CN102800468B - 一种胶浸纸电容式油—sf6变压器套管 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种胶浸纸电容式油—SF₆变压器套管，包括内导管，同轴设置于内导管外侧的外金属管，内导管的两端分别安装有头部连接头和尾部连接头。本发明套管由于电流大,套管采用双导管结构，有利于套管内部散热；其主绝缘采用环氧树脂胶浸纸绝缘结构；在双导管结构之间分别设计有绝缘性径向限位装置，可以有效防止导电管载流发热影响环氧树脂干式电容芯子绝缘性能。本发明一种油-SF₆胶浸纸电容式变压器套管，填补了国内550kV及以上干式油-SF₆套管研制的空白；减少国家对进口干式套管产品的依赖性；解决了特高压环氧浸渍式套管的密封和载流问题，满足了干式油气套管国产化的要求。

Description

一种胶浸纸电容式油—SF6变压器套管

技术领域

本发明涉及变压器与全封闭组合电器领域，特别涉及一种胶浸纸电容式油—SF₆变压器套管。

背景技术

油—SF₆变压器套管主要用于将油浸式变压器与SF₆全封闭组合电器或SF₆母线筒进行电气连接的高压套管，起绝缘和支持作用。1100kV/3150A油-SF₆电容式变压器套管是1100kV等级全封闭组合电器及变压器的关键配件之一，它的安全运行对变压器及开关起着重要的作用。

随着电压及电流等级升高，全封闭组合电器的应用越来越广泛，变压器与开关之间采用油-SF₆套管连接，使电器设备结构紧凑占地面积小，操作维护简单；国家现在正进行特高压电网建设，然国内在1100kV/3150A油-SF₆胶浸纸电容式变压器套管研制方面一直处于空白。

发明内容

本发明的目的在于提供一种1100kV/3150A油-SF₆胶浸纸电容式变压器套管，以填补国内空白。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种胶浸纸电容式油—SF₆变压器套管，包括内导管，同轴设置于内导管外侧的外金属管，内导管的两端分别安装有头部连接头和尾部连接头。

本发明进一步的改进在于：头部连接头包括接线板、盖板、定位螺母和螺母；盖板通过其外壁的外螺纹与内导管内壁的外螺纹配合螺锁于内导管的头部端口上，盖板与内导管的头部端口之间安装有第一密封圈；内导管的头部外周安装有接线板；外金属管的头部外周螺纹连接有环形螺母，螺母与外金属管之 间安装有第三密封圈；定位螺母的压板与内导管螺纹连接，压板与内导管之间设有第二密封圈；螺母与定位螺母通过螺钉固定连接。

本发明进一步的改进在于：接线板包括连接盘和从连接盘伸出的两个弧形部，该两个弧形部内壁设有与内导管的头部外周的外螺纹相配合的内螺纹，两个弧形部之间具有缝隙，两个弧形部的两个边缘各设有一个凸耳，凸耳上设有通孔；接线板的弧形部螺锁于内导管的头部外周，两对凸耳通过螺栓紧固。

本发明进一步的改进在于：头部连接头外周安装有头部均压罩。

本发明进一步的改进在于：外金属管的外壁上设有环氧树脂胶浸纸绝缘结构。

本发明进一步的改进在于：尾部连接头包括底座、接线底座和均压球；接线底座的主体部分上凸伸出两个弧形部，该两个弧形部的内壁设有内螺纹，其螺纹连接于内导管的尾部外周；两个弧形部之间具有缝隙，两个弧形部的两侧边缘凸伸出一对凸耳，两个弧形部对应的凸耳间通过螺栓固定；底座为横截面呈L型的圆环，其一面夹持于内导管与外金属管之间，另一面扣于环氧树脂胶浸纸绝缘结构的尾部；均压球罩于套管尾部，均压球通过螺栓和底座、环氧树脂胶浸纸绝缘结构固定连接。

本发明进一步的改进在于：所述胶浸纸电容式油—SF₆变压器套管的中部安装有第一法兰和第二法兰；第一法兰和第二法兰之间设有套设于环氧树脂胶浸纸绝缘结构外周的连接套筒。

本发明进一步的改进在于：第一法兰和第二法兰与环氧树脂胶浸纸绝缘结构之间均设有密封圈；连接套筒通过螺钉与第一法兰、第二法兰固定连接，连接套筒与第一法兰、第二法兰的连接处分别设有密封圈。

本发明进一步的改进在于：第一法兰、第二法兰安装处均设有斜坡，所述斜坡靠近连接套筒处的环氧树脂胶浸纸绝缘结构的直径大于远离连接套筒处的环氧树脂胶浸纸绝缘结构的直径。

本发明进一步的改进在于：连接套筒上装有检测SF₆气体的压力表及自封阀。

相对于现有技术，本发明具有以下优点：

(1)套管的主绝缘采用环氧树脂胶浸纸绝缘结构；

(2)套管采用全新的头部密封及载流结构;套管头部采用多道密封结构；连接套筒与干式电容芯子之间采用轴向卡装式多重密封结构,可以有效防止SF₆气体泄漏到变压器内部；

(3)在双导管结构之间分别设计有绝缘性径向限位装置，可以有效防止导电管载流发热影响环氧树脂干式电容芯子绝缘性能；

(4)由于电流大,套管采用双导管结构，有利于套管内部散热；

(5)在套管的连接套筒上法兰安装有检测SF₆气体的压力表及自封阀结构；

(6)载流方式为双导管直接载流结构；

(7)为降低套管高压部位的电场，在套管头部和尾部设有均压罩和均压球。

本发明一种油-SF₆胶浸纸电容式变压器套管，填补了国内550kV及以上干式油-SF6套管研制的空白；减少国家对进口干式套管产品的依赖性；解决了特高压环氧浸渍式套管的密封和载流问题，满足了干式油气套管国产化的要求。

附图说明

图1是本发明一种胶浸纸电容式油—SF₆变压器套管的外形图；

图2是套管头部的头部连接头的局部示意图；

图3是连线板的剖视图；

图4是套管尾部的尾部连接头的局部示意图；

图5是套管中部的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的技术方案。

请参阅图1所示，本发明一种胶浸纸电容式油—SF₆变压器套管，包括内导管10，同轴设置于内导管10外侧的外金属管11，该外金属管11的外壁上设有环氧树脂胶浸纸绝缘结构12，内导管10的两端分别安装有头部连接头101和尾部连接头201。套管的中部安装有第一法兰32和第二法兰38。

请参阅图2及图3所示，头部连接头101包括接线板1、第一密封圈2、盖板3、均压罩4、压板5、第二密封圈6、定位螺母7、第三密封圈8和螺母9。头部连接头101外周安装有头部均压罩。

盖板3通过其外壁的外螺纹与内导管10内壁的外螺纹配合螺锁于内导管10的头部端口上，盖板3与内导管10的头部端口之间安装有第一密封圈2；内导管10的头部外周安装有接线板1，接线板1包括圆形的连接盘，和从圆形连接盘伸出的两个弧形部，该两个弧形部内壁设有与内导管10的头部外周的外螺纹相配合的内螺纹，两个弧形部之间有一定缝隙，两个弧形部的两个边缘各设有一各凸耳，凸耳上设有通孔。接线板1的弧形部螺锁于内导管10的头部外周，两对凸耳通过螺栓进一步的紧固，可有效的将接线板1固定于内导管10的头部。套管的头部载流是接线板1上的电流通过螺纹传输到内导管10上，接线板1与内导管10之间采用4个M10的螺钉拧紧将接线板1通过螺纹拧紧在内导管10上，靠螺钉产生的力使两个接触面压紧可靠保证螺纹接触可靠，用4个螺钉拧紧保证与接线板1螺纹接触可靠保证载流性能，内导管10将电流传输至变压器侧。

外金属管11的头部外周螺纹连接有环形螺母9，螺母9一端接触环氧树脂胶浸纸绝缘结构12，另一端接触定位螺母7，螺母9与定位螺母7通过螺钉固定连接，螺母9与外金属管11之间安装有第三密封圈8；定位螺母7的压板5与内导管10螺纹连接，压板5与内导管10之间设有第二密封圈6。定位 螺母7将内导管10和外金属管11隔开一定距离。

第一密封圈2的压缩量由密封槽的尺寸控制，然后由盖板3拧紧，密封内导管端口；第二密封圈6、第三密封圈8的压缩量由密封槽的尺寸控制，然后由螺钉拧紧，密封套管内部。以上三处密封圈密封均是防止开关侧SF₆气体向变压器油中泄漏同时防止变压器内部的变压器油向开关侧渗漏。

头部结构对于载流结构与密封结构分离处理是相当重要的，密封圈在工作压力范围内的变形是在25%~35%之间，所有的密封部位采取限位措施，避免了密封圈的过分压缩，保证密封性能可靠；在套管头部周围充有0.4MPa的SF₆气体，SF₆气体的密封技术要求较高，所有密封面的粗糙度均为3.2。

请参阅图4所示，尾部连接头201包括底座22、接线底座26和均压球27；接线底座26的主体部分上凸伸出两个弧形部，该两个弧形部的内壁设有内螺纹，其螺纹连接于内导管10的尾部外周；两个弧形部之间具有一定缝隙，两个弧形部的两侧边缘凸伸出一对凸耳24，两个弧形部对应的凸耳间通过螺栓固定，以将接线底座26牢牢的固定在内导管10的尾部。底座22为横截面呈L型的圆环，其一面夹持于内导管10与外金属管11之间，另一面扣于环氧树脂胶浸纸绝缘结构12的尾部。均压球27罩于套管尾部，均压球27通过螺栓23和底座22和环氧树脂胶浸纸绝缘结构12固定连接。

接线底座26与内导管10之间采用6个M10的螺钉拧紧将接线底座26通过螺纹紧固在内导管10上，螺钉产生的力可使两个接触面压紧保证螺纹接触可靠，保证接线底座26与内导管10之间的螺纹载流性能。内导管10通过螺纹接触将开关侧的电流传输至接线底座26，再通过接线底座26将电流传输至变压器。

接线底座26通过螺纹连接螺钉拧紧产生轴向力与内导管10保证良好的面接触传输电流，为更好的保证良好电接触，减少发热，两个接触面均镀银处理。考虑温度对套管电场的影响，在进行直流套管内绝缘设计时，应使套管易于散 热，本发明结构上采用双导管，内导管10为中心导管载流，外金属管11为与内导管10中间留有足够的油隙便于散热。

请参阅图5所示，本发明套管中部安装有第一法兰32和第二法兰38；第一法兰32和第二法兰38之间设有套设于环氧树脂胶浸纸绝缘结构12外周的连接套筒35。环氧树脂胶浸纸绝缘结构12安装第一法兰32和第二法兰38处，均设有一个坡度，可以将密封圈31、39分别安装于第一法兰32和第二法兰38内后，沿着该坡度将第一法兰32和第二法兰38推到连接套筒35的两侧，推动的才、过程中由于坡度的存在，环氧树脂胶浸纸绝缘结构12的直径逐渐增大，当第一法兰32和第二法兰38推到连接套筒35的两侧时，密封圈31、39受到第一法兰32、第二法兰38和环氧树脂胶浸纸绝缘结构12的挤压变形，从而起到密封的作用。连接套筒35通过螺钉33、36与第一法兰32、第二法兰38固定连接，连接套筒35与第一法兰32、第二法兰38的连接处分别设有密封圈34、37。

连接套筒35与干式电容芯子之间采用卡装结构，作为整个套管的轴向定位，电容芯子与连接套筒35之间设计有双重密封结构,可以有效防止SF₆气体泄漏到变压器内部；第一法兰32、第二法兰38与干式电容芯子之间采用两道O型密封圈进行轴向密封，第一法兰32与连接套筒35、第二法兰38与连接套筒35之间采用端面密封结构。

干式电容芯子与连接套筒35之间存在空气间隙，在连接套筒35上装有检测SF₆气体的压力表及自封阀结构可检测开关侧SF₆气体是否通过密封圈31泄漏，能够保证油—SF₆变压器套管安全可靠的运行。

连接套筒35上装有测量引线装置，用来测量套管的介损、局放及电容量，保证套管的电气性能可靠。

本发明套管的运行环境为一端处于开关侧的SF₆气体环境中，另一端处于变压器中。套管的主绝缘采用环氧树脂胶浸纸绝缘结构，整体结构采用双导管 结构；该产品具有电气绝缘性能优良，载流、密封结构可靠，材料性能稳定，其性能指标达到了相关标准的要求，填补了国际和国内空白。该1100kV/3150A胶浸纸电容式油—SF₆变压器套管的主要技术性能指标如下：

额定电压:1100kV；

额定电流:3150A；

系统标称电压：1000kV；

工频耐受电压:1200kV（5min）；

雷电全波冲击耐受电压:2400kV；

雷电截波冲击耐受电压:2760kV；

操作冲击耐受电压：1960kV；

在1.05最高运行相电压下：介质损耗因数tanδ≤0.007；

局部放电量，在1.5最高运行相电压下：≤10pC；

其余符合IEC137、GB/T4109、国网公司编制的《1000kV交流系统用油-SF6套管技术条件》。

Claims (9)

1.一种胶浸纸电容式油—SF₆变压器套管，其特征在于，包括内导管(10)，同轴设置于内导管(10)外侧的外金属管(11)，内导管(10)的两端分别安装有头部连接头(101)和尾部连接头(201)；头部连接头(101)包括接线板(1)、盖板(3)、定位螺母(7)和螺母(9)；盖板(3)通过其外壁的外螺纹与内导管(10)内壁的外螺纹配合螺锁于内导管(10)的头部端口上，盖板(3)与内导管(10)的头部端口之间安装有第一密封圈(2)；内导管(10)的头部外周安装有接线板(1)；外金属管(11)的头部外周螺纹连接有环形螺母(9)，螺母(9)与外金属管(11)之间安装有第三密封圈(8)；定位螺母(7)的压板(5)与内导管(10)螺纹连接，压板(5)与内导管(10)之间设有第二密封圈(6)；螺母(9)与定位螺母(7)通过螺钉固定连接。

2.根据权利要求1所述的胶浸纸电容式油—SF₆变压器套管，其特征在于，接线板(1)包括连接盘和从连接盘伸出的两个弧形部，该两个弧形部内壁设有与内导管(10)的头部外周的外螺纹相配合的内螺纹，两个弧形部之间具有缝隙，两个弧形部的两个边缘各设有一个凸耳，凸耳上设有通孔；接线板(1)的弧形部螺锁于内导管(10)的头部外周，两对凸耳通过螺栓紧固。

3.根据权利要求1所述的胶浸纸电容式油—SF₆变压器套管，其特征在于，头部连接头(101)外周安装有头部均压罩。

4.根据权利要求1所述的胶浸纸电容式油—SF₆变压器套管，其特征在于，外金属管(11)的外壁上设有环氧树脂胶浸纸绝缘结构(12)。

5.根据权利要求4所述的胶浸纸电容式油—SF₆变压器套管，其特征在于，尾部连接头(201)包括底座(22)、接线底座(26)和均压球(27)；接线底座(26)的主体部分上凸伸出两个弧形部，该两个弧形部的内壁设有内螺纹，其螺纹连接于内导管(10)的尾部外周；两个弧形部之间具有缝隙，两个弧形部的两侧边缘凸伸出一对凸耳(24)，两个弧形部对应的凸耳间通过螺栓固定；底座(22)为横截面呈L型的圆环，其一面夹持于内导管(10)与外金属管(11)之间，另一面扣于环氧树脂胶浸纸绝缘结构(12)的尾部；均压球(27)罩于套管尾部，均压球(27)通过螺栓(23)和底座(22)、环氧树脂胶浸纸绝缘结构(12)固定连接。

6.根据权利要求4所述的胶浸纸电容式油—SF₆变压器套管，其特征在于，所述胶浸纸电容式油—SF₆变压器套管的中部安装有第一法兰(32)和第二法兰(38)；第一法兰(32)和第二法兰(38)之间设有套设于环氧树脂胶浸纸绝缘结构(12)外周的连接套筒(35)。

7.根据权利要求6所述的胶浸纸电容式油—SF₆变压器套管，其特征在于，第一法兰(32)和第二法兰(38)与环氧树脂胶浸纸绝缘结构(12)之间均设有密封圈；连接套筒(35)通过螺钉与第一法兰(32)、第二法兰(38)固定连接，连接套筒(35)与第一法兰(32)、第二法兰(38)的连接处分别设有密封圈。

8.根据权利要求6所述的胶浸纸电容式油—SF₆变压器套管，其特征在于，第一法兰(32)、第二法兰(38)安装处均设有斜坡，所述斜坡靠近连接套筒(35)处的环氧树脂胶浸纸绝缘结构(12)的直径大于远离连接套筒(35)处的环氧树脂胶浸纸绝缘结构(12)的直径。

9.根据权利要求7所述的胶浸纸电容式油—SF₆变压器套管，其特征在于，连接套筒(35)上装有检测SF₆气体的压力表及自封阀。