一種特高壓電瓷外絕緣出線套管的製作方法

2023-05-24 23:16:22 2

本實用新型涉及一種特高壓套管，尤其是一種可用於母線、GIS、斷路器及其相近設備上的瓷外套出線套管。
背景技術：
：目前550kV及以上特高壓斷路器及GIS用出線套管，外絕緣有電瓷和複合兩種，對於以電瓷為外絕緣的出線套管，瓷套基本都是塔型結構（也稱錐形），對於750kV產品，高度在7m以上。由於電瓷套管制造過程中，其成型及燒成階段的工藝特點，燒制的電瓷元件高度不超過2m，所以550kV及以上的瓷套是由若干個單節瓷套通過無機粘接二次燒成，瓷件越高，燒成難度越高，製造成本也越高。現有高壓電瓷出線套管如圖1所示，出線上下都膠裝有法蘭（下法蘭1，上法蘭2），出線套管是用導電桿3將斷路器或GIS等設備的特高壓、大電流穿越接地法蘭（下法蘭1），將電能引入、引出系統。導電桿3與接地法蘭之間形成一個高壓電極，中間的絕緣介質是SF6氣體，為了滿足及提高電氣性能，使出線套管通過相應的電氣性能試驗，接地法蘭（下法蘭1）內側設置有一個接地電極4，而相應的，導電桿3就是高壓電極，導電桿3與接地電極4之間形成一個比較均勻的同軸電場，其最大場強出現在導電桿3的表面，同軸電場計算方法：E=U/［r1×ln（r2/r1）］E——導電桿表面場強；U——試驗電壓；r1——導電桿截面半徑；r2——接地電極內屏蔽半徑；為了尋求規律，我們選用750kV套管的工頻電壓和雷電衝擊電壓，並選取不同r1、r2進行對比計算，數據如下：根據以上計算結果對比，為了降低場強，通常的做法是增大r1及r2，因此瓷套的直徑就會比較大。另外，由於接地電極不會做得太高，一般不會超過瓷套高度的20%（太高會導致接地電極與瓷套外絕緣表面間電位差過大而擊穿），所以外絕緣的電壓分布是很不均勻的，下端不到20%的瓷套高度佔外絕緣電壓分布的50%以上，而在淋雨狀態下，寶塔狀的外形使得下端的雨水又非常密集，因此下端非常容易發生溼閃絡。技術實現要素：本實用新型所要解決的技術問題是，克服現有技術的不足，提供一種特高壓電瓷外絕緣出線套管，通過對瓷套進行分段並增設中間電極，改善外絕緣的電位分布，提高溼閃絡電壓及汙穢條件下的閃絡電壓，提高設備安全性。為了解決以上技術問題，本實用新型提供的一種特高壓電瓷外絕緣出線套管，包括瓷套、接地法蘭和設置於瓷套中央的導電桿，所述導電桿與接地法蘭之間設置有筒狀的接地電極,其特徵在於：所述瓷套至少具有兩個相鄰的子套管，子套管之間通過過渡件固定為一體，接地電極與導電桿之間設置有貫穿下方子套管的筒狀中間電極，所述中間電極與接地電極和導電桿之間為絕緣。為了進一步解決以上技術問題，本實用新型還具有如下特徵：1、過渡件呈板狀結構，子套管分別通過法蘭固定在過渡件的兩側。2、所述過渡件為金屬材質，過渡件的外圍設置有均壓環。3、所述中間電極的上端通過所述過渡件固定，中間電極的下端延伸至接地電極下端或接地電極下端以下。4、導電桿與中間電極之間形成同軸電場，中間電極與接地電極之間形成同軸電場。5、所述瓷套內部填充有絕緣氣體。6、所述絕緣氣體為六氟化硫。本實用新型特高壓瓷出線套管，將瓷套分成兩段（也可以是兩段以上）,中間用過渡板聯接，在過渡板上安裝與接地電極和導電桿絕緣的筒狀中間電極，使導電桿與中間電極之間、中間電極與接地電極之間分別形成同軸電場，電容量分別為C1、C2。通過調整、優化導電桿截面半徑r1、接地電極內屏蔽半徑r2、中間電極內屏蔽半徑r3，以及中間電極和接地電極的高度，使C1、C2基本相等。這樣，通過電容分壓就可以將瓷套中間法蘭的電位鉗制在0.5倍的Un（設備額定電壓），可以明顯改善外絕緣的電位分布，提高溼閃絡電壓及汙穢條件下的閃絡電壓。此外，由於過渡板的遮擋作用，上瓷套的雨水經由過渡板直接落地，不會淋落在下瓷套的傘盤上，相當於降低了雨量，也有利於溼閃絡電壓的提高。在同樣的瓷套內徑及導電桿直徑的前提下，增加中間電極後，導電桿表面的場強降低接近一半，顯著提高內絕緣的電氣性能，或者在保持內絕緣性能相同時，可明顯減小瓷套直徑。在同樣瓷套高度及瓷套直徑的前提下，本實用新型在提高溼閃絡電壓及內絕緣電氣性能的同時，瓷套的生產難度大大降低。由於可以通過單節瓷套進行分解及組裝，套管的安裝和運輸也更加方便、安全，上下瓷件藉助過渡板聯結，對瓷套抗彎受力時的力的分解有很好的改善，提高套管的抗彎性能。此創新結構尤其適合於750kV及以上特高壓產品，可靠性顯著提高的同時，製造成本也能明顯下降。附圖說明圖1為現有特高壓電瓷外絕緣出線套管結構示意圖。圖2為本實用新型特高壓電瓷外絕緣出線套管結構示意圖。圖中標號示意如下：1-下法蘭，2-上法蘭，3-導電桿，4-接地電極，5-上瓷套，6-下瓷套，7-過渡板，8-中間電極，9-均壓環。具體實施方式下面結合實施例對本實用新型作進一步詳細描述。但是本實用新型不限於所給出的例子。如圖2所示，本實施例特高壓電瓷外絕緣出線套管，具有上瓷套5和下瓷套6，上下瓷套通過中間法蘭固定在過渡板7上，過渡板7上安裝有均壓環，瓷套內充有六氟化硫（絕緣氣體）。上瓷套5的頂端設置上法蘭2，下瓷套6的底端設置下法蘭1（下法蘭1接地，因此下法蘭1也稱作接地法蘭），接地電極4（可藉助過渡板）安裝在下法蘭1上，該接地電極4與下法蘭1等電位。過渡板上固定有中間電極8，該中間電極8位於導電桿3和接地電極4之間，並且中間電極8與導電桿3和接地電極4絕緣。中間電極8、過渡板7和中間法蘭為等電位。中間電極、接地電極、導電桿三者同軸，當導電桿通電後，導電桿與中間電極之間形成同軸電場，電容量為C1；中間電極與接地電極之間形成同軸電場，電容量為C2。通過調整導電桿直徑、中間電極內徑及高度、接地電極內徑及高度，使兩部分的電容值C1和C2接近相等，通過仿真計算驗證電場場強在絕緣允許範圍之內。例如以下計算實例：導電桿直徑中間電極直徑中間電極高度接地電極直徑接地電極高度C1C2180mm385mm5000mm530mm2100mm1316pF1317pF除上述實施例外，本實用新型還可以有其他實施方式。凡採用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本實用新型要求的保護範圍。當前第1頁1&nbsp2&nbsp3&nbsp