用于电套管的凸缘和电套管的制作方法 专利技术说明

电气元件制品的制造及其应用技术1.本技术涉及一种用于电套管的凸缘，例如涉及一种被配置为准许相对于竖向定向的大安装角度或地震荷载的凸缘，并且涉及一种电套管。背景技术：2.电套管被用来绝缘和传导电功率通过具有不同电势的平面，诸如接地的变压器壳体。这样的套管的结构和尺寸取决于相应的要求，并且大多数类型的套管是根据特定的应用需要和参数范围制造的。文档ep 3 579 252 a1描述了一种具有包括上部部分和下部部分的凸缘的电套管。3.当前与地震相容的凸缘通常是被配置为承受强机械荷载的单件式铸造或锻造凸缘。根据套管的应用，凸缘面的直径和用于连接到诸如变压器的器具的对应的凸缘面的螺栓孔的数目存在很大变化。4.然而，使这些单件式凸缘适应特定的客户需要要求重新设计并且可能地要求新的或修改的用于铸造或锻造的工具。技术实现要素：5.本技术的目的是提供一种用于电套管的凸缘，所述凸缘是在机械上鲁棒的并且可容易地适应特定的客户要求。6.此目的尤其通过根据独立权利要求的电套管和用于生产电套管的方法来实现。发展和有利是另一些权利要求的主题。7.指定了一种用于电套管的凸缘。例如，所述凸缘包括沿所述凸缘的轴向方向延伸穿过所述凸缘的开口，使得导体可以被引导穿过所述开口到达电器具，例如变压器壳体、开关设备或反应器。8.根据至少一个实施方案，所述凸缘包括被配置为机械地彼此固定的下部部分和上部部分。因此，所述凸缘的上部部分和下部部分可以被单独地生产，并且然后例如使用螺钉被彼此固定。用于将所述凸缘的两个部分彼此固定的装置可以包括但不限于螺栓、螺钉、铆钉和夹具。因此，所述凸缘表现出模块化设计。所述上部部分和所述下部部分可以由相同的材料形成，所述材料是例如金属，诸如铝或不锈钢。然而，如果有利的话，不同的材料也可以被用于所述部分。9.术语“凸缘的下部部分”和“凸缘的上部部分”并不意味着对这些元件在空间中的实际位置的任何限制。例如，所述下部部分是所述凸缘的提供用于将所述套管安装到电器具的安装面的部分。10.根据至少一个实施方案，所述下部部分和所述上部部分被布置成在所述凸缘的轴向方向上一个在另一个上方。例如，所述下部部分和所述上部部分至少在多个区域中沿所述轴向彼此直接邻接。所述上部部分和所述下部部分之间的界面可以跨越连接平面。所述连接平面可以平行于所述安装面延伸和/或在垂直于轴线的径向方向上延伸。11.在此和在下文中，术语“平行”和“垂直”也包括略微的偏差，例如至多15°的偏差，除非另有说明。12.根据至少一个实施方案，所述下部部分和所述上部部分中的一个至少在径向方向上的多个区域中相应地围绕所述上部部分和所述下部部分中的另一个的一部分。例如，所述下部部分围绕所述上部部分的一部分。例如，凸缘部分中的一个可以沿其整个圆周围绕另一个凸缘部分的一部分。例如，所述上部部分的一部分可以在轴向方向上被插入到所述下部内。所述下部部分和所述上部部分可以至少在径向方向上的多个区域中彼此直接邻接。13.根据至少一个实施方案，在所述上部部分和所述下部部分之间形成刚性连接(positive connection)，其中形状锁定或刚性连接是指所述上部部分相对于所述下部部分在所述凸缘的非轴向方向上的相对移动。用于所述刚性连接的配合表面可以平行于所述轴向方向或与所述轴向方向成锐角延伸。替代地或附加地，所述配合表面可以相对于所述连接平面垂直地或倾斜地延伸。14.在所述轴向方向上，所述上部部分和所述下部部分经由用于将所述上部部分和所述下部部分彼此固定的机械装置保持在一起。15.在至少一个实施方案中，一种用于电套管的凸缘包括被配置为机械地彼此固定的下部部分和上部部分，其中所述下部部分和所述上部部分被布置成在所述凸缘的轴向方向上一个在另一个上方。所述下部部分和所述上部部分中的一个至少在径向方向上的多个区域中围绕所述下部部分和所述上部部分中的另一个的一部分，从而形成抵抗所述上部部分相对于所述下部部分在所述凸缘的非轴向方向上的相对移动的刚性连接。例如，所述下部部分还包括被配置为机械地支撑所述套管的芯的座。16.由于模块化设计，所述凸缘可以更容易地适应特定的客户需要。例如，所述下部部分可以被修改成与新的器具相容，而不必重新设计所述凸缘的上部部分。17.此外，已经发现，通过为在非轴向方向上作用在所述凸缘上的力提供加载路径的刚性连接，可以显著提高所述凸缘的机械鲁棒性，尤其是与不围绕上部部分的平坦的下部部分相比。例如，减轻了凸缘部件之间的机械固定装置(例如螺栓)上的荷载，使得准许相对于在空间中的竖向定向的较大安装角度(例如30°或更大)和/或地震荷载。18.根据至少一个实施方案，所述凸缘的下部部分包括安装面，所述安装面被配置用于将所述凸缘安装到器具。用于将所述套管安装到电器具的装置包括但不限于螺栓、铆钉和夹具。19.根据至少一个实施方案，所述上部部分和所述下部部分沿平行于所述安装面延伸的连接平面彼此固定，其中所述下部部分包括隆起部。换句话说，当从所述安装面看时，所述隆起部在所述轴向方向上延伸超过所述连接平面。所述隆起部可以形成所述下部部分的颈部。所述隆起部便于在所述下部部分和所述上部部分之间形成刚性连接。例如，所述隆起部围绕所述上部部分或所述上部部分围绕所述隆起部。在第一种情况下，所述隆起部可以形成所述凸缘的下部部分的面向所述凸缘的上部部分的内壁。在第二种情况下，所述隆起部可以形成所述下部部分的面向所述凸缘的上部部分的外壁。20.根据至少一个实施方案，所述隆起部包括沿所述上部部分延伸的环形部分。例如，所述隆起部围绕所述上部部分延伸。替代地，所述上部部分可以围绕所述隆起部延伸。例如，所述环形部分可以具有矩形或梯形横截面。21.根据至少一个实施方案，所述隆起部还包括在所述环形部分的背离所述凸缘的上部部分的一侧上机械地支撑所述环形部分的多个肋状物。所述肋状物进一步改善了所述凸缘抵抗在非轴向方向上作用的力的机械鲁棒性。22.根据至少一个实施方案，当沿所述轴向方向看时，所述上部部分与所述隆起部重叠。例如，所述上部部分可以覆盖所述刚性连接的配合表面之间的界面。例如，所述上部部分包括圆周部分，当沿所述轴向方向朝向所述安装面看时，所述圆周部分形成底切(undercut)。23.根据至少一个实施方案，所述刚性连接被配置为间隙配合或过渡配合。间隙配合优选是滑动配合或定位配合，以确保所述下部部分防止由作用在所述凸缘上的非轴向作用力引起的所述上部部分的径向移动。24.根据至少一个实施方案，所述刚性连接被配置为过盈配合，也称为压配合或摩擦配合。凸缘部分的组装可以使用机械压力来执行。替代地或附加地，在组装之前或在组装期间，例如通过加热或冷却凸缘部分中的一个，将成品凸缘中的围绕另一个凸缘部分的那个凸缘部分保持在比所述另一个凸缘部分更高的温度下。因此，当两个凸缘部分达到相同的温度时，在组装之后所述上部部分和所述下部部分之间的压力增加。过盈配合确保，在非轴向力作用在所述凸缘上的情况下，从所述凸缘的上部部分到所述凸缘的下部部分的可靠荷载路径。25.根据至少一个实施方案，所述上部部分被配置为接收绝缘体。例如，所述上部包括被配置为接收绝缘体的一个端部分的凹痕(indentation)。例如，所述绝缘体可以包括：聚合物材料，诸如在直接模制的情况下具有硅树脂伞裙(shed)或硅树脂的纤维增强塑料；或陶瓷，诸如瓷器(porcelain)。所述绝缘体可以与所述凸缘形成封闭密封。以此方式可以防止水或污染物的进入。然而，根据套管的应用，也可以省掉这样的绝缘体。26.根据至少一个实施方案，所述上部部分和所述下部部分中的至少一个被配置为接收用于所述下部部分和所述上部部分之间的密封连接的至少一个垫圈。例如，所述下部部分和所述上部部分都被配置为获得密封连接。例如，所述上部部分和所述下部部分中的一个提供诸如凹槽的凹部以接收垫圈，并且凸缘部分中的另一个在与所述凹部相对的位置处具有表面光洁度，以便于密封连接。例如，所述垫圈可以是o形环。替代地或附加地，所述下部部分被配置为在所述安装面处接收至少一个垫圈。27.根据至少一个实施方案，所述凸缘被配置为接收擦拭器，所述擦拭器围绕所述上部部分延伸并且当沿所述轴向方向看时覆盖所述下部部分的至少一部分。例如，当沿所述轴向方向看时，所述擦拭器覆盖所述刚性连接的配合表面。通过所述擦拭器，所述套管可以适应极端环境状况，例如在沙漠、沿海和海上环境中。28.此外，指定了一种包括凸缘的电套管。所述凸缘可以表现出上文所提及的特征中的一个或多个。29.根据至少一个实施方案，所述套管是电容分级套管，例如冷凝器芯套管。在冷凝器芯套管中，包括数层断断续续的导电和电介质膜的芯布置在中心导体周围，从而通过电容分级来控制电场的分布。典型地，所述芯延伸穿过所述凸缘并且进入电器具的体积内。30.根据至少一个实施方案，所述电套管被配置用于在3.6kv和1200kv之间的电压，例如在245kv和550kv之间的电压。附图说明31.根据下文结合附图所描述的示例性实施方案，所述凸缘和所述套管的其它实施方案和发展将变得明显。被例示或描述为一个实施方案的一部分的特征可以被用在任何其它实施方案上或与任何其它实施方案结合使用，以产生又一个实施方案。本公开意在包括这些修改和变化。32.在附图中：33.图1示出了根据一个示例性实施方案的凸缘的一个示例性实施方案的示意性立体剖面视图；34.图2示出了根据一个示例性实施方案的电套管的示意性截面视图；35.图3示出了根据另一个示例性实施方案的电套管的示意性截面视图；以及36.图4示出了根据另一个示例性实施方案的电套管的示意性截面视图。37.在示例性实施方案和附图中，类似的或类似地起作用的组成部分被设置有相同的附图标记。通常，仅描述了关于各个实施方案的差异。除非另有说明，对一个实施方案中的一部分或方面的描述也适用于另一个实施方案中的对应的部分或方面。38.附图中所例示的元件以及其相互之间的大小关系不一定是真实的比例。相反，为了更好的可表示性和/或为了更好的理解，各个元件或层厚度可以用夸大的大小表示。具体实施方式39.在图1中，以立体剖面视图例示了凸缘2的一个示例性实施方案。凸缘2包括下部部分21和上部部分22。下部部分21形成用于将凸缘2安装到器具(例如安装到器具的对应的凸缘)的安装面20。40.凸缘2(例如下部部分21和上部部分22)可以由金属或金属合金制成，例如由铝合金或不锈钢制成。41.该凸缘的下部部分21和上部部分22在该凸缘的轴向方向(图1中的y方向，图2至图4中的轴线10)上一个布置在另一个上方。42.下部部分21围绕凸缘2的上部部分22的一部分，从而形成抵抗上部部分22相对于下部部分21在凸缘2的非轴向方向上的相对移动的刚性连接24。43.沿轴向方向，下部部分21和上部部分22在平行于安装面20延伸的连接平面25处彼此直接邻接。在连接平面25处形成下部部分21和上部部分22之间的螺栓接合，该螺栓接合优选地也是密封接合。当沿轴向方向朝向安装面20看时，上部部分22在任何位置都不延伸超出连接平面25。44.相对于连接平面25，下部部分21包括隆起部23。在所示出的示例性实施方案中，隆起部23由环形部分231形成。隆起部23在轴向方向上的延伸优选地小于上部部分22在轴向方向上的延伸，例如至多30％或至多20％和/或至少1％或至少5％。45.隆起部23的内壁271直接邻接上部部分22的外壁272以形成刚性连接24。46.具有隆起部23的下部部分21优选地形成为单片的。例如，下部部分21和/或上部部分22可以通过铸造形成。47.下部部分21还包括肋状物232，所述肋状物布置在环形部分231的背离内壁271的那一侧上。当然，只要获得相对于上部部分22的非轴向移动的刚性连接，隆起部23的形状可以在宽范围内被修改。例如，可以省掉肋状物232。隆起部23在径向方向上的范围也可以变化。例如，隆起部23也可以延伸到下部部分21的外边缘，使得下部部分21的与安装面20相对的表面在上部部分22旁边完全平坦。48.在轴向方向上，下部部分21和上部部分22经由诸如螺钉或螺栓的连接装置4保持在一起(参见图2)。49.如果在上部部分22上存在非轴向作用的机械荷载，刚性连接24抵消上部部分22相对于下部部分21的移动。因此，显著减小了连接装置4上的机械荷载。此外，显著改善了下部部分21和上部部分22之间在连接平面25处的接触。因此，刚性连接24防止在机械荷载下在凸缘部分之间形成间隔。这允许凸缘被用于要求高机械鲁棒性的应用，例如由于相对于空间中的竖向定向的大安装角度或由于地震荷载。50.例如，通过模拟已经发现，与在连接平面处不具有任何隆起部的被配置为平板的下部部分21相比，由隆起部23形成的下部部分21的短颈部显著增加了凸缘2的机械稳定性。51.刚性连接24可以被配置为间隙配合、过渡配合或过盈配合。例如，过盈配合是适合的，因为它确保下部部分21和上部部分22之间在刚性连接24的配合表面处的强机械联接。例如，凸缘部分中的至少一个可以经受机械压力和/或加热或冷却以获得过盈配合。52.上部部分22还包括面向该凸缘的开口29的凹痕26。凹痕26被配置为接收绝缘体3的一个端部分。然而，根据套管类型，不一定需要绝缘体。53.下部部分21还包括被配置为机械地支撑套管的芯的座211。例如，座211是一个锥形部分，其中当朝向安装面20看时，开口29的直径在轴向方向上逐渐减小。54.在所示出的示例性实施方案中，下部部分21围绕上部部分22以在非轴向方向上在凸缘部分之间形成刚性连接。然而，该布置也可以被颠倒，使得凸缘上部部分22围绕凸缘下部部分21。这也适用于随后的示例性实施方案。55.在图2中例示了具有如结合图1所描述的凸缘2的电套管1。芯7插入到凸缘2的开口29中并且延伸到器具9内，电套管1在凸缘2的安装面20处安装到器具9。例如，芯7是机械加工的树脂浸渍纸冷凝器芯。56.图2还例示了凹部5的可能位置，所述凹部被配置为接收诸如o形环的垫圈，以获得下部部分21和上部部分22之间和/或凸缘2和器具9之间的密封连接。57.凸缘2的下部部分21还包括安装孔6，所述安装孔6被配置为与设置在器具9中的螺纹孔或通孔匹配，以使用安装装置61(例如螺钉)获得机械连接。58.由于包括下部部分21和上部部分22的凸缘2的模块化配置，下部部分21可以例如关于安装面的直径和/或所要求的安装孔的位置和/或数目适应电器具9，而不必重新设计整个凸缘2，例如上部部分22。因此，可以通过机械加工铸造的下部部分21来满足客户要求。对于套管电压和电流等级，上部部分22和绝缘体3可以是相同的，而与用户接口无关。这有助于降低成本和交付时间。59.在图3中例示了电套管1的另一个示例性实施方案。此示例性实施方案基本上对应于结合图2所描述的实施方案。与其不同的是，凸缘2的上部部分22包括圆周部分28，当沿轴向方向看时，该圆周部分28覆盖下部部分的隆起部23的至少一部分。圆周部分28可以形成有助于防止水分或灰尘沿下部部分21和上部部分22之间的界面到达开口29的“顶部”。60.如图2中所例示的，可以设置凹部5，以在下部部分21的隆起部23和上部部分的圆周部分28之间获得密封连接。61.在图2和图3中所示出的示例性实施方案中，凹部5设置在下部凸缘21中。然而，这样的凹部可以替代地或附加地设置在凸缘上部部分22和/或器具9中。62.在图4中例示了套管的另一个示例性实施方案。此示例性实施方案基本上对应于结合图2所描述的实施方案。63.在此示例性实施方案中，凸缘2被配置为接收擦拭器8。擦拭器8有助于防止污染物在凸缘上部部分22和凸缘下部部分21之间的界面处进入。擦拭器28围绕上部部分22延伸并且当沿轴线10看时覆盖下部部分21的一部分。当然，这样的擦拭器也可以设置在先前的示例性实施方案中。64.已经结合冷凝器芯套管描述了套管1，但是本发明构思也可以被用于任何其它种类的电套管，诸如实心套管，也称为本体型(bulk type)套管。本领域技术人员知道，凸缘和套管的部件可以由多种可用的材料和复合物制成，使得对一种特定材料的提及不可以被理解为限制。例如，套管的芯7可以由任何合适的材料或化合物(诸如树脂浸渍纸、树脂浸渍合成物、树脂浸渍无纺布或固体环氧树脂)制成。65.本技术要求享有ep申请20203662.0的优先权，该ep申请的公开内容据此通过引用并入。66.通过基于所述示例性实施方案的描述，本发明不限于示例性实施方案。相反，本发明包含任何新的特征以及特征的任何组合，其特别地包括专利权利要求中的特征的任何组合以及示例性实施方案中的特征的任何组合，即使此特征或此组合本身在专利权利要求或示例性实施方案中未被明确地指定。67.附图标记列表68.1套管69.10轴线70.2凸缘71.20安装面72.21凸缘的下部部分73.211座74.22凸缘的上部部分75.23隆起部76.231 环形部分77.232 肋状物78.24刚性连接79.25连接平面80.26凹痕81.271 下部部分的内壁82.272 上部部分的外壁83.28圆周部分84.29开口85.3绝缘体86.4连接装置87.5凹部88.6安装孔89.61安装装置90.7芯91.8擦拭器92.9器具









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