CN104808023A - 一种套管绝缘性能检测用的无局放连接组件 - Google Patents

Abstract

一种套管绝缘性能检测用的无局放连接组件，包括屏蔽件、长度相等的2个上拉单元和高压发生器；上拉单元的上端固定在所述检测场地的顶端，2个上拉单元的下端分别安装在直流穿墙套管的两端，直流穿墙套管的其中一端与高压发生器连接，上拉单元包括从上到下依次连接的过渡连接环、绝缘子串和高电位均压环。和现有技术相比，本发明的连接组件通过简单的结构实现对检测用直流穿墙套管的可靠和稳定的连接，并使检测过程不受环境干扰的影响，大大降低了检测装置布置的难度，可以同时满足直流穿墙套管工频交流、正负极性直流、正负极性雷电冲击和正负极性操作冲击检测的需要，且布置简单、灵活，提高了直流穿墙套管绝缘检测的效率。

Description

一种套管绝缘性能检测用的无局放连接组件

技术领域

本发明涉及高电压绝缘性能检测用设备，具体讲涉及一种套管绝缘性能检测用的无局放连接组件。

背景技术

国标GB/T 4109-2008《交流电压高于1000V的绝缘套管》、GB/T 22674-2008《直流系统用套管》、GB/T 26166-2010《±800kV直流系统用穿墙套管》和IEC标准IEC60137:2003《Insulated bushings for alternating voltages above 1000V》规定，对直流输电工程换流站中连接阀厅与直流户外场设备穿墙套管绝缘性能的检测项目包括：工频耐受电压的检测、局部放电的测量、直流耐受电压的检测；局部放电的测量、直流极性反转的检测，雷电冲击干耐受电压的检测、操作冲击干耐受电压的检测、电磁兼容(EMC)辐射的检测。在检测上述项目时，除需检测直流穿墙套管的承受交流(工频)、直流和冲击电压外，也需检测用于绝缘支撑系统所承受的相应的电压；在检测工频和直流局部放电时，要求检测用绝缘支撑系统不产生影响测量的局部放电背景的噪声；此外检测过程中绝缘支撑系统要能长时间承受直流穿墙套管的自身重量。

目前国内外直流穿墙套管的检测和套管制造厂家，在检测交流(工频)、直流和冲击类型的绝缘性能时，一般用垂直安装于地面的支撑架来垂直布置支撑结构系统，以从套管的法兰部位支撑套管，使之保持水平布局。但由于金属架基座结构复杂且必须与地面有稳固连接，而综合性检测场一般不配有支撑系统的金属架基座，而所设置的金属架基座一般往往不能根据检测电源的方位来进行灵活调节的缺陷，使得该类型的支撑结构在使用时难于调节、稳固性不足。

随着直流穿墙套管越来越广泛的应用，对直流穿墙套管进行绝缘检测的要求也越来越高，因此，需要提供一种能够对直流穿墙套管的性能进行准确、高效、可靠检测的装置。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种套管绝缘性能检测用的无局放连接组件，该连接组件实现了对检测用直流穿墙套管的可靠和稳定的连接，并使检测过程不受环境干扰的影响，大大降低了检测装置布置的难度，可以同时满足直流穿墙套管工频交流、正负极性直流、正负极性雷电冲击和正负极性操作冲击检测的需要，且布置简单、灵活，提高了直流穿墙套管绝缘检测的效率。

一种套管绝缘性能检测用的无局放连接组件，所述连接组件安装在检测场地内，所述检测场地的顶端和地面均为地电位区域，

所述连接组件包括屏蔽件、长度相等的2个上拉单元和高压发生器；

所述屏蔽件安装在直流穿墙套管的轴中心处的管壁上，且所述屏蔽件用接地引线与检测场地的地面连接；

所述上拉单元的上端固定在所述检测场地的顶端，2个所述上拉单元的下端分别安装在所述直流穿墙套管的两端；

所述高压发生器与所述直流穿墙套管的其中一端连接。

优选的，所述上拉单元包括从上到下依次连接的过渡连接环、绝缘子串和高电位均压环；

所述过渡连接环与所述检测场地的顶端连接；

2个所述高电位均压环分别安装在所述直流穿墙套管的两端。

优选的，所述过渡连接环的上端与设置在所述检测场地顶端的吊钩连接，所述过渡连接环的下端与所述绝缘子串连接。

优选的，所述绝缘子串包括1个绝缘子单元，所述绝缘子单元包括1个绝缘子均压环和连接在绝缘子均压环下端的1个绝缘子。

优选的，所述绝缘子串包括依次串接的多个绝缘子单元，每个所述绝缘子单元均包括1个绝缘子均压环和连接在绝缘子均压环下端的1个绝缘子；

位于所述绝缘子串最上端的所述绝缘子均压环与所述过渡连接环连接，位于所述绝缘子串最下端的所述绝缘子与所述高电位均压环的顶部连接。

优选的，所述高电位均压环的两侧均设有连接孔，所述连接孔用于连接所述特高压穿墙套管或高压连接引线。

优选的，所述特高压穿墙套管的其中一端依次连接有1个所述高电位均压环、所述高压连接引线和所述高压发生器。

优选的，所述高电位均压环、过渡连接环和绝缘子均压环均为双环结构，过渡连接环和绝缘子均压环中的环与所述绝缘子同轴设置，所述高电位均压环中的环与所述绝缘子轴向垂直设置。

优选的，所述高压发生器包括交流高压电源、直流高压电源和冲击高压电源。

优选的，所述绝缘子为硅橡胶复合绝缘子。

从上述的技术方案可以看出，本发明提供了一种套管绝缘性能检测用的无局放连接组件，包括屏蔽件、长度相等的2个上拉单元和高压发生器；上拉单元的上端固定在所述检测场地的顶端，2个上拉单元的下端分别安装在直流穿墙套管的两端，直流穿墙套管的其中一端与高压发生器连接，上拉单元包括从上到下依次连接的过渡连接环、绝缘子串和高电位均压环。实现了对检测用直流穿墙套管的可靠和稳定的连接，并使检测过程不受环境干扰的影响，大大降低了检测装置布置的难度，可以同时满足直流穿墙套管工频交流、正负极性直流、正负极性雷电冲击和正负极性操作冲击检测的需要，且布置简单、灵活，提高了直流穿墙套管绝缘检测的效率。

与最接近的现有技术比，本发明提供的技术方案具有以下优异效果：

1、本发明所提供的技术方案中，连接组件包括长度相等的2个上拉单元；直流穿墙套管的两端均通过上拉单元与检测场地的顶端连接,直流穿墙套管的一端与高压发生器连接，用简单的结构实现了直流穿墙套管连接可靠和稳定，可以应用于±800kV和±1100kV直流输电工程换流站阀厅级母线穿墙套管的交流工频耐受电压检测并局部放电测量、直流耐受电压检测并局部放电测量、直流极性反转检测并局部放电测量、雷电冲击干耐受电压检测、操作冲击干耐受电压检测和电磁兼容(EMC)辐射检测；改变绝缘子数量并与相应均压环配合使用可以在工频500kV～1200kV、直流±600kV～1680kV电压下使直流穿墙套管的高压连接引线和绝缘拉力结构的局部放电量<2pC；可以承受240kV的垂直拉力，绝缘检测时不需要其它支撑结构；大大降低了检测装置布置的难度，并使检测过程不受环境干扰的影响，可以应用于任何满足上下为地电位区域的环境中，且布置简单、灵活，提高了直流穿墙套管绝缘检测的效率。

2、本发明所提供的技术方案，通过对上拉单元包括从上到下依次连接的过渡连接环、绝缘子串和高电位均压环的设置，能满足在各类检测电压下使绝缘子表面不产生影响测量的背景放电噪声，并能承受不低于140kN的垂直机械拉伸负荷，同时使检测过程不受环境干扰的影响，可以应用于任何满足上下为地电位区域的环境中，提高了直流穿墙套管的安装的可靠性。

3、本发明所提供的技术方案，通过绝缘子串可以为1个或者多个绝缘子单元的设置，根据规定的检测电压分别采用单级、双级、三级和四级绝缘子及绝缘均压环串接的结构进行使用，使得使用此安装组件的直流穿墙套管可以应用于±400、±500kV、±800kV和±1000kV级特高压直流换流站用直流穿墙套管的各类绝缘检测，保证了检测的完整性和高效性。

4、本发明所提供的技术方案，通过高压发生器包括交流高压电源、直流高压电源和冲击高压电源的设置，可以同时满足直流穿墙套管工频交流、正负极性直流、正负极性雷电冲击和正负极性操作冲击检测的需要，提高了直流穿墙套管绝缘检测的效率。

5、本发明所提供的技术方案，硅橡胶复合绝缘子的使用，能在规定的工频交流电压、正负极性直流电压、正负极性雷电冲击电压、正负极性操作冲击电压不发生爬电和闪络放电；保证了检测的安全性和高效性。

6、本发明提供的技术方案，应用广泛，具有显著的社会效益和经济效益。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简要地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的无局放连接组件用于直流穿墙套管绝缘检测的连接示意图。

图2是本发明的连接组件的上拉单元的结构示意图。

其中，1-直流穿墙套管、2-接地引线、3-检测场地的地面、4-屏蔽件、5-检测场地的顶端、6-上拉单元、7-高压发生器、8-过渡连接环、9-绝缘子串、10-高电位均压环、501-吊钩、901-绝缘子均压环、902-绝缘子、11-连接孔、12-高压连接引线、13-地电位区域。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，以由3个绝缘子单元组成的绝缘子串的用于±800kV特高压直流穿墙套管绝缘检测的无局放连接装置为例，本发明的一种套管绝缘性能检测用的无局放连接组件，所述连接组件安装在检测场地内，所述检测场地的顶端5和检测场地的地面3均为地电位区域，

所述连接组件包括屏蔽件、2个长度相等的上拉单元6和高压发生器；

所述屏蔽件4安装在直流穿墙套管1的轴中心处的管壁上，且屏蔽件4用接地引线与检测场地的地面3连接；

上拉单元6的上端固定在检测场地的顶端5，2个上拉单元6的下端分别安装在直流穿墙套管1的两端；

高压发生器7与直流穿墙套管1的其中一端连接。

其中，直流穿墙套管1用接地引线2连接检测场地的地面3，检测场地可以为检测大厅，直流穿墙套管1的轴中心处的管壁上设有屏蔽件4，屏蔽件4可以为屏蔽网或屏蔽版，检测场地的顶端5和地面3均为地电位区域13，高压发生器7包括交流高压电源、直流高压电源和冲击高压电源。

如图2所示，以由4个绝缘子单元组成的上拉单元为例，上拉单元6包括从上到下依次连接的过渡连接环8、绝缘子串9和高电位均压环10；过渡连接环8与检测场地的顶端5连接；2个高电位均压环10分别安装在直流穿墙套管1的两端。

其中，过渡连接环8位于上拉单元6的最上端，过渡连接环8为一高机械强度的连接金具。其一端中间为扁长形环形孔，用于与检测场地的顶端5的接地连接点的吊钩501通过导电钢丝绳索连接；其另一端为带孔连接插头的形式，能与绝缘子均压环901的顶部的连接孔可靠连接。过渡连接环8的上端与设置在检测场地顶端的吊钩501连接，过渡连接环8的下端与绝缘子串9连接，将地电位引入至第一级的绝缘子902的绝缘子均压环901上，本发明的安装组件中的过渡连接环8考虑安全裕度，要求过渡连接环8的机械抗拉伸强度不低于本发明整体垂直抗拉伸强度120kN的1.16倍，约140kN。

绝缘子串9包括1个或多个绝缘子单元，绝缘子单元包括1个绝缘子均压环901和连接在绝缘子均压环901下端的1个绝缘子902；1个绝缘子单元本发明的基本结构单元，且单级的绝缘子单元能承受不低于140kN的机械拉伸负荷。

为确定±400、±500kV、±800kV和±1000kV级特高压直流换流站用直流穿墙套管1进行绝缘检测时，单级的绝缘子902及绝缘子均压环901使用的级数，也就是说绝缘子单元串联的个数，其结构尺寸满足耐受的工频交流电压、正负极性直流电压、正负进行雷电冲击电压、正负极性操作冲击电压满足检测的要求。例如同时耐受工频交流500kV、直流±600kV、雷电冲击全波±1200kV、操作冲击±1000kV时，且工频交流和正负直流电压下时零局放时，采用四级串接的形式可以满足±1000kV级特高压直流穿墙套管1的所有绝缘检测需要。

绝缘子均压环901的环顶部带有过渡连接孔，底部为带孔连接头，均压环表面整体做抛光处理。

绝缘子902为硅橡胶复合绝缘子，其上部为过渡连接孔的结构形式，下部为带孔连接插头的形式，能在规定的工频交流电压、正负极性直流电压、正负极性雷电冲击电压、正负极性操作冲击电压不发生爬电和闪络放电，

位于绝缘子串9最上端的绝缘子均压环901与过渡连接环8连接，位于绝缘子串9最下端的绝缘子902与高电位均压环10的顶部连接。

高电位均压环10的两侧均设有连接孔11，连接孔11用于连接特高压穿墙套管1或高压连接引线12。高电位均压环10表面整体做抛光处理，高电位均压环10自身处于最高电位，其结构尺寸满足自身及上端的绝缘子902的表面在规定的在工频交流1200kV和直流±1680kV的检测电压下不产生影响测量的局部放电背景噪声的要求，同时能承受140kN的垂直机械拉伸负荷。

特高压穿墙套管1的其中一端依次连接有1个高电位均压环10、高压连接引线12和高压发生器7。高压连接引线12采用高强度铝合金制成的空心圆管，两端封闭并安装有带孔连接插头，表面整体做抛光处理，尺寸满足在工频交流1200kV和直流±1680kV电压下均不出现影响局部放电测量的背景噪声

高电位均压环10、过渡连接环8和绝缘子均压环901均为双环结构，过渡连接环8和绝缘子均压环901中的环与绝缘子902同轴设置，高电位均压环10中的环与绝缘子902轴向垂直设置。

本发明工作原理为：

a)串接分压原理

本发明应用于±400、±500kV、±800kV和±1000kV级特高压直流换流站用直流穿墙套管1的各类绝缘检测时，可以根据规定的检测电压分别采用单级、双级、三级和四级的绝缘子单元串接的结构进行使用。

对于多级的绝缘子902及绝缘均压环901串接的方式，由于每一级的绝缘子902及均压环901为一个等效电容，类似于多个电容器串联分压的原理，每一级上分布的电压均在单级的绝缘子902的承受范围内，多级串接时整体能够承受较高的检测电压。

b)零测量干扰量原理

本发明应用于±400、±500kV、±800kV和±1000kV级特高压直流换流站用直流穿墙套管1的各类绝缘检测时，通过以下原理实现自身零测量干扰量。

i.绝缘子均压环901和高电位均压环10均采用双环结构，使在规定的工频交流和正负极性直流电压下各个均压环自身以及各级交直流绝缘子表面不产生影响局部放电测量的背景局部放电噪声。

ii.单级的绝缘子901及绝缘子均压环902结构和尺寸时涉及时同时满足一定大小工频交流电压和正负极性直流电压电压下同时不出现影响局部放电测量的背景噪声。

iii.高电位连接引线的尺寸选择在工频交流1200kV和直流±1680kV电压下均不出现影响局部放电测量的背景噪声。

c)垂直抗机械拉伸能力原理

本发明进行最大尺寸和重量的±1000kV级特高压直流穿墙套管1的各类绝缘检测时，要求承受最大的垂直机械负荷。采用两串上拉单元6共同承受检测用±1000kV级特高压直流穿墙套管1的和绝缘检测屏蔽网的重量时，考虑到安全和可靠性，选择本发明多级串接承受垂直负荷的4倍，约120kN。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种套管绝缘性能检测用的无局放连接组件，所述连接组件安装在检测场地内，所述检测场地的顶端和地面均为地电位区域，其特征在于，

所述连接组件包括屏蔽件、长度相等的2个上拉单元和高压发生器；

所述屏蔽件安装在直流穿墙套管的轴中心处的管壁上，且所述屏蔽件用接地引线与检测场地的地面连接；

所述上拉单元的上端固定在所述检测场地的顶端，2个所述上拉单元的下端分别安装在所述直流穿墙套管的两端；

所述高压发生器与所述直流穿墙套管的其中一端连接。

2.如权利要求1所述的连接组件,其特征在于，所述上拉单元包括从上到下依次连接的过渡连接环、绝缘子串和高电位均压环；

所述过渡连接环与所述检测场地的顶端连接；

2个所述高电位均压环分别安装在所述直流穿墙套管的两端。

3.如权利要求2所述的连接组件,其特征在于，所述过渡连接环的上端与设置在所述检测场地顶端的吊钩连接，所述过渡连接环的下端与所述绝缘子串连接。

4.如权利要求2或3所述的连接组件,其特征在于，所述绝缘子串包括1个绝缘子单元，所述绝缘子单元包括1个绝缘子均压环和连接在绝缘子均压环下端的1个绝缘子。

5.如权利要求2或3所述的连接组件,其特征在于，所述绝缘子串包括依次串接的多个绝缘子单元，每个所述绝缘子单元均包括1个绝缘子均压环和连接在绝缘子均压环下端的1个绝缘子；

位于所述绝缘子串最上端的所述绝缘子均压环与所述过渡连接环连接，位于所述绝缘子串最下端的所述绝缘子与所述高电位均压环的顶部连接。

6.如权利要求2至5任一项所述的连接组件,其特征在于，所述高电位均压环的两侧均设有连接孔，所述连接孔用于连接所述特高压穿墙套管或高压连接引线。

7.如权利要求6所述的连接组件,其特征在于，所述特高压穿墙套管的其中一端依次连接有1个所述高电位均压环、所述高压连接引线和所述高压发生器。

8.如权利要求3至7任一项所述的连接组件,其特征在于，所述高电位均压环、过渡连接环和绝缘子均压环均为双环结构，过渡连接环和绝缘子均压环中的环与所述绝缘子同轴设置，所述高电位均压环中的环与所述绝缘子轴向垂直设置。

9.如权利要求1至8任一项所述的连接组件,其特征在于，所述高压发生器包括交流高压电源、直流高压电源和冲击高压电源。

10.如权利要求4至5所述的连接组件,其特征在于，所述绝缘子为硅橡胶复合绝缘子。