高压电气连接组件和高压设备的制作方法

1.本发明涉及高压设备技术领域，特别涉及一种高压电气连接组件和应用该高压电气连接组件的高压设备。


背景技术：

2.高压设备电气连接附件应用于高压设备内部，是保证高压设备电气性能的重要组成部分。由于高压电气设备内部空间环境受限，为满足安装运行要求，相关技术中用于高压设备内外电气连接用的连接附件均采用小尺寸直径铜线芯，并需要保证连接附件的柔韧性。但是，小尺寸直径铜线芯会在高电压下使电缆附件内部产生局部放电现象，同时连接附件内部存在间隔或是气隙，最终导致连接附件产生局部放电甚至击穿。


技术实现要素：

3.本发明的主要目的是提供一种高压电气连接组件和高压设备，旨在提供一种保证柔韧性的同时具有良好电气性能的高压电气连接组件，该高压电气连接组件有效解决了由于高压设备内部因空间受限，采用小尺寸铜线芯直径导致局部放电的现象，同时具有柔性的同时满足高压设备内外电气连接稳定性、绝缘可靠性。
4.为实现上述目的，本发明提出一种高压电气连接组件，所述高压电气连接组件包括：
5.密封模块，所述密封模块设有通腔；
6.导体线芯，所述导体线芯穿设于所述通腔，且所述导体线芯的两端伸出所述通腔；
7.两个第一屏蔽层，每一所述第一屏蔽层设于所述导体线芯的一端，并与所述密封模块的一端连接；及
8.两个绝缘件，每一所述绝缘件包括至少两层绝缘层，至少两层所述绝缘层层叠覆盖于一所述第一屏蔽层，并与所述密封模块的一端连接。
9.在一实施例中，每一所述第一屏蔽层与所述密封模块的连接处缠绕有胶层，以使所述第一屏蔽层与所述密封模块的连接处呈圆滑过渡，所述胶层为应力疏散胶或绝缘填充胶。
10.在一实施例中，每一所述绝缘层与所述密封模块的端部连接处缠绕有应力疏散胶和/或绝缘填充胶，以使所述密封模块的端部与所述绝缘层呈圆滑过渡。
11.在一实施例中，每一所述绝缘件包括六层所述绝缘层，六层所述绝缘层层叠覆盖于每一所述第一屏蔽层，并与所述密封模块的一端连接；
12.且/或，每一所述绝缘件的厚度为6mm～10mm，所述高压电气连接组件的外径小于或等于28mm。
13.在一实施例中，所述高压电气连接组件还包括两个第二屏蔽层，每一所述第二屏蔽层的一端搭接于所述密封模块的端部，另一端覆盖部分所述绝缘层。
14.在一实施例中，所述高压电气连接组件还包括两个应力管，每一所述应力管的一
端搭接于所述第二屏蔽层远离所述密封模块的一端，另一端覆盖部分所述绝缘层。
15.在一实施例中，所述高压电气连接组件还包括两个护套层，每一所述护套层的一端搭接于所述密封模块的一端，另一端覆盖所述第二屏蔽层、所述应力管及所述绝缘层。
16.在一实施例中，所述高压电气连接组件还包括设于所述通腔的内壁的至少一层屏蔽涂层，所述屏蔽涂层与所述导体线芯的外壁抵接。
17.在一实施例中，所述高压电气连接组件还包括套设于所述密封模块外壁的保护套管，所述保护套管的材质为不锈钢板。
18.本发明还提出一种高压设备，包括设备主体和上述所述的高压电气连接组件，所述设备主体通过所述高压电气连接组件与外界的电气连接。
19.本发明技术方案的高压电气连接组件通过在密封模块内设置通腔，从而方便利用通腔安装导体线芯的同时，且使导体线芯的两端伸出通腔，如此利用密封模块的通腔确保导体线芯的小尺寸；同时，通过在导体线芯伸出通腔的两端分别设置第一屏蔽层和绝缘件，从而利用第一屏蔽层有效屏蔽导体线芯的放电，同时绝缘件包括层叠设置的至少两层绝缘层，以利用绝缘层即实现对导体线芯的密封和绝缘性能，同时可保证高压电气连接组件的柔韧性。本发明的高压电气连接组件有效解决了由于高压设备内部因空间受限，采用小尺寸铜线芯直径导致局部放电的现象，同时具有柔性的同时满足高压设备内外电气连接稳定性、绝缘可靠性。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
21.图1为本发明一实施例中高压电气连接组件的结构示意图；
22.图2为图1中a-a方向的剖面示意图；
23.图3为本发明一实施例中高压电气连接组件的剖面示意图；
24.图4为图3中b处的放大示意图；
25.图5为本发明一实施例中密封模块和屏蔽涂层的剖面示意图；
26.图6为本发明一实施例中密封模块与第一屏蔽层、绝缘件、第二屏蔽层搭接处的电场分布实验图；
27.图7为本发明一实施例中高压电气连接组件的电场分布实验图。
28.附图标号说明：
29.标号名称标号名称100高压电气连接组件41绝缘层1密封模块5第二屏蔽层11通腔6应力管2导体线芯7护套层3第一屏蔽层8屏蔽涂层4绝缘件9保护套管
30.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
31.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
32.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
33.同时，全文中出现的“和/或”或“且/或”的含义为，包括三个方案，以“a和/或b”为例，包括a方案，或b方案，或a和b同时满足的方案。
34.另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
35.高压设备电气连接附件应用于高压设备内部，是保证高压设备电气性能的重要组成部分。由于高压电气设备内部空间环境受限，为满足安装运行要求，相关技术中用于高压设备内外电气连接用的连接附件均采用小尺寸直径铜线芯，并需要保证连接附件的柔韧性。但是，小尺寸直径铜线芯会在高电压下使电缆附件内部产生局部放电现象，同时连接附件内部存在间隔或是气隙，最终导致连接附件产生局部放电甚至击穿。
36.基于上述构思和问题，本发明提出一种高压电气连接组件100。可以理解的，高压电气连接组件100应用于高压设备内部，用于实现高压设备与外界的电气连接。
37.请结合参照图1至图5所示，在本发明实施例中，该高压电气连接组件100包括密封模块1、导体线芯2、两个第一屏蔽层3及两个绝缘件4，其中，密封模块1设有通腔11；导体线芯2穿设于通腔11，且导体线芯2的两端伸出通腔11；每一第一屏蔽层3设于导体线芯2的一端，并与密封模块1的一端连接；每一绝缘件4包括至少两层绝缘层41，至少两层绝缘层41层叠覆盖于一第一屏蔽层3，并与密封模块1的一端连接。
38.在本实施例中，密封模块1用于安装固定导体线芯2，密封模块1沿轴线方向的两端呈锥形结构，能够有效防止爬电现象，密封模块1可以是peek密封模块。导体线芯2可选为8awg铜导体。可以理解的，通过在密封模块1内设置通腔11，从而方便利用密封模块1的通腔11限定导体线芯2的尺寸，以确保导体线芯2的小尺寸结构。本实施例中，导体线芯2选取小尺寸线芯，且高压电气连接组件100的外径小于或等于28mm，能够满足高压设备内部空间受限的安装需求。
39.可以理解的，导体线芯2的一端穿过密封模块1的通腔11，使得导体线芯2的两端均伸出通腔11外。在本实施例中，两个第一屏蔽层3分别包覆于导体线芯2伸出通腔11外的两端部位，也即导体线芯2伸出通腔11的每一端均包覆有第一屏蔽层3，从而利用第一屏蔽层3
屏蔽导体线芯2的放电，具体的，第一屏蔽层3为半导电导体屏蔽料制成。
40.在本实施例中，为了避免第一屏蔽层3与密封模块1的端部产生间隙或气隙，第一屏蔽层3设于导体线芯2的一端，并与密封模块1的一端连接，从而确保导体线芯2位于内部。可以理解的，两个第一屏蔽层3分别与密封模块1的两端连接。可选地，第一屏蔽层3采用半导电管。
41.可以理解的，两个绝缘件4分别覆盖于两个第一屏蔽层3，并分别与密封模块1的两端连接。在本实施例中，每一绝缘件4包括至少两层绝缘层41，至少两层绝缘层41层叠设置，并覆盖于第一屏蔽层3，且与密封模块1的一端连接。可选地，绝缘层41可采用热缩绝缘管，热缩绝缘管采用核电k1级材料标准，如此可满足研制规范要求、产品长期老化要求、耐辐射要求和电性能要求。
42.本发明的高压电气连接组件100通过在密封模块1内设置通腔11，从而方便利用通腔11安装导体线芯2的同时，且使导体线芯2的两端伸出通腔11，如此利用密封模块1的通腔11确保导体线芯2的小尺寸；同时，通过在导体线芯2伸出通腔11的两端分别设置第一屏蔽层3和绝缘件4，从而利用第一屏蔽层3有效屏蔽导体线芯2的放电，同时绝缘件4包括层叠设置的至少两层绝缘层41，以利用绝缘层41即实现对导体线芯2的密封和绝缘性能，同时可保证高压电气连接组件100的柔韧性。本发明的高压电气连接组件100有效解决了由于高压设备内部因空间受限，采用小尺寸铜线芯直径导致局部放电的现象，同时具有柔性的同时满足高压设备内外电气连接稳定性、绝缘可靠性。
43.在一实施例中，每一第一屏蔽层3与密封模块1的连接处缠绕有胶层，以使第一屏蔽层3与密封模块1的连接处呈圆滑过渡，胶层为应力疏散胶或绝缘填充胶。
44.可以理解的，通过在第一屏蔽层3与密封模块1的连接处缠绕有胶层，从而利用胶层有效避免第一屏蔽层3与密封模块1的连接处易发生击穿及局部放电问题。同时，通过缠绕胶层，使得第一屏蔽层3与密封模块1的连接处呈圆滑过渡，进一步避免发生击穿及局部放电问题，还有利于避免其他部件(例如绝缘层41)安装时发送损坏等问题。
45.在本实施例中，胶层可选为应力疏散胶或绝缘填充胶。可以理解的，利用应力疏散胶或绝缘填充胶充满间隙，防止因层间搭接产生沿面击穿或局部放电。
46.在一实施例中，每一绝缘层41与密封模块1的端部连接处缠绕有应力疏散胶和/或绝缘填充胶，以使密封模块1的端部与绝缘层41呈圆滑过渡。
47.可以理解的，通过在每一绝缘层41与密封模块1的端部连接处缠绕有应力疏散胶，从而避免绝缘层41与密封模块1的端部连接处发生击穿及局部放电问题。也即利用应力疏散胶充满间隙，防止因层间搭接产生沿面击穿或局部放电。同时，通过缠绕应力疏散胶，使得每一绝缘层41与密封模块1的端部连接处呈圆滑过渡，进一步避免发生击穿及局部放电问题，还有利于避免其他部件安装时发送损坏等问题。
48.在一实施例中，如图2至图4所示，每一绝缘件4包括六层绝缘层41，六层绝缘层41层叠覆盖于每一第一屏蔽层3，并与密封模块1的一端连接。
49.在本实施例中，通过将绝缘件4设置为多层绝缘层41，使得多层绝缘层41层叠设置，并覆盖于每一第一屏蔽层3，从而有效保证高压电气连接组件100的柔韧性。
50.可以理解的，绝缘件4的多层绝缘层41采用热缩处理。绝缘层41可选为热缩绝缘管。为了避免多层绝缘层41加工工艺会带来层间间隙引起局部放电问题，本实施例中，通过
在绝缘层41与密封模块1的端部连接处缠绕有应力疏散胶，利用应力疏散胶充满间隙，从而防止因层间搭接产生沿面击穿或局部放电。
51.在一实施例中，每一绝缘件4的厚度为6mm～10mm。可以理解的，绝缘件4的厚度为多层绝缘层41的厚度之和。可选地，绝缘件4的厚度为6mm、7mm、8mm、9mm、10mm等，在此不做限定。
52.在一实施例中，如图2至图4所示，高压电气连接组件100还包括两个第二屏蔽层5，每一第二屏蔽层5的一端搭接于密封模块1的端部，另一端覆盖部分绝缘层41。
53.在本实施例中，通过设置第二屏蔽层5，使得第二屏蔽层5的一端搭接于密封模块1的端部，另一端覆盖部分绝缘层41，从而利用第二屏蔽层5进一步屏蔽导体线芯2的放电情况，且进一步保证绝缘性能。
54.可以理解的，两个第二屏蔽层5分别位于密封模块1的两端，且每一第二屏蔽层5的一端搭接于密封模块1的端部，另一端覆盖部分绝缘层41。
55.在一实施例中，如图2至图4所示，高压电气连接组件100还包括两个应力管6，每一应力管6的一端搭接于第二屏蔽层5远离密封模块1的一端，另一端覆盖部分绝缘层41。
56.在本实施例中，通过设置应力管6，使得应力管6的一端搭接于第二屏蔽层5远离密封模块1的一端，另一端覆盖部分绝缘层41，从而利用应力管6均化电场。
57.可以理解的，两个应力管6分别位于密封模块1的两端，且两个应力管6与密封模块1的端部呈间隔设置，且搭接于第二屏蔽层5远离密封模块1的一端，并覆盖部分绝缘层41。
58.在一实施例中，如图1、图2、图3和图5所示，高压电气连接组件100还包括两个护套层7，每一护套层7的一端搭接于密封模块1的一端，另一端覆盖第二屏蔽层5、应力管6及绝缘层41。
59.在本实施例中，两个护套层7分别位于密封模块1的两端，且每一护套层7的一端搭接于密封模块1的一端，另一端覆盖第二屏蔽层5、应力管6及绝缘层41，如此可利用护套层7保护第二屏蔽层5、应力管6及绝缘层41的同时，进一步保证绝缘性能。
60.在一实施例中，如图5所示，高压电气连接组件100还包括设于通腔11的内壁的至少一层屏蔽涂层8，屏蔽涂层8与导体线芯2的外壁抵接。
61.在本实施例中，通过在密封模块1的通腔11的内壁涂覆屏蔽涂层8，从而利用屏蔽涂层8密封导体线芯2和通腔11内壁之间的间隙的同时，又满足电应力控制。具体的，屏蔽涂层8为可室温交联的屏蔽材料。
62.可以理解的，通腔11的内壁涂覆有三层屏蔽涂层8，三层屏蔽涂层8呈层叠设置，如此可有效消除导体线芯2和通腔11内壁之间的间隙引起的局部放电，以实现导体线芯2与密封模块1的无缝隙连接。
63.在一实施例中，如图1、图3和图5所示，高压电气连接组件100还包括套设于密封模块1外壁的保护套管9，保护套管9的材质为不锈钢板。
64.在本实施例中，通过在密封模块1的外壁套设保护套管9，使得保护套管9压接于密封模块1外壁，从而利用保护套管9保护密封模块1，避免密封模块1发生破损或损坏。可选地，保护套管9的材质为不锈钢板。
65.本发明的高压电气连接组件100包括密封模块1、导体线芯2、不锈钢板保护套管9、第一屏蔽层3、绝缘件4、第二屏蔽层5、应力管6及护套层7等，第一屏蔽层3、绝缘件4、第二屏
蔽层5、应力管6及护套层7设置于导体线芯2伸出密封模块1的通腔11的两端，并位于密封模块1的两侧，通过多层热缩工艺和挤压成型工艺，实现高压电气连接组件100的电气性能。
66.可以理解的，通过在第一屏蔽层3、绝缘件4、第二屏蔽层5、应力管6及护套层7与密封模块1的连接处缠绕应力疏散胶或绝缘填充胶，从而利用应力疏散胶或绝缘填充胶充满间隙，防止因层间搭接产生沿面击穿或局部放电。
67.在本实施例中，绝缘件4的多层绝缘层41可选为热缩绝缘管，热缩绝缘管采用核电k1级材料标准，从而提高了产品适应更高的长期耐老化要求、耐辐射要求和电性能要求。可选地，绝缘件4的厚度约为8mm，并在绝缘件4与密封模块1搭接处缠绕应力疏散胶，保证高压电气连接组件100的柔韧性以及优秀的电气绝缘性能。
68.可以理解的，为使整个高压电气连接组件100电场均匀分布，需要在不锈钢板保护套管9两端的绝缘件4外各安装一根应力管6，从而起到均化电场的作用。
69.在本实施例中，过小的导体线芯2直径导致了导体线芯2表面电场强度过大，极易引发局部放电。本实施例中，通过设置第一屏蔽层3和第二屏蔽层5，扩大有效导电外径，以减小导体线芯2表面的电场强度。
70.进一步的，由图6与图7可看出高压电气连接组件100的电场优化情况，由于第一屏蔽层3的设置，高压电气连接组件100的内部最大电场强度大大降低，能够有效降低局放，保证电气设备的安全可靠运行。如图6所示，本发明的高压电气连接组件100在电压ac30kv下，密封模块1与第一屏蔽层3、绝缘件4、第二屏蔽层5、应力管6及护套层7搭接处电场分布，最大点为7.1kv/mm。如图7所示，本发明的高压电气连接组件100在运行电压ac12kv下，高压电气连接组件100电场分布，最大点为3.01kv/mm。
71.本发明还提出一种高压设备，该高压设备包括设备主体和高压电气连接组件100，设备主体通过高压电气连接组件100与外界的电气连接。该高压电气连接组件100的具体结构参照前述实施例，由于本高压设备采用了前述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有前述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
72.以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。