均 压 屏 蔽

对于24kV及以上中压开关柜的触头盒、穿墙套管等，以及12kV等小型化环网柜的套管等，建议要采用均压屏蔽结构，内外电场屏蔽，才能保证开关设备长期可靠运行，否则新产品可能通过试验，但长期运行，凝露、老化、局放加大等，都会造成放电，使设备无法继续使用。早期的40.5kV开关柜触头盒都是在12kV的基础上加大，也可以勉强通过试验，但经过两三年的运行，均出现无法补救的绝缘失效，不得不更换设备。

电容分压母线套管是利用电容等电位屏蔽分压原理制作的母线套管，可有效的减少套管尺寸、承受较高的雷电冲击耐受电压和工频耐受电压。

在中压开关设备中使用套管或类似结构将导体从接地屏障的一侧运送到另一侧。典型用途是屋顶入口套管，用于将导体从开关设备外部通过屋顶带到开关设备内部；高压断路出口，将断路器的高压连接从母线或电缆室带到断路器室；和从一个开关柜单元到下一个单元的主总线穿透，触头盒也属于套管的一种。

在最简单的形式中，套管由导体、一些周围的绝缘体和某种安装装置组成。如果电压不太高，导体的配置、绝缘和接地层的配置都不太差，只用这些基本成分就可以制作出具有合适绝缘特性和长寿命的套管。

 

但是，有时间距很小，或者平面有尖角或突出的硬件，从而使绝缘体上的局部应力过大。如触头盒安装板上安装孔采用数控冲床步冲形成齿状尖端，工频耐压试验时就出现击穿放电，即使新产品可以通过试验，长期运行后也会出现击穿，引发事故。

在这种情况下，电容分级套管可能是答案。在电容分级套管中，导电或半导电材料层以这样的方式放置在绝缘层的厚度中，使得这些层用作内置电容器并且绝缘层上的应力得到均衡和控制。正确使用电容分级可以控制绝缘层和表面应力。这种技术长期以来一直用于中压开关设备。通过内屏蔽与高压导电体相连接，外屏蔽与柜体接地，在绝缘层形成电容，可以耐受很高的电压，现在24kV的套管、触头盒等已采用均压屏蔽，40.5kV的触头盒套管则必须要有屏蔽网，否则难以保证长期运行的安全性，也是实现开关设备小型化必须应用的技术。

 

例如，美国通用电气GE 公司的垂直升降式 Magne-Blast 断路器在近 60 年前首次制造，它使用电容分级的顶部安装套管来控制套管穿过断路器顶部框架的应力。

 

 

 Powell 的 PV System 38? 开关设备中使用的电容分级高压套管，绝缘层厚度中的每条线代表一个导电层。最内层连接到高压导体，最外层连接到地。除了控制绝缘中的应力外，这种特殊的结构还提供了一个与电场屏蔽的喷口周围的区域，用于安装电流互感器。

下图美标38kV开关柜触头盒，低压穿心式电流互感器安装在触头盒前部手车室内，这种套管只有采用电容等压屏蔽设计才能满足绝缘和小直径的要求，电流互感器工频耐受电压3kV，冲击耐压10kV，内径只有190mm，无法满足38kV绝缘耐压要求，通过接地屏蔽，实现了功能要求，满足了绝缘性能，尺寸小，安装方便。