留在紙張的連續(xù)層之 間。因此，纏繞的紙和箔的筒體完全飽含特殊樹脂材料。這一技術(shù)的兩個(gè)主要缺點(diǎn)是：構(gòu)造 的困難和完成的組件的相關(guān)質(zhì)量。
[0010] 用于HV氣體式套管的主要技術(shù)被稱為純氣體。主要絕緣由壓縮的六氟化硫 (sulphur hexafluoride, SF6)氣體構(gòu)成。壓縮的SF6氣體的兩個(gè)目的是：使導(dǎo)體與接地電 位絕緣并且改善中心導(dǎo)體的冷卻。執(zhí)行上述作用的能力與氣體密度有關(guān)。對(duì)于操作而言， 套管在20°C下以高于或等于4巴單位的壓力被填充氣體。氣體通過(guò)位于中心凸緣2中的閥 被引入。
[0011] 純氣體技術(shù)與干式技術(shù)相比能夠產(chǎn)生最好的性能/重量比。
[0012] 應(yīng)注意，干式技術(shù)和氣體式技術(shù)的結(jié)合通常被使用；其被稱為樹脂浸漬紙-六氟 化硫（RIP-SF6)。本領(lǐng)域技術(shù)人員周知這一技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和限制。
[0013] 用于高壓和超高壓（像600KV、820KV或1100KV)交流（AC)或直流（DC)應(yīng)用的穿 壁套管是極長(zhǎng)的（例如，從10米到30米變化）并且特別重的部件。
[0014] 因此，不僅上述部件而且較小套管的部件的運(yùn)送和裝配（或拆卸）都需要復(fù)雜的 機(jī)械和運(yùn)輸系統(tǒng)。另外，在運(yùn)輸期間存在不能通過(guò)檢查來(lái)容易地檢測(cè)到的內(nèi)部損壞的風(fēng)險(xiǎn)， 并且在損壞的情況下難以修理。
[0015] 因此，應(yīng)承認(rèn)，20米的長(zhǎng)度是界限，超過(guò)了所述長(zhǎng)度，運(yùn)輸成本和裝配的復(fù)雜度相 當(dāng)高。因此，對(duì)于設(shè)計(jì)用于高于500KV直流（DC)或400KV交流（AC)的電壓的套管而言，工 程師如今正面對(duì)未解決的運(yùn)輸、裝配和維護(hù)的難題。
[0016] 基于純氣體技術(shù)的套管的相對(duì)低的質(zhì)量允許以部分性更簡(jiǎn)單的方式處理以上方 面。然而，這將不足以解決以上提到的所有難題。
[0017] 因此，本發(fā)明的目標(biāo)在于發(fā)現(xiàn)一種基于純氣體技術(shù)的新的穿壁套管結(jié)構(gòu)，所述穿 壁套管結(jié)構(gòu)解決了與超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)有關(guān)的以上提到的難題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0018] 本發(fā)明涉及一種純氣體技術(shù)制造的高壓交流（AC)或直流（DC)穿壁套管，所述穿 壁套管由被設(shè)計(jì)為插頭模塊和插座模塊的兩個(gè)模塊構(gòu)成。
[0019] 所述插頭式模塊形成了純氣體技術(shù)制造的高壓交流或直流穿壁套管的一個(gè)部段， 所述插頭式模塊包括絕緣管，所述絕緣管在所述插頭式模塊的第一端部處通過(guò)布置在所述 插頭式模塊的第一端部處的中心凸緣部分的內(nèi)部管狀部段軸向地延伸，所述絕緣管和所述 中心凸緣部分包圍中心柱形導(dǎo)體，所述導(dǎo)體沿所述插頭式模塊軸向地延伸，所述插頭式模 塊在其第二端部處具有密封所述插頭式模塊并且支撐所述中心導(dǎo)體的凸緣，所述插頭式模 塊被設(shè)計(jì)為通過(guò)利用插座式模塊的中心凸緣部分可逆地密封所述插頭式模塊的中心凸緣 部分并且通過(guò)將所述插頭式模塊的中心導(dǎo)體可移除地連接到所述插座式模塊的中心導(dǎo)體 而電氣性地接插到所述插座式模塊中，所述插座式模塊形成了純氣體技術(shù)制造的高壓交流 或直流穿壁套管的另一部段。
[0020] 在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，所述插頭式模塊的中心凸緣部分包括至少一個(gè)支撐絕 緣體，所述至少一個(gè)支撐絕緣體將所述插頭式模塊的中心凸緣部分的內(nèi)部管狀部段連接到 包圍所述中心導(dǎo)體的滑套上，所述中心導(dǎo)體在所述插頭式模塊的第一端部處軸向地延伸到 所述插頭式模塊的外部，其中，所述中心導(dǎo)體的末端具有朝其端部減小的直徑。
[0021] 優(yōu)選地，所述中心導(dǎo)體的末端呈現(xiàn)非均勻減小的直徑并且包括導(dǎo)電部分和導(dǎo)電引 導(dǎo)銷，所述導(dǎo)電引導(dǎo)銷具有比所述導(dǎo)電部分的直徑小的直徑。有利地，所述引導(dǎo)銷在其柱形 表面上至少部分地被低摩擦套覆蓋，以便便于所述引導(dǎo)銷的插入。
[0022] 所述插頭式模塊的中心凸緣部分可包括緊固構(gòu)件，所述緊固構(gòu)件適于將所述插頭 式模塊固定到壁上。
[0023] 所述插座式模塊形成了純氣體技術(shù)制造的高壓交流或直流穿壁套管的第二部段， 所述插座式模塊包括絕緣管，所述絕緣管在所述插座式模塊的第一端部處通過(guò)布置在所述 插座式模塊的第一端部處的中心凸緣部分的內(nèi)部管狀部段軸向地延伸，所述中心凸緣部 分、所述絕緣管和所述插座式模塊的中心凸緣部分包圍中心柱形導(dǎo)體，所述導(dǎo)體沿所述插 座式模塊軸向地延伸，所述插座式模塊在其第二端部處具有密封所述插座式模塊并且支撐 所述中心導(dǎo)體的凸緣，所述插座式模塊被設(shè)計(jì)為通過(guò)利用所述插座式模塊的中心凸緣部分 可逆地密封插頭式模塊的中心凸緣部分并且通過(guò)將所述插座式模塊的中心導(dǎo)體可移除地 連接到所述插頭式模塊的中心導(dǎo)體而接納插頭式模塊,所述插頭式模塊形成了純氣體技術(shù) 制造的高壓交流或直流穿壁套管的外部部段。
[0024] 在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，所述插座式模塊的中心導(dǎo)體的長(zhǎng)度小于所述插座式模 塊的長(zhǎng)度，所述中心導(dǎo)體的位于所述插座式模塊的第一端部處的末端設(shè)置有空心連接屏蔽 罩，所述空心連接屏蔽罩軸向地延伸到所述插座式模塊的外部，所述連接屏蔽罩包括開孔， 所述開孔具有朝所述連接屏蔽罩的自由末端增大的直徑，以便形成用于接納所述插頭式模 塊的中心導(dǎo)體的適合末端的插座并且允許所述插頭式模塊的中心導(dǎo)體和所述插座式模塊 的中心導(dǎo)體之間的電氣接觸。
[0025] 優(yōu)選地，所述連接屏蔽罩的內(nèi)部部段呈現(xiàn)第一部分、第二部分和第三部分，所述第 三部分的內(nèi)徑近似等于所述插頭式模塊的中心導(dǎo)體的引導(dǎo)銷的直徑，所述第二部分的內(nèi)徑 近似等于所述插頭式模塊的中心導(dǎo)體的導(dǎo)電部分的直徑，并且所述中心導(dǎo)體具有其大部分 長(zhǎng)度的范圍內(nèi)的恒定的主直徑，所述第一部分的內(nèi)徑近似等于所述主直徑。
[0026] 所述插座式模塊的中心凸緣部分可包括緊固構(gòu)件，所述緊固構(gòu)件適于將所述插座 式模塊固定到壁上。
[0027] 本發(fā)明還涉及一種純氣體技術(shù)制造的高壓交流或直流穿壁套管，所述穿壁套管包 括所述插座式模塊和所述插頭式模塊，所述插頭式模塊的第一端部和所述插座式模塊的第 一端部接觸，所述穿壁套管的中心凸緣通過(guò)所述插頭式模塊的中心凸緣部分和所述插座式 模塊的中心凸緣部分的可逆密封而形成，所述穿壁套管的中心導(dǎo)體由在每個(gè)模塊的第一端 部處被電氣性連接的所述插頭模塊的中心導(dǎo)體和所述插座模塊的中心導(dǎo)體形成，每個(gè)模塊 的所述凸緣攜帶連接端子，所述連接端子從所述模塊伸出，以便將所述套管連接到高壓裝 置上，所述中心凸緣包括用于為所述穿壁套管填充高壓氣體的構(gòu)件。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0028] 在閱讀了僅用于指導(dǎo)并且參考附圖以非限制性方式給出的示例性實(shí)施例的以下 說(shuō)明之后，本發(fā)明將被更好地理解，在附圖中：
[0029] -圖1示意性地示出了現(xiàn)有技術(shù)的穿壁套管的總體構(gòu)造；
[0030] -圖2示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的模塊的總體構(gòu)造的縱向剖視圖；
[0031] -圖3示出了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中的插頭式模塊的中心導(dǎo)體在該插頭式模塊的 第一端部處的末端；
[0032] -圖4示出了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中的支撐絕緣體的結(jié)構(gòu)；
[0033] -圖5示出了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中的插座式模塊的中心凸緣部分；
[0034] -圖6示出了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中的插座式模塊的中心導(dǎo)體的末端和構(gòu)成處于 插座式模塊的第一端部處的連接屏蔽罩的不同部分；
[0035] -圖7示出了當(dāng)插頭式模塊和插座式模塊被裝配時(shí)的兩個(gè)中心導(dǎo)體之間形成的接 合。
[0036] 不同附圖的相同的、類似的或等價(jià)的零件用相同的數(shù)字標(biāo)記，以便便于不同附圖 之間的對(duì)比。
[0037] 附圖中示出的不同零件不一定按相同的比例繪出，以使附圖更容易理解。

【具體實(shí)施方式】
[0038] 本發(fā)明的概念是設(shè)想一種穿壁套管，所述穿壁套管能夠制造為由兩個(gè)不同功能的 模塊組成的組件，兩個(gè)不同功能的模塊即：插頭式模塊和插座式模塊。
[0039] 因此，基于純氣體技術(shù)的高壓交流（AC)或直流（DC)穿壁套管的運(yùn)輸和裝配被大 大簡(jiǎn)化，尤其是因?yàn)榧儦怏w技術(shù)允許重量輕的結(jié)構(gòu)。
[0040] 因此，如果運(yùn)輸條件被認(rèn)為很困難，每個(gè)單獨(dú)的模塊能夠在較小的箱子中被運(yùn)送 并且因此減小了在運(yùn)輸期間損壞的風(fēng)險(xiǎn)。另外，這一概念允許運(yùn)輸非常大的單元（否則是 不可能實(shí)現(xiàn)的）。
[0041] 圖2示出了模塊20、30的總體結(jié)構(gòu)的縱向剖視圖，模塊20、30即可以表示插頭式 模塊也可以表示插座式模塊。每個(gè)模塊的規(guī)格將隨后在說(shuō)明書中被描述。
[0042] 插頭式模塊20和插座式模塊30都基于純氣體技術(shù)。插頭式模塊20形成了高壓交 流或直流穿壁套管的兩個(gè)部段（用于戶外使用的外部部段或用于室內(nèi)使用的內(nèi)部部段）中 的一個(gè)部段，而插座式模塊30形成了同一套管的相應(yīng)的另一部段（內(nèi)部部段或外部部段）。
[0043] 每個(gè)模塊都包括絕緣管3,絕緣管3在其第一端部處通過(guò)中心凸緣部分2a、2b的內(nèi) 部管狀部段來(lái)軸向地延伸，中心凸緣部分2a、2b布置在模塊的第一端部21、31處。絕緣管3 由以高機(jī)械質(zhì)量、高電氣質(zhì)量、高耐熱質(zhì)量和高耐久質(zhì)量為特征的絕緣材料制成。例如，絕 緣管可以由玻璃纖維加強(qiáng)環(huán)氧基樹脂管（在其外表面上擠壓有硅橡膠絕緣子裙）制成或由 傳統(tǒng)的瓷絕緣體制成。
[0044] 模塊的中心凸緣部分2a、2b由例如鋁的導(dǎo)電材料制成。插頭式模塊20的中心凸 緣部分2a被設(shè)計(jì)為與插座式模塊30的中心凸緣部分2b可逆地密封。
[0045] 每個(gè)模塊的絕緣管3和中心凸緣部分2a、2b包圍了中心柱形導(dǎo)體15a、15b，中心柱 形導(dǎo)體15a、15b具有主直徑。中心柱形導(dǎo)體15a、15b由鋁或銅制成并且沿模塊20、30軸向 地延伸。
[0046] 每個(gè)模塊20、30在其第二端部22、32處都具有凸緣4,凸緣4密封所述模塊并支撐 中心導(dǎo)體15a、15b的末端，從而將中心導(dǎo)體15a、15b保持在絕緣管的中心。凸緣4還支撐 終端連接件5,終端連接件5伸到模塊的外部并且將中心導(dǎo)體15a、15b連接到發(fā)電廠的交流 或直流裝置上。實(shí)際上，所述布置被設(shè)計(jì)為允許電流從終端連接件5穿過(guò)凸緣4并且進(jìn)入 中心導(dǎo)體15a、15b中。
[0047] 優(yōu)選地，環(huán)形屏蔽罩6被安裝在每個(gè)模塊22、32的第二末端處，以便最小化氣體中 的局部放電和離子化。
[0048] 在優(yōu)選的實(shí)施例中，絕緣管3到中心凸緣部分2a、2b和凸緣4的各自的連接件由 鋁鑄造或加工且通過(guò)螺栓和螺母來(lái)緊固并且設(shè)置有例如〇型環(huán)墊的密封件。
[0049] 優(yōu)選地，多個(gè)內(nèi)部空心屏蔽罩16、17被安裝到每個(gè)模塊20、30中。第一內(nèi)部屏蔽 罩16被安裝在凸緣4處，并且第二內(nèi)部屏蔽罩17被安裝在中心凸緣部分2a、2b處。優(yōu)選 地，所述內(nèi)部屏蔽罩16、17由鋁或其它導(dǎo)電材料制成，并且所述內(nèi)部屏蔽罩16、17局部地控 制電場(chǎng)。這改進(jìn)了絕緣管3相對(duì)于中心導(dǎo)體15a、15b的性能。
[0050] 所述內(nèi)部屏蔽罩16、17的形狀被優(yōu)化，以減小絕緣管3上的表面電場(chǎng)并且以便最 小化其表面上的電荷積聚。因此，每個(gè)屏蔽罩16、17都具有截面朝絕緣管3的中心減小的 拋物面形狀。
[0051] 每個(gè)模塊20、30的簡(jiǎn)單構(gòu)造和兩個(gè)模塊中使用的有限數(shù)量的零件顯著地降低了 生產(chǎn)成本。
[0052] 將穿壁套管分成兩個(gè)模塊20、30還允許在每個(gè)模塊被裝配之前檢查和測(cè)試每個(gè) 模塊。因此，裝配缺陷零件的風(fēng)險(xiǎn)被顯著地減小。
[0053] 每個(gè)模塊20、30的特征將結(jié)合圖3-6來(lái)描述。
[0054] 圖3示出了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中的插頭式模塊的中心導(dǎo)體處于插頭式模塊的 第一端部處的的末端。
[0055] 插頭式模塊20的第一端部21被設(shè)計(jì)為通過(guò)將插頭式模塊20的中心凸緣部分2a 可逆地密封到插座式模塊30的中心凸緣部分2b并且通過(guò)將插頭式模塊20的中心導(dǎo)體15a 電氣性連接到插座式模塊30的中心導(dǎo)體15b而可移除地接納插座式模塊30。
[0056] 為此，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例在于：中心導(dǎo)體15a在其第一端部21處軸向地延伸到 插頭式模塊20的外部。中心導(dǎo)體15a沿所述模塊具有恒定的主直徑（除了其第一端部21 處），而中心導(dǎo)體15a的末端具有朝其端部減小的直徑。
[0057] 實(shí)際上，中心導(dǎo)體15a的末端呈現(xiàn)非均勻減小的直徑并且包括導(dǎo)電部分25和金屬 弓丨導(dǎo)銷26,金屬引導(dǎo)銷26具有比導(dǎo)電部分25的直徑小的直徑。
[0058] 導(dǎo)電部分25配備有至少一個(gè)圓周彈簧觸頭28。
[0059] 在圖3中示出的示例中，引導(dǎo)銷26是旋擰到導(dǎo)電部分25中的零件。然而，引導(dǎo)銷 26和導(dǎo)電部分25可以制成整體。替代性地，引導(dǎo)銷26可以被焊接到導(dǎo)電部分25中。
[0060] 優(yōu)選地，引導(dǎo)銷26在其柱形表面上至少部分地被低摩擦套27覆蓋，以便便于其接 插到插座中的同時(shí)將插頭式模塊20的中心導(dǎo)體15a連接到插座式模塊30的中心導(dǎo)體15b 上。套27可以由例如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET)或聚四氟乙烯（PTFE)的聚合物材料制 成。
[0061] 這種插頭模塊20還包括支撐構(gòu)件，支撐構(gòu)件用于確保中心導(dǎo)體15a在所述模塊的 第一端部21處的絕緣和機(jī)械支撐（中心導(dǎo)體在模塊的第二端部處由凸緣4支撐）。所述支 撐構(gòu)件包括至少一個(gè)支撐絕緣體，支撐絕緣體將插頭式模塊20的中心凸緣部分2a的內(nèi)部 管狀部段連接到包圍中心導(dǎo)體15a的滑套上?；自试S由于中心導(dǎo)體15a的熱膨脹而引起 的軸向運(yùn)動(dòng)。
[0062] 所述支撐構(gòu)件的描述將參照?qǐng)D4做出，圖4示出了所述支撐構(gòu)件在本發(fā)明的優(yōu)選 實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)。中心導(dǎo)體15a的末端未不出，以便理解該圖。
[0063] 在這一實(shí)施例中，支撐構(gòu)件包括三個(gè)支撐絕緣體41、42、43(三個(gè)零件相互偏移 120° )，三個(gè)支撐絕緣體41、42、43繞其支撐的中心導(dǎo)體15a均勻分布。每個(gè)支撐絕緣體 41、42、43都在其端部中的一端處被固定到插頭式模塊20的中心凸緣部分2a的內(nèi)表面上， 而另一端沒(méi)有被直接地固定到中心導(dǎo)體15a上，而是被固定到與中心導(dǎo)體15a共軸的金屬 滑套44上。金屬滑套44通過(guò)適合的滑動(dòng)電觸頭或彈性電觸頭而電氣性地連接到中心導(dǎo)體 15a 上。
[0064] 因此，當(dāng)中心導(dǎo)體15a由于熱效應(yīng)而膨脹時(shí)，中心導(dǎo)體15a能夠在套管44的內(nèi)部 自由地移動(dòng)，而不具有使中心導(dǎo)體15a彎曲或?qū)C(jī)械力轉(zhuǎn)移給支撐絕緣體41、42、43的風(fēng) 險(xiǎn)。
[0065] 優(yōu)選地，金屬滑套44被電屏蔽，以最小化支撐絕緣體41、42、43上的電場(chǎng)強(qiáng)度的效 果。
[0066] 有利地，支撐絕緣體41、42、43由具有礦物絕緣組份的環(huán)氧樹脂制成，并且其形狀 被優(yōu)化以減小表面電場(chǎng)，以便最小化支撐絕緣體表面上的電荷積聚。
[0067] 圖5示出了插座式模塊的中心凸緣部分并且著重于插座式模塊的中心導(dǎo)體處于 插座式模塊的第一端部處的末端。
[0068] 在該圖中，插座式模塊30被設(shè)計(jì)為形成高壓交流或直流穿壁套管的內(nèi)部部段。因 此，插座式模塊30的中心凸緣部分2b的布置包括緊固構(gòu)件，以將模塊固定到壁上。
[0069] 在圖5中示出的示例中，所述緊固構(gòu)件由焊接到中心凸緣部分上的緊固板29表 示。所述板被設(shè)計(jì)為例如通過(guò)螺栓而并靠所述壁安裝。
[0070] 根據(jù)本發(fā)明，設(shè)置有緊固構(gòu)件的中心凸緣部分能夠是插頭式模塊20的中心凸緣 部分2a或插座式模塊30的中心凸緣部分2b。
[0071] 插座式模塊的中心凸緣部分2b還設(shè)置有多個(gè)鉆孔38,以允許可移除支撐件39的 插入，在插座式模塊30的裝配或運(yùn)輸階段，可移除支撐件39用以充當(dāng)所述中心導(dǎo)體在所述 插座式模塊的第一端部31處的機(jī)械支撐，中心導(dǎo)體15b在模塊的第二端部32處由凸緣4 支撐。
[0072] 所述孔38為在中心凸緣部分的表面上鉆孔并且穿過(guò)其厚度的通孔。
[0073] 實(shí)際上，在所述階段，中心導(dǎo)體15b必須由三個(gè)臨時(shí)可移除支撐件39 (例如，由塑 料制成）保持，以便防止中心導(dǎo)體15b移動(dòng)并且因此避免損壞所述模塊。
[0074] 插座式模塊30的第一端部31被設(shè)計(jì)為通過(guò)將插座式模塊30的中心凸緣部分2b 可逆地密封到插頭式模塊20的中心凸緣部分2a并且通過(guò)將插座式模塊30的中心導(dǎo)體15b 電氣性連接到插頭式模塊20的中心導(dǎo)體15a而可移除地接納插頭式模塊20。
[0075] 為此，插座式模塊30的中心導(dǎo)體15b的長(zhǎng)度小于所述插座式模塊30的長(zhǎng)度。
[0076] 優(yōu)選地，導(dǎo)體15b沿插座式模塊具有恒定的直徑，并且所述直徑等于插頭式模塊 的中心導(dǎo)體15a的主直徑。
[0077] 因?yàn)橹行膶?dǎo)體15b在插座式模塊30的第二端部32處由凸緣4支撐，中心導(dǎo)體15b 的位于插座式模塊30的所述第一端部31處的自由末端設(shè)置有空心連接屏蔽罩40,空心連 接屏蔽罩40使中心導(dǎo)體15b軸向地延伸到插座式模塊30的外部。連接屏蔽罩40包括開 孔，開孔具有朝屏蔽罩的自由末端增大的直徑，以便形成插座并且允許插頭式模塊20的中 心導(dǎo)體15a和插座式模塊30的中心導(dǎo)體15b之間的電氣接觸，所述插座用于接納插頭式模 塊20的中心導(dǎo)體15a的適合的末端。
[0078] 實(shí)際上，在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，開孔呈現(xiàn)非均勻增加的直徑。因此，開孔以下 述方式被實(shí)現(xiàn)：使得連接屏蔽罩40具有呈現(xiàn)三個(gè)不同部分的內(nèi)部部段，三個(gè)不同部分各自 具有不同的直徑，并且因此，屏蔽罩40被設(shè)計(jì)為接納上述的插頭式模塊20的中心導(dǎo)體15a 的非均勻減小的直徑。
[0079] 當(dāng)插頭式模塊20的中心導(dǎo)體15a的自由端被插入連接屏蔽罩40時(shí)，在引導(dǎo)銷26 的自由端和插座式模塊的中心導(dǎo)體15b的自由端之間形成電氣接觸。
[0080] 于是形成了電連接接合和機(jī)械連接接合。所述接合或密封被設(shè)計(jì)為確保對(duì)導(dǎo)體的 兩個(gè)部段的熱膨脹的補(bǔ)償。實(shí)際上，位于導(dǎo)電部分25上的所述至少一個(gè)圓周彈簧觸頭28 允許當(dāng)兩個(gè)導(dǎo)體15a、15b接合時(shí)對(duì)兩個(gè)導(dǎo)體15a、15b的任何熱膨脹進(jìn)行補(bǔ)償。
[0081] 圖6示出了構(gòu)成所述連接接合的不同的部分。
[0082] 第三部分36、第二部分35和第一部分34的長(zhǎng)度和直徑被選擇成分別接納具有套 27 (如果被實(shí)施）的引導(dǎo)銷26、導(dǎo)電部分25和插頭式模塊的中心導(dǎo)體15a的一部分。此外， 所述部分被設(shè)計(jì)為允許插頭式模塊20的中心導(dǎo)體15a或插座式模塊30的中心導(dǎo)體15b或 兩個(gè)導(dǎo)體的熱膨脹。因此，第三部分36的內(nèi)徑近似等于插頭式模塊20的中心導(dǎo)體15a的 引導(dǎo)銷26的直徑，第二部分35的內(nèi)徑近似等于插頭式模塊20的中心導(dǎo)體15a的導(dǎo)電部分 25的直徑，并且第一部分34的內(nèi)徑近似等于插頭式模塊20的中心導(dǎo)體15a的主直徑。
[0083] 術(shù)語(yǔ)近似等于應(yīng)理解為：第一部分34、第二部分35和第三部分36的直徑被選擇 為分別稍大于主導(dǎo)體15a、導(dǎo)電部分25和引導(dǎo)銷26的直徑，以便提供少量間隙，以補(bǔ)償導(dǎo)體 15a、15b的熱膨脹（如上文所述）。
[0084] 現(xiàn)在將參照?qǐng)D2和7來(lái)描述兩個(gè)模塊的裝配。
[0085] 圖7示出了當(dāng)插頭式模塊20和插座式模塊30被裝配時(shí)的兩個(gè)中心導(dǎo)體15a、15b 之間形成的連接接合。在該附圖中，插頭式模塊的導(dǎo)體15a的末端被部分地插入到插座式 模塊30的導(dǎo)體15b的末端中。
[0086] 插頭式模塊和插座式模塊的裝配形成了純氣體技術(shù)制造的高壓交流或直流穿壁 套管。
[0087] 如果所述兩個(gè)模塊具有合理的尺寸和質(zhì)量，可將兩個(gè)模塊20、30直接地裝配在所 述壁上。在這種情況下，設(shè)置有緊固板29的部段（通常地，為內(nèi)部部段）為將首先被安裝 到所述壁上的零件。
[0088] 插頭式模塊的第一端部21和插座式模塊的第一端部31被接插到一起，并且電氣 接合在兩個(gè)中心導(dǎo)體15a、15b之間形成。
[0089] 更準(zhǔn)確地，插頭式模塊的中心凸緣部分2a和插座式模塊的中心凸緣部分2b被緊 固到一起，同時(shí)中心導(dǎo)體15a、15b之間的完全接合通過(guò)將引導(dǎo)銷26插入到第三部分36中 而實(shí)現(xiàn)。所形成的穿壁套管的中心凸緣被設(shè)計(jì)為被電氣性地連接到地面并且通過(guò)緊固板 29緊固到壁上。兩個(gè)中心凸緣部分2a、2b通過(guò)螺栓和螺母被緊固到一起，并且兩個(gè)部分之 間的密封由例如0形環(huán)的密封件提供，以確保氣密性。因此，兩個(gè)中心凸緣部分被可逆地密 封，因?yàn)橥ㄟ^(guò)這種簡(jiǎn)單的緊固構(gòu)件可將兩個(gè)模塊再次分離。
[0090] 因此，可容易地用相同類型的新的模塊替換損壞的模塊。這呈現(xiàn)了雙重優(yōu)點(diǎn)：一方 面，可替換模塊，而無(wú)需更換整個(gè)穿壁套管。另一方面，所述更換需要較少的人力或?qū)Ｓ迷O(shè) 備，因?yàn)樘幚淼哪K的尺寸被減小并且所述模塊可以從所述壁直接拆除。
[0091] 因此，穿壁套管的暴露于變化的天氣條件的外部部段可以容易地替換，而無(wú)需更 換整個(gè)穿壁套管。此外，將穿壁套管分成兩個(gè)模塊允許將兩個(gè)模塊拔下，以檢查屏蔽罩16、 17、40和插頭式模塊的中心導(dǎo)體15a和滑套之間的圓形接合。因此，損壞件可以容易地就地 替換，使得顯著地節(jié)省了時(shí)間和成本。
[0092] 在插頭式模塊和插座式模塊裝配之后，可移除支撐件39被移除，并且鉆孔38將由 通過(guò)密封墊提供的適合的凸緣封閉。
[0093] 氣體填充構(gòu)件和氣體控制設(shè)備被安裝在中心凸緣上（通常被安裝在外部部段 上），以便在套管被斷電并且接地時(shí)容易地接近。
【權(quán)利要求】
1. 一種形成純氣體技術(shù)制造的高壓交流（AC)或直流（DC)穿壁套管的一個(gè)部段的插頭 式模塊（20)，所述插頭式模塊（20)包括絕緣管（3)，所述絕緣管（3)在所述插頭式模塊的 第一端部處通過(guò)布置在所述插頭式模塊的第一端部（21)處的中心凸緣部分（2a)的內(nèi)部管 狀部段軸向地延伸，所述絕緣管（3)和所述中心凸緣部分（2a)包圍中心柱形導(dǎo)體（15a)，所 述導(dǎo)體沿所述插頭式模塊軸向地延伸，所述插頭式模塊在其第二端部（22)處具有密封所 述插頭式模塊并且支撐所述中心導(dǎo)體的凸緣（4)，所述插頭式模塊被設(shè)計(jì)為通過(guò)利用插座 式模塊的中心凸緣部分（2b)可逆地密封所述插頭式模塊的中心凸緣部分（2a)并且通過(guò)將 所述插頭式模塊的中心導(dǎo)體（15a)可移除地連接到所述插座式模塊的中心導(dǎo)體（15b)而電 氣性地接插到所述插座式模塊（30)中，所述插座式模塊（30)形成了純氣體技術(shù)制造的高 壓交流或直流穿壁套管的另一部段。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的插頭式模塊，其中，所述插頭式模塊的中心凸緣部分（2a)包 括至少一個(gè)支撐絕緣體（41，42,43)，所述至少一個(gè)支撐絕緣體（41，42,43)將所述插頭式 模塊的中心凸緣部分（2a)的內(nèi)部管狀部段連接到包圍所述中心導(dǎo)體（15a)的滑套（44) 上，所述中心導(dǎo)體在所述插頭式模塊的第一端部處軸向地延伸到所述插頭式模塊的外部， 其中，所述中心導(dǎo)體的末端具有朝其端部減小的直徑。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的插頭式模塊，其中，所述中心導(dǎo)體（15a)的末端呈現(xiàn)非均勻減 小的直徑并且包括導(dǎo)電部分（25)和導(dǎo)電引導(dǎo)銷（26)，所述導(dǎo)電引導(dǎo)銷（26)具有比所述導(dǎo) 電部分的直徑小的直徑。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的插頭式模塊，其中，所述引導(dǎo)銷（26)在其柱形表面上至少部 分地被低摩擦套（27)覆蓋，以便便于所述引導(dǎo)銷（26)的插入。
5. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的插頭式模塊，其中，所述中心凸緣部分（2a)包括 緊固構(gòu)件（29)，所述緊固構(gòu)件（29)適于將所述插頭式模塊固定到壁上。
6. -種形成純氣體技術(shù)制造的高壓交流或直流穿壁套管的第二部段的插座式模塊 (30)，所述插座式模塊（30)包括絕緣管（3)，所述絕緣管（3)在所述插座式模塊的第一端部 處通過(guò)布置在所述插座式模塊的第一端部（31)處的中心凸緣部分（2b)的內(nèi)部管狀部段軸 向地延伸，所述中心凸緣部分（2b)、所述絕緣管和所述插座式模塊的中心凸緣部分（2b)包 圍中心柱形導(dǎo)體（15b)，所述導(dǎo)體（15b)沿所述插座式模塊軸向地延伸，所述插座式模塊在 其第二端部（32)處具有密封所述插座式模塊并且支撐所述中心導(dǎo)體（15b)的凸緣（4)，所 述插座式模塊被設(shè)計(jì)為通過(guò)利用所述插座式模塊的中心凸緣部分（2b)可逆地密封插頭式 模塊的中心凸緣部分（2a)并且通過(guò)將所述插座式模塊的中心導(dǎo)體（15b)可移除地連接到 所述插頭式模塊的中心導(dǎo)體（15a)而接納插頭式模塊（20)，所述插頭式模塊（20)形成了純 氣體技術(shù)制造的高壓交流或直流穿壁套管的外部部段。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的插座式模塊，其中，所述插座式模塊的中心導(dǎo)體（15b)的長(zhǎng)度 小于所述插座式模塊的長(zhǎng)度，所述中心導(dǎo)體的位于所述插座式模塊的第一端部（31)處的 末端設(shè)置有空心連接屏蔽罩（40)，所述空心連接屏蔽罩（40)軸向地延伸到所述插座式模 塊的外部，所述連接屏蔽罩（40)包括開孔，所述開孔具有朝所述連接屏蔽罩的自由末端增 大的直徑，以便形成用于接納所述插頭式模塊（20)的中心導(dǎo)體（15a)的適合末端的插座并 且允許所述插頭式模塊（20)的中心導(dǎo)體和所述插座式模塊的中心導(dǎo)體之間的電氣接觸。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的插座式模塊，其中，所述連接屏蔽罩（40)的內(nèi)部部段呈現(xiàn)第 一部分（34)、第二部分（35)和第三部分（36)，所述第三部分（36)的內(nèi)徑近似等于所述插 頭式模塊的中心導(dǎo)體的引導(dǎo)銷（26)的直徑，所述第二部分（35)的內(nèi)徑近似等于所述插頭 式模塊的中心導(dǎo)體的導(dǎo)電部分（25)的直徑，并且所述中心導(dǎo)體（15a)具有其大部分長(zhǎng)度的 范圍內(nèi)的恒定的主直徑，所述第一部分（34)的內(nèi)徑近似等于所述主直徑。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6-8中任一項(xiàng)所述的插座式模塊，其中，所述中心凸緣部分（2b)包括 緊固構(gòu)件（29)，所述緊固構(gòu)件（29)適于將所述插頭式模塊固定到壁上。
10. -種純氣體技術(shù)制造的高壓交流或直流穿壁套管，所述穿壁套管包括根據(jù)權(quán)利要 求6所述的插座式模塊和根據(jù)權(quán)利要求1所述的插頭式模塊，所述插頭式模塊的第一端部 (21)和所述插座式模塊的第一端部（31)接觸，所述穿壁套管的中心凸緣通過(guò)所述插頭式 模塊的中心凸緣部分（2a)和所述插座式模塊的中心凸緣部分（2b)的可逆密封而形成，所 述穿壁套管的中心導(dǎo)體由在每個(gè)模塊的第一端部處被電氣性連接的所述插頭模塊的中心 導(dǎo)體（15a)和所述插座模塊的中心導(dǎo)體（15b)形成，每個(gè)模塊的所述凸緣（4)攜帶連接端 子（5)，所述連接端子（5)從所述模塊伸出，以便將所述套管連接到高壓裝置上，所述中心 凸緣包括用于為所述穿壁套管填充高壓氣體的構(gòu)件。
【文檔編號(hào)】H01R13/53GK104160458SQ201280071320
【公開日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2012年1月9日 優(yōu)先權(quán)日:2012年1月9日
【發(fā)明者】喬瓦尼·泰斯丁, L·克羅科, 米洛德·塞豪瓦克 申請(qǐng)人:阿爾斯通技術(shù)有限公司