CN104795189A - 一种超高压气体绝缘复合套管 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超高压气体绝缘复合套管，包括上屏蔽罩(1)、出线排(2)、密封盖板(3)、导体(4)、套管(5)、电场控制模块、底板(9)和下屏蔽罩(10)。本发明通过电场控制模块使套管内部场强分布更合理，使套管外表场强降低约25％，产品结构可靠稳定，安装方便。

Description

一种超高压气体绝缘复合套管

技术领域

本发明涉及一种电力设备，特别是一种组合式超高压气体绝缘复合套管。

背景技术

绝缘套管是用于穿过导电导体的一种绝缘子，作为一种重要的绝缘部件，主要搭建与变压器，电抗器，断路器等电力设备及墙体中，承担对地绝缘，支撑及载流功能，应用十分广泛。

目前550kV气体绝缘复合套管控制电场的方法主要有两种，采用单层应力锥(屏蔽)控制电场和双层应力锥(屏蔽)控制电场方法。

双层屏蔽结构上缺陷是两层屏蔽之间的连接固定方式会对屏蔽外形提出要求，并影响屏蔽的效果；屏蔽之间的绝缘支撑件结构形状及强度要求高，需要严格的论证及实验。双层屏蔽结构在运输，安装过程中经常发生屏蔽损坏现象，且经济成本高。

单层屏蔽结构在雾霾，粉尘，大雨等恶劣气候下极易产生局部放电，甚至发生外闪。

本发明解决了现行的550kV气体绝缘复合套管存在的问题，获得了很好的经济技术指标。

发明内容

本发明解决了550kV超高压气体绝缘复合套管单层屏蔽和双层屏蔽结构上的缺陷和电场控制与产品结构和成本之间的矛盾，提供了一种550kV气体绝缘复合套管的结构解决方案。

其技术方案如下：

一种超高压气体绝缘复合套管，包括上屏蔽罩、出线排、密封盖板、导体、套管、电场控制模块、底板和下屏蔽罩，其中，电场控制模块包括：应力锥，绝缘环和电容环；所述电容环与应力锥通过绝缘环连接；套管、应力锥、下屏蔽罩均安装在底板上；上屏蔽罩、导体均与密封盖板连接，密封盖板安装在套管顶部；电场控制模块套在导体上，安装在套管内部；所述电场控制模块用于控制套管内、外电场分布。

进一步，所述应力锥，绝缘环和电容环组成的电场控制模块通过改变结构形状，控制复合套管外表面的电场及场强分布。

进一步，电场控制模块以同轴的结构安装在套管内部。

进一步，所述导体与电容环应力锥之间的关系满足下列公式：

①C1/C2＝U1/U2  ②U1+U2＝U

C1为导体与电容环之间电容，C2为电容环与应力锥之间电容，U1为导体与电容环之间电位差，U2为电容环与应力锥之间电位差，U为导体对地电压。

本发明的有益效果如下：

1、电场分布更合理，使套管外表场强降低约25％。

2、产品结构可靠稳定，安装方便。

附图说明

图1为本发明的结构图；

图2为本发明的电场控制模块的结构图。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图进行详细描述。

本发明套管内部采用高压SF6气体绝缘，套管外部采用空气绝缘。如图1所示，本发明的超高压气体绝缘复合套管，包括上屏蔽罩1、出线排2、密封盖板3、导体4、套管5、电场控制模块、底板9和下屏蔽罩10。

电场控制模块包括：应力锥8，绝缘环7和电容环6。

电容环6与应力锥8通过绝缘环7连接；套管5、应力锥8、下屏蔽罩10均安装在底板9上；上屏蔽罩1、出线排2、导体4均与密封盖板3连接，密封盖板安装在套管5顶部；电场控制模块套在导体4上，安装在套管5内部。

电场控制模块用于控制套管5内、外电场分布。

屏蔽罩用于屏蔽外露电极。

通过调整绝缘环7的外形，在导体4、电容环6和应力锥8之间形成不同的电容，并在电容环5上分得不同比例的电压。所述导体4、电容环6与应力锥8之间的关系满足下列公式：

①C1/C2＝U1/U2  ②U1+U2＝U

C1为导体4与电容环6之间电容，C2为电容环6与应力锥8之间电容，U1为导体4与电容环6之间电位差，U2为电容环6与应力锥8之间电位差，U为导体对地电压。

绝缘环7将电容环6和应力锥8隔开绝缘，使导体4电容环6和应力锥8三者之间形成空间电容。电容器的电容C和极板的面积S成正比，和极板之间距离d成反比，与极板间的绝缘材料的介电常数ε有关，即：在产品设计阶段，通过改变绝缘环7的形状，可以改变导体4电容环6和应力锥8三者之间形成空间电容器的电容值，从而确定场强分布。

电容环将应力锥顶部较低电位抬高，使外电场分布趋于较均匀，增强复合套管外绝缘能力。通过优化应力锥8、电容环6和绝缘环7组合，改善套管电场分布，降低套管内、外最大场强，提升550kV气体绝缘复合套管的电气性能。电容环分压约84kV，使套管外表面切向场强由0.5kV/mm降至0.39kV/mm，降低约25％。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种超高压气体绝缘复合套管，其特征在于，包括上屏蔽罩(1)、出线排(2)、密封盖板(3)、导体(4)、套管(5)、电场控制模块、底板(9)和下屏蔽罩(10)，其中，

电场控制模块包括：应力锥(8)，绝缘环(7)和电容环(6)；

所述电容环(6)与应力锥(8)通过绝缘环(7)连接；套管(5)、应力锥(8)、下屏蔽罩(10)均安装在底板(9)上；上屏蔽罩(1)、导体(4)均与密封盖板(3)连接，密封盖板安装在套管(5)顶部；电场控制模块套在导体(4)上，安装在套管(5)内部；

所述电场控制模块用于控制套管(5)内、外电场分布。

2.根据权利要求1所述的复合套管，其特征在于，所述应力锥(8)，绝缘环(7)和电容环(6)组成的电场控制模块通过改变结构形状，控制复合套管(5)外表面的电场及场强分布。

3.根据权利要求1所述的复合套管，其特征在于，电场控制模块以同轴的结构安装在套管(5)内部。

4.根据权利要求1所述的复合套管，其特征在于，所述导体(4)与电容环(6)应力锥(8)之间的关系满足下列公式：

①C1/C2＝U1/U2②U1+U2＝U

C1为导体(4)与电容环(6)之间电容，C2为电容环(6)与应力锥(8)之间电容，U1为导体(4)与电容环(6)之间电位差，U2为电容环(6)与应力锥(8)之间电位差，U为导体对地电压。