用於隔離單相絕緣筒式變壓器內外電場相互影響的金屬內電極及其方法
2023-04-29 03:35:56
專利名稱：用於隔離單相絕緣筒式變壓器內外電場相互影響的金屬內電極及其方法
技術領域：
本發明屬於高電壓設備和試驗技術領域，具體是一種金屬內電極及其方法，尤其
是抑制應用於各電壓等級的單相絕緣筒式變壓器內外電場相互影響的方法。
背景技術：
現有的單相變壓器，尤其是試驗變壓器，絕大多數是鐵殼式的，單臺變壓器在一次 電壓較低情況下，變比不能很大、電壓不能升到很高。因而要升到很高電壓時，需要多臺變 壓器級聯。對於鐵殼式變壓器，級聯式絕緣結構複雜，佔地面積大。 而絕緣筒式變壓器，雖然單臺時情況與鐵殼式變壓器的變比、升壓情況類似，但由 於其外殼是絕緣材料，級聯時可以直接在低電位的下級變壓器的基礎上垂直堆疊，因而絕 緣結構簡單，佔地面積小。所以絕緣筒式單相變壓器，尤其是試驗變壓器，逐漸得到應用。
然而，絕緣筒式變壓器的內、外部電極結構，由於沒有了處於低電位的鐵殼隔離， 形成的電場會相互影響，特別是內部電極的影響導致外電極的電場急劇增大，引起處於介 電強度低的空氣介質中的外電極電暈甚至擊穿。對於這個技術問題，現有技術和文獻並沒 有解決。
發明內容
本發明公開了一種用於隔離單相絕緣筒式變壓器內外電場相互影響的金屬內電 極及其方法，技術方案如下 所述金屬內電極緊貼絕緣筒1的內壁處設置，金屬內電極與外電極同電位。所述 金屬內電極為圓環形4，圓環形的截面為半圓或整圓。所述金屬內電極為圓筒形7，其截面 為上下邊沿有倒角的矩形。所述金屬內電極上設置有支架；所述支架固定在與均壓環2等 電位的金屬法蘭3上並與金屬法蘭3電氣連接。所述金屬內電極外徑小於等於絕緣筒l內 徑；所述金屬內電極的內徑為10-300mm。 隔離單相絕緣筒式變壓器內外電場相互影響的方法，(1)製作圓環形或圓筒形金 屬內電極，圓環形金屬內電極4截面為半圓或整圓，圓筒形金屬內電極7截面為上下邊沿有 倒角的矩形；(2)將金屬內電極設置在絕緣筒1內的介電強度高的礦物油中，並緊貼絕緣筒 1的內壁處設置，使其與外電極同電位；(3)在金屬內電極上設置支架；使支架固定在與均 壓環2等電位的金屬法蘭3上並與金屬法蘭3電氣連接。所述金屬內電極外徑小於等於絕 緣筒1內徑；所述金屬內電極的內徑為10-300mm。 本發明的其它一些特點所述環形內電極4由支架和環構成整體，環的形狀為截 面為半圓至整圓，支架固定在與外電極等電位的金屬法蘭3上；或者內電極為圓筒形金屬 內電極7，圓筒形金屬內電極截面為上下邊沿有倒角的矩形。
圖1是環形金屬內電極隔離內外電場的結構示意圖。 圖2是筒形金屬內電極隔離內外電場的結構示意圖。 圖3是無內電極時內部高壓繞組對外均壓結構的影響示意圖。 圖中1為絕緣筒，2為均壓環，3為金屬法蘭，4為環形內電極，5為高壓繞組，6為鐵
芯，7為筒形內電極。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明做進一步詳細描述 參見圖1、2、3，一種用於隔離單相絕緣筒式變壓器內外電場相互影響的金屬內電極所述金屬內電極緊貼絕緣筒l的內壁處設置，金屬內電極與外電極同電位。所述金屬內電極為圓環形4，圓環形的截面為半圓或整圓。所述金屬內電極為圓筒形7，其截面為矩形。所述金屬內電極上設置有支架；所述支架固定在與均壓環2等電位的金屬法蘭3上並與金屬法蘭3電氣連接。所述金屬內電極外徑小於等於絕緣筒1內徑；所述金屬內電極的內徑為10-300mm。 隔離單相絕緣筒式變壓器內外電場相互影響的方法，(1)製作圓環形或圓筒形金屬內電極，圓環形金屬內電極截面為半圓或整圓，圓筒形金屬內電極截面為上下沿有倒角的矩形；(2)將金屬內電極設置在絕緣筒1內的介電強度高的礦物油中，並緊貼絕緣筒1的內壁處設置，使其與外電極同電位；(3)在金屬內電極上設置支架；使支架固定在與均壓環2等電位的金屬法蘭3上並與金屬法蘭3電氣連接。所述金屬內電極外徑小於等於絕緣筒1內徑；所述金屬內電極的內徑為10-300mm。 該方法在絕緣筒l內的介電強度高的礦物油中，緊貼絕緣筒l的內壁、靠近外電極處採取增設與外電極同電位的截面為半圓至整圓的環形內電極4或圓筒形內電極7。本發明達到抑制、隔離絕緣筒1式變壓器的內、外部電極結構形成電場的相互影響；內電極的使用使外電極、絕緣筒1和空氣三結合處形成等電位的低電場區，抑制了沿面放電的起源；內電極抑制或隔離了變壓器高電位繞組對外均壓結構的影響。該方法使單相絕緣筒1式變壓器、試驗變壓器做到無結構性的電暈及放電隱憂，達到更安全、更廣泛的應用。
內電極和均壓環2配置法實施方案是在絕緣筒l內的介電強度高的礦物油中，緊貼絕緣筒1的內壁、靠近外電極處採取增設與外電極同電位的截面為半圓到整圓形狀的環形內電極4或圓筒形內電極7 ; 內電極抑制、隔離了絕緣筒1式變壓器的內、外部電極結構形成電場的相互影響；
內電極的使用使外電極、絕緣筒1和空氣三結合處形成等電位的低電場區，抑制了沿面放電的起源； 內電極抑制或隔離了變壓器高電位繞組對外均壓結構的影響；當內電極高度較高於均壓環2時，降低了均壓環2的電場強度。 參見圖l，所述的金屬內電極為環形時，環外徑與絕緣筒1的內徑相等或近似相等，環內徑為10-300mm，罩入深度從等電位的金屬法蘭3到變壓器繞組的最高高度；
參見圖2，所述的金屬內電極為圓筒形時，外徑與絕緣筒1的內徑相等或近似相等，內徑比外徑小10-300mm，高度可覆蓋從等電位的金屬法蘭3到變壓器繞組的最高高度，見圖2的7區域，圓筒頂部倒角或截面為半圓形等。
由圖3可見，沒有內電極時，高壓繞組5與均壓環2構成了距離相對較近的一對電
極，中間絕緣介質為絕緣筒1和礦物油，這樣使均壓環2的電場強度很大。 申請人:對內電極隔離單相絕緣筒式變壓器內外電場相互影響的方法進行了仿真
計算、實驗室和現場實測研究。本發明的隔離單相絕緣筒式變壓器內外電場相互影響的方
法，可抑制了沿面放電的起源；內電極隔離了變壓器高電位繞組對外均壓結構的影響。 以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定
本發明的具體實施方式
僅限於此，對於本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫 離本發明構思的前提下，還可以做出若干簡單的推演或替換，都應當視為屬於本發明由所
提交的權利要求書確定專利保護範圍。
權利要求
用於隔離單相絕緣筒式變壓器內外電場相互影響的金屬內電極，其特徵在於所述金屬內電極緊貼絕緣筒(1)的內壁處設置，金屬內電極與外電極同電位。
2. 如權利l所述的金屬內電極，其特徵在於所述金屬內電極(4)為圓環形，圓環形的截面為半圓或整圓。
3. 如權利l所述的金屬內電極，其特徵在於所述金屬內電極為圓筒形(7)，其截面為矩形，矩形上邊沿和下邊沿都有倒角。
4. 如權利1所述的金屬內電極，其特徵在於所述金屬內電極上設置有支架；所述支架固定在與均壓環(2)等電位的金屬法蘭(3)上並與金屬法蘭(3)電氣連接。
5. 如權利1所述的金屬內電極，其特徵在於所述金屬內電極外徑小於等於絕緣筒(1)內徑；所述金屬內電極的內徑為10-300mm。
6. 隔離單相絕緣筒式變壓器內外電場相互影響的方法，其特徵在於(1) 製作圓環形金屬內電極(4)，金屬內電極截面為半圓或整圓；(2) 製作圓筒形金屬內電極(7)，內電極截面為矩形，矩形上邊沿和下邊沿都有倒角；(3) 將金屬內電極設置在絕緣筒(1)內的介電強度高的礦物油中，並緊貼絕緣筒(1)的內壁處設置，使其與外電極同電位；(4) 在金屬內電極上設置支架；使支架固定在與均壓環(2)等電位的金屬法蘭(3)上並與金屬法蘭(3)電氣連接。
7. 如權利6所述的方法，其特徵在於所述金屬內電極外徑小於等於絕緣筒(1)內徑；所述金屬內電極的內徑為10-300mm。
全文摘要
本發明公開了一種隔離單相絕緣筒式變壓器內外電場相互影響的方法，該方法在絕緣筒內的介電強度高的礦物油中，緊貼絕緣筒的內壁、靠近外電極處採取增設與外電極同電位的截面為半圓至整圓的環形內電極或圓筒形內電極。本發明達到抑制、隔離絕緣筒式變壓器的內、外部電極結構形成電場的相互影響；內電極的使用使外電極、絕緣筒和空氣三結合處形成等電位的低電場區，抑制了沿面放電的起源；內電極抑制或隔離了變壓器高電位繞組對外均壓結構的影響。該方法使單相絕緣筒式變壓器、試驗變壓器做到無結構性的電暈及放電隱憂，達到更安全、更廣泛的應用。
文檔編號H01F27/36GK101777420SQ20101013043
公開日2010年7月14日 申請日期2010年3月23日 優先權日2010年3月23日
發明者李彥明, 羅勇芬, 陳朋郎 申請人:西安交通大學