特高壓標準電容器的製作方法

2023-04-25 14:24:51

專利名稱：特高壓標準電容器的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於髙電壓測量設備，涉及一種800kV 1600kV電壓等級特髙 壓標準電容器，適用於特高壓標準電容器量值測量、特髙壓電氣設備介質損耗 測量、特髙壓分壓器分壓比校準、特高壓標準電壓互感器的電壓係數測量等特 髙壓測量領域。
背景技術：
隨著我國特高壓電網技術研究及建設的步伐加快，原有的髙電壓測量設備 已不能滿足需要。特髙壓設備電容量和介質損耗的精密測量、特高壓計量設備 如交流特髙壓標準電壓互感器的特徵參數測量，都需要有電壓等級更高的標準 電容器做為必備的測試手段。以往的標準電容器都是倒立式結構，例如《電力電容器》2006年第6期上 的"1000kV標準電容器的電容穩定性能研究" 一文介紹的標準電容器結構，低 壓電極(內電極)呈柱式懸臂梁結構，固定在底座上；髙壓電極呈鐘罩式結構， 在設備絕緣筒的上部。隨著電壓等級的提髙，電極間的絕緣距離增加，低壓電 極髙度增加，導致局部電場分布極其不均勻。同時，懸臂梁結構的低壓電極力 矩加大，高壓電極和低壓電極間的同心度、同軸度發生偏移的趨勢加大，使得 標準電容器的電壓係數(即電容量與施加電壓幅值之間的線性關係)變得越來 越差，導致精密測量試品電容量、介損量的不確定度擴大。目前世界上商品化 的倒立式結構標準電容器的最髙標稱電壓等級是1200kV,但是通常條件下的實 際工作電壓不宜超過800kV,否則需要附加許多條件，如嚴格的環境相對溼度， 極其緩慢的施加電壓，電源的諧波量受到嚴格控制等。此外，倒立式標準電容 器的低壓電極是懸臂梁結構，設備運輸及現場安裝產生的顛震容易導致懸臂支 撐杆和管發生蠕變彎曲，使得低壓電極和髙壓電極間很容易發生位移，導致電 壓係數進一步增大。隨著電壓等級的增加和設備尺寸加大，倒立式標準電容器 的電極間同心度、同軸度的加工、安裝、檢測、調節與控制的難度也大大增加。發明內容本實用新型的目的是克服現有標準電容器結構上的不足，提供一種正立式 特髙壓標準電容器，適用於800kV 1600kV電壓等級，且電極同心度和同軸度易 於控制、設備製造容易實現、有效防止電極支撐蠕變彎曲、絕緣裕度大、便於 安裝運輸，還可用於特髙壓設備現場測量。本實用新型的技術方案是 一種特高壓標準電容器，其特徵在於是將高壓電極和低壓電極均用絕緣支撐件固定在底部壓力容器罐體內的正立式結構，由罐體l、髙壓套管2、髙壓均壓環3及地電位均壓環4組成，罐體l和髙壓套管 2可以是兩個獨立的氣室以便拆裝運輸用於現場實驗室，也可為一個氣室用於固 定實驗室，內部均充以SFe氣體絕緣，高壓套管2在罐體1上方，髙壓均壓環3 及地電位均壓環4在高壓套管2的兩端；髙壓套管2由複合絕緣套管5、中間電 位屏蔽罩6、地電位屏蔽罩7和髙壓電極管8組合而成，髙壓電極管8的下端通 過絕緣支撐件9固定在罐體1內的底座中心上；罐體1內還有高壓電極10、低 壓電極11及可以實現電位跟蹤的屏蔽電極12,它們依次在髙壓電極管8的下端 與罐體1壁之間，髙壓電極10用一組絕緣支撐件13固定在罐體底板上，高壓 電極10和髙壓電極管8用軟導線14連接低壓電極11與屏蔽電極12及罐體1 壁之間用兩層多個絕緣支撐棒15固定以調整高壓電極10與低壓電極11相對位 置既同心度的調整，髙壓電極10、低壓電極11及屏蔽電極12均是同心圓環。上述特高壓標準電容器，其特徵在於髙壓套管2的內徑大於等於恥0毫米， 其髙度大於等於8米。上述特髙壓標準電容器，其特徵在於在高壓套管2和罐體1之間有一過渡 氣室16，過渡氣室16內有兩個盆式絕緣子17和兩個梅花觸頭插接組件18,以 便特高壓標準電容器的髙壓套管2和罐體1拆開運輸。上述特髙壓標準電容器，其特徵在於低壓電極11與屏蔽電極12是上下兩 層結構。本實用新型是一種正立式特髙壓標準電容器，沒有倒立式標準電容器懸臂 梁結構，克服了標準電容器電壓等級的提髙影響其電壓係數的提髙的問題；本 實用新型的髙壓電極10和髙壓電極管8分別用絕緣支撐件13和絕緣件9支撐，用 軟導線14進行電位連接，以減少髙壓電極管8各種因素(如震動、金屬管熱脹冷 縮等)產生的外力對髙壓電極相對位置的影響；本實用新型的一種結構是將標 準電容器分成3個獨立密封的氣室，解決了大型試驗設備不便運輸的難題，以便 用於現場試驗及檢測，包括特高壓標準電容器的量值傳遞和特高壓標準介質損 耗器的現場檢測；本實用新型採用了屏蔽電極12，可以連接電位跟蹤以減少低 壓電極ll的洩漏電流影響，提髙電氣性能；本實用新型可將標準電容器的電壓 等級提高到1800kV,電壓係數可以優於1X10—5、介質損耗優於1X1(T4。本實用 新型的過渡氣室採用盆式絕緣子結構特別適合拆裝、運輸，適合現場使用，為 用於1000kV交流特髙壓輸變電設備的性能研究及參數檢驗創造條件，也為 1 OOOkV乃至更髙電壓的工頻電壓比例標準量值溯源提供技術保障。


以下結合附圖對本實用新型作進一步詳細的說明。圖1，本實用新型的結構圖；圖2，本實用新型的實施例結構圖；圖3，本實用新型的罐體l的結構圖；圖4，本實用新型的罐體1的橫切面圖。4圖中，l罐體、2髙壓套管、3髙壓均壓環、4地電位均壓環、5複合絕緣套 管、6中間電位屏蔽罩、7地電位屏蔽罩、8髙壓電極管、9絕緣支撐件、10高 壓電極、ll低壓電極、12屏蔽電極、13絕緣支撐件、14軟導線、15絕緣支撐 棒、16過渡氣室、17盆式絕緣子、18梅花觸頭組件。具體的實施方式圖1是本實用新型的結構圖，本實用新型是一種將高壓電極和低壓電極均 用絕緣支撐件固定在底部SF6氣體絕緣的壓力容器罐體內的正立式結構的特髙 壓標準電容器，由罐體l、髙壓套管2、髙壓均壓環3及地電位均壓環4組成， 罐體內部充以SFe氣體絕緣，高壓套管2在罐體1上方，髙壓均壓環3及地電位 均壓環4在髙壓套管2的兩端；髙壓套管2由複合絕緣套管5、中間電位屏蔽罩 6、地電位屏蔽罩7和髙壓電極管8組合而成，髙壓電極管8的下端通過絕緣支 撐件9固定在罐體1內的底座中心上。圖2是本實用新型實施例的結構圖，在一個氣室結構上增加了一個過渡氣 室16,在罐體1和高壓套管2之間增加了盆式絕緣子18和電氣連接作用的梅花 觸頭組件18。兩種結構中的罐體1內部結構和高壓套管2內部結構基本相同，如圖3中， 罐體1內有高壓電極10、低壓電極11及屏蔽電極12,它們依次在髙壓電極管8 的下端與罐體1壁之間，高壓電極屏蔽罩10固定在與絕緣支撐件9同軸的絕緣 支撐件13上且用軟導線14與髙壓電極管8連接，如圖4中，低壓電極ll與屏 蔽電極12及罐體1壁之間用兩層八個絕緣支撐棒15固定。正立式特高壓標準電容器採用SFe氣體作為主絕緣介質；高壓電極管8和髙 壓電極10分別用兩組相互獨立的絕緣支撐件9和絕緣支撐件13固定在罐體1 的底座上，這樣高壓電極管8因溫度變化導致不同物體膨脹係數不一致產生的 應力及設備吊裝、運輸等原因產生的外應力作用不會影響到髙壓電極IO與低壓 電極11的相對幾何位置；高壓電極10與高壓電極管8之間採用軟導線連接的 方式，確保高壓引線和髙壓電極電位相等採用多根(兩根以上)絕緣支撐件 13固定高壓電極10,以便調整其相對低壓電極11幾何尺寸位置的對稱；低壓 電極11和屏蔽電極12採用多個絕緣支撐棒15固定在罐體1上，並保證有足夠 的絕緣強度，lmin短時工頻耐壓水平不低於5kV (有效值)；髙壓套管2由複合 絕緣套管5、中間電位屏蔽罩6、地電位屏蔽罩7、和高壓電極管8組合而成； 高壓均壓環3、地電位均壓環4用於提高高壓套管2的絕緣水平，髙壓電極IO、 低壓電極11及屏蔽電極12均是同心圓環；高壓套管2的內徑應大於等於960 毫米，其高度應大於等於8米。對於需要經常運輸到現場使用的情況，在圖1基礎上的正立式特髙壓標準電 容器可增加過渡氣室16，有過渡氣室結構的正立式特高壓標準電容器(見圖2)， 在安裝有高壓電極10、低壓電極11的壓力容器罐體1與SF6氣體絕緣複合套管5之間安裝盆式絕緣子17,用兩個盆式絕緣子17將罐體1、複合絕緣套管5和 過渡氣室16分成三個相互獨立密封的艙室，以便拆裝運輸，罐體1應立式運輸; 拆裝時僅對過渡氣室16釋放或施加SF6氣體，以便標準電容器頻繁拆裝、運輸、 用於現場使用，梅花觸頭組件18用於髙壓引線的過渡連接，可以緩衝機械力作 用。這是一種電壓係數極小、便於運輸和現場使用的特髙壓測量器具，可用於高壓 標準電容檢測、髙壓標準電壓互感器電壓係數測量及髙壓設備(裝置)的介質 損耗測量，其原理還可拓展到電壓等級低於800kV電壓等級標準電容器的製造。
權利要求1、一種特高壓標準電容器，其特徵在於是將高壓電極和低壓電極均用絕緣支撐件固定在底部的壓力容器罐體內的正立式結構，由罐體(1)、高壓套管(2)、高壓均壓環(3)及地電位均壓環(4)組成，罐體(1)和高壓套管(2)是兩個獨立的氣室，內部均用SF6氣體絕緣，高壓套管(2)在罐體(1)上方，高壓均壓環(3)及地電位均壓環(4)在高壓套管(2)的兩端；高壓套管(2)由複合絕緣套管(5)、中間電位屏蔽罩(6)、地電位屏蔽罩(7)和高壓電極管(8)組合而成，高壓電極管(8)的下端通過絕緣支撐件(9)固定在罐體(1)內的底座中心上；罐體(1)內還有高壓電極(10)、低壓電極(11)及屏蔽電極(12)，它們依次在高壓電極管(8)的下端與罐體(1)壁之間，高壓電極(10)通過與絕緣支撐件(9)同軸的絕緣支撐件(13)固定在罐體(1)的底座上且用軟導線(14)與高壓電極管(8)連接，低壓電極(11)與屏蔽電極(12)及罐體(1)壁之間用兩層多個絕緣支撐棒(15)固定，高壓電極(10)、低壓電極(11)及屏蔽電極(12)均是同心圓環。
2、 如權利要求1所述的特髙壓標準電容器，其特徵在於髙壓套管(2)的內徑 大於等於960毫米,其髙度大於等於8米。
3、 如權利要求2所述的特髙壓標準電容器，其特徵在於在高壓套管(2)和 罐體(1)之間有一過渡氣室(16)，過渡氣室(16)內有兩個盆式絕緣子(17) 和兩個梅花觸頭組件(18)。
4、 如權利要求2或3所述的特高壓標準電容器，其特徵在於低壓電極(11) 與屏蔽電極(12)是上下兩層結構。
專利摘要本實用新型是一種特高壓標準電容器，是將高壓電極和低壓電極均用絕緣支撐件固定在底部的壓力容器罐體內的正立式結構，克服了標準電容器電壓等級的提高影響其電壓係數的提高的問題；對於現場試驗用結構，本實用新型將標準電容器分成3個獨立密封的氣室，解決了大型試驗設備不便運輸的難題，以便用於現場試驗及檢測，本發明用於特高壓標準電容器時的絕緣水平極高，短時工頻電壓耐受能力可超過1600kV，長期額定工作電壓超過1200kV，電壓係數優於2×10-6。本實用新型也可用於額定工作電壓小於1600kV電壓等級的標準電容器製做。
文檔編號G01R35/02GK201110866SQ20072008903
公開日2008年9月3日 申請日期2007年12月17日 優先權日2007年12月17日
發明者餘春雨, 葉國雄, 吳士普, 吳春風, 璿 李, 毛安瀾, 汪本進, 濱 潘, 王均梅, 王曉琪, 鄢來君 申請人:國網武漢高壓研究院