一种电容耦合式高压无线传能绝缘装置及制造方法

本发明涉及高压绝缘隔离供电，尤其涉及一种电容耦合式高压无线传能绝缘装置及制造方法。

背景技术：

1、在高压、超高压电力系统中，各类电力设备的在线监测、状态检测等用电装置需要稳定的电能供应，但传统的有线供电方式存在绝缘击穿、线路老化、布线复杂等问题，难以适配高压等级的绝缘要求；而现有无线传能技术在高压场景应用时，普遍存在传能过程中绝缘性能不足、爬电距离短、传能效率低的问题，且装置的机械稳定性差，在高压设备运行的振动、高电场环境下易出现故障，无法满足跨高电压等级的高功率无线传能需求。

2、目前现有高压无线传能装置多采用单一绝缘结构，外绝缘易受环境因素影响发生闪络，内绝缘的介电损耗大，不仅降低了传能效率，还会因绝缘发热进一步影响装置的绝缘性能和使用寿命；同时，传统传能结构的电容耦合部件布置不合理，爬电距离不足，在高电压等级下易发生绝缘击穿，限制了其在高压电力系统中的推广应用。

3、因此，研发一种兼具高绝缘性能、高传能效率和高机械稳定性的高压无线传能绝缘装置，成为高压电力设备领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、鉴于目前现有技术存在的上述不足，本发明提供一种电容耦合式高压无线传能绝缘装置及制造方法，实现跨高电压等级下的高功率、高效率无线传能，同时解决传能过程中的绝缘击穿、爬电距离不足问题，大幅提升装置的绝缘强度、机械稳定性和运行可靠性。

2、为实现上述目的，本发明的第一方面提供一种电容耦合式高压无线传能绝缘装置，该装置包括套管，所述套管的内腔设置由绝缘性材料制成的芯体，所述芯体具有上容腔和下容腔，所述上容腔和所述下容腔之间由隔板隔开；

3、所述隔板的上表面和下表面分别设置有上电容板和下电容板，所述上电容板和所述下电容板上均设置有连接线；

4、所述上容腔内、下容腔内和所述套管与芯体之间的间隙内均填充有绝缘介质；

5、所述套管的两端分别密封连接有上端盖和下端盖；

6、所述上电容板和所述下电容板的连接线分别从所述上端盖和所述下端盖引出。

7、为实现上述目的，本发明的第二方面提供一种高压无线传能绝缘装置的制造方法，用于制备上述的电容耦合式高压无线传能绝缘装置，该制造方法包括：

8、s1：制造具有上容腔和下容腔的芯体，所述上容腔和下容腔的底部分别安装上电容板和下电容板；

9、s2：将所述芯体套设于套管内，所述套管与所述芯体同轴对中；

10、s3：将绝缘介质填充于所述芯体的上容腔、下容腔以及所述套管与所述芯体之间的间隙内，并进行固化；

11、s4：将上端盖和下端盖分别密封固定在套管的两端，并将所述上电容板和下电容板的连接线分别从上端盖和下端盖引出。

12、本发明实施的优点：首先，通过芯体结构有效增加上下电容板之间的爬电距离，结合伞裙与套管构成的外绝缘以及绝缘介质与芯体构成的内绝缘，形成多重复合绝缘体系，显著提升装置在高电压等级下的绝缘可靠性和耐压能力；其次，采用电容耦合式无线传能技术，配合氧化铝陶瓷或石英玻璃等低介电损耗材料制作芯体，有效降低能量在传输过程中的损耗，实现高电压等级下电能的高效、稳定传输；再次，内部填充的环氧树脂或硅胶等高绝缘材料不仅强化绝缘性能，还能缓冲装置运行过程中产生的振动应力，提升整体结构的抗震性能和机械强度，延长装置使用寿命；同时，装置整体结构紧凑，体积小巧，安装方便，制备步骤清晰，工艺成熟，材料易得，适合批量化生产和推广应用。

1.一种电容耦合式高压无线传能绝缘装置，其特征在于，所述装置包括套管，所述套管的内腔设置由绝缘性材料制成的芯体，所述芯体具有上容腔和下容腔，所述上容腔和所述下容腔之间由隔板隔开；

2.根据权利要求1所述的电容耦合式高压无线传能绝缘装置，其特征在于，所述芯体的材料为氧化铝陶瓷、石英玻璃、氮化铝陶瓷、氮化硅陶瓷、高硼硅玻璃、环氧树脂、聚酰亚胺、聚四氟乙烯、聚醚醚酮或聚苯硫醚。

3.根据权利要求1所述的电容耦合式高压无线传能绝缘装置，其特征在于，所述绝缘介质的材料为环氧树脂、硅胶、聚氨酯或有机硅凝胶。

4.根据权利要求1所述的电容耦合式高压无线传能绝缘装置，其特征在于，所述上电容板结构为四极板或六极板，所述下电容板的结构为四极板或六极板；所述上电容板的形状为圆形或多边形，所述下电容板的形状为圆形或多边形。

5.根据权利要求1所述的电容耦合式高压无线传能绝缘装置，其特征在于，所述上端盖和下端盖的内腔涂覆有绝缘树脂。

6.根据权利要求1所述的电容耦合式高压无线传能绝缘装置，其特征在于，所述套管内壁设置有均压屏，用于改善电场分布。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的电容耦合式高压无线传能绝缘装置，其特征在于，所述套管的外侧设置有伞裙。

8.一种高压无线传能绝缘装置的制造方法，用于制备如权利要求7所述的电容耦合式高压无线传能绝缘装置，其特征在于，所述制造方法包括：

9.根据权利要求8所述的高压无线传能绝缘装置的制造方法，其特征在于，步骤s2中，在将所述芯体套设于套管内之前，需在所述套管的内壁设置均压屏。

10.根据权利要求8所述的高压无线传能绝缘装置的制造方法，其特征在于，步骤s2中，在套设所述套管之前对芯体的表面进行活化处理，所述活化处理包括：

11.根据权利要求8所述的高压无线传能绝缘装置的制造方法，其特征在于，步骤s3中，填充绝缘介质使用真空辅助恒压注胶，所述真空辅助恒压注胶包括：

12.根据权利要求8所述的高压无线传能绝缘装置的制造方法，其特征在于，步骤s3中，所述固化采用分阶段升温固化来实现，所述分阶段升温固化包括：