CN106205901A - 一种新型结构特高压或超高压直流绝缘子 - Google Patents

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    • H01B17/36Insulators having evacuated or gas-filled spaces

Abstract

本发明公开了一种新型结构特高压或超高压直流绝缘子,包括绝缘筒、设置在绝缘筒上端的上法兰和设置在绝缘筒下端的下法兰,在绝缘筒内侧由上而下设有一组电阻单元;单个电阻单元包括玻璃钢圆筒,在玻璃钢圆筒的两端分别设有法兰上端和法兰下端,在玻璃钢圆筒上绕制有漆包电阻丝,且漆包电阻丝多层平铺绕制成平行四边形或梯形的线包;相邻电阻单元层间设有绝缘薄膜;在绝缘筒与玻璃钢圆筒之间填充有绝缘气体。本发明使绝缘子表面电压分布均匀,可以有效的释放电荷,避免了有害的放电及有害的离子迁移,提高了产品的电气性能和使用寿命。

Description

一种新型结构特高压或超高压直流绝缘子
技术领域
[0001] 本发明专利涉及一种直流绝缘子,具体的说是一种新型结构特高压或超高压直流 绝缘子。
背景技术
[0002] 现在的直流超高压及特高压空心绝缘筒,当内部穿越载流导体时,例如:变压器套 管(图1)、GIS用出线套管(图2)、穿墙套管,除了沿轴向的表面场强外(Ea),还有更大的径向 场强(Er),使得中间接地部位的场强很大,极易发生闪络。
发明内容
[0003] 本发明的目的是提供一种新型结构特高压或超高压直流绝缘子,该直流绝缘子使 得空心绝缘筒沿着表面的场强均匀分布,避免了有害的放电及有害的离子迀移,提高了产 品的可靠性及使用寿命。
[0004] 本发明专利的目的是通过以下技术方案来实现的:
[0005] -种新型结构特高压或超高压直流绝缘子,包括绝缘筒、设置在绝缘筒上端的上 法兰和设置在绝缘筒下端的下法兰,其特征在于:在绝缘筒内侧由上而下设有一组电阻单 元;单个电阻单元包括玻璃钢圆筒,在玻璃钢圆筒的两端分别设有法兰上端和法兰下端,在 玻璃钢圆筒上绕制有漆包电阻丝,且漆包电阻丝多层平铺绕制成平行四边形或梯形的线 包;相邻电阻单元层间设有绝缘薄膜;在绝缘筒与玻璃钢圆筒之间填充有绝缘气体。
[0006] 进一步,绝缘筒的内径与玻璃钢圆筒的外径相适配,且漆包电阻丝位于绝缘筒的 内径与玻璃钢圆筒的外径之间。所述绝缘筒是复合绝缘空心绝缘筒或空心瓷套。
[0007] 漆包电阻丝是康铜、镍铬丝,起头电阻丝和法兰上端短接,然后用绕制电压互感器 的方法平铺绕制,末端电阻丝和法兰下端短接。绝缘薄膜是点胶薄膜。绝缘气体是SF 6气体。
[0008] 本发明将每个电阻单元一次装入空心复合筒的内侧,形成一个电阻符合设计要求 的电阻线包。每个电阻单元都是浸在SF6气体中的,所以所有的间隙都充填了SF 6绝缘气体。 绕包的端绝缘也正是用SF6气体绝缘,所以整个线包都有可靠的电气性能。
[0009]由此形成一个贯通的沿着绝缘筒内侧电阻均匀分布的电阻分压器。在直流电压 下,内表面的直流电压也就分布均匀。由于流过电阻分压器的电流Ir值明显大于外表面的 泄露电流1〇,因此也钳制了外表面的电压分布。
[0010]与传统直流绝缘子相比,本发明结构绝缘子沿着绝缘筒内表面布置螺旋状的电阻 丝,内表面的电压完全由电阻分配,通过内表面的电压钳制外表面的电压;为了满足电阻大 小,将电阻分成若干个电阻单元组成。由于有了这个电流通道,可以使绝缘子表面电压分布 均匀,当高压端有静电电荷集聚时,可以有效的释放电荷,避免了有害的放电及有害的离子 迀移,提高了产品的可靠性及使用寿命。
[0011]本发明可以用来制造直流套管,包括变压器套管、GIS出线套管、GIL管道母线套 管、穿墙套管;也可以用来作为隔离开关的支柱等。这种套管既可以是复合的空心绝缘筒, 也可以用直筒形的电瓷瓷套。
附图说明
[0012]图1是现有技术中变压器套管的轴向场强和径向场强示意图。
[0013] 图2是现有技术中GIS用出线套管的轴向场强和径向场强示意图。
[0014] 图3是本发明的结构及轴向场强示意图。
[0015] 图4-1是本发明电阻单元中漆包电阻丝为平行四边形结构的示意图。
[0016] 图4-2是本发明电阻单元中漆包电阻丝为梯形结构的示意图。
具体实施方式
[0017] -种新型结构特高压或超高压直流绝缘子,包括绝缘筒2、设置在绝缘筒上端的上 法兰1和设置在绝缘筒下端的下法兰4,在绝缘筒内侧由上而下设有一组电阻单元3。单个电 阻单元包括玻璃钢圆筒31,在玻璃钢圆筒的两端分别设有法兰上端32和法兰下端33,在玻 璃钢圆筒上绕制有漆包电阻丝5,且漆包电阻丝多层平铺绕制成平行四边形或梯形的线包; 相邻电阻单元层间设有绝缘薄膜6;在绝缘筒与玻璃钢圆筒之间填充有绝缘气体7。绝缘筒 的内径与玻璃钢圆筒的外径相适配,且漆包电阻丝位于绝缘筒的内径与玻璃钢圆筒的外径 之间。绝缘筒是复合绝缘空心绝缘筒或空心瓷套。
[0018] 本发明在空心绝缘筒的内表面布置螺旋状的电阻丝,内表面的电压完全由电阻分 配,通过内表面的电压钳制外表面的电压。为了实现这个发明,要克服以下几个难题。
[0019] 1、流经电阻的电流Ir(图3)必须明显大于流经外表面的泄露电流,这样才能钳制 外表面的电压分布。而这个电流也不能过大,由此电流产生的损耗所引起的温升要合适。例 如:对于±1100kV的直流套管,设总的损耗P为5kW左右,这样套管的温升不会超过20K,此时 的电流
[0020] 由
Figure CN106205901AD00041
[0023] 可得
[0024] 电阻 R = 242MQ
[0025] 电流 1 = 4.6mA
[0026] -般来说,1100kV的直流空心复合筒的高度为12m左右,内径大概为lm左右,即使 用很细的电阻丝,直径Φ 〇.12mm-Φ 0.2mm电阻丝每米的电阻值也仅为30 Ω左右。
[0027] 则如果沿内侧均匀密布,其最大电阻为
Figure CN106205901AD00042
[0029] 其中:12000mm为空心复合筒总高 [0030] 1000mm为复合绝缘筒间的法兰总高
[0031] 30 Ω为每米电阻丝是电阻值
[0032] lm为复合空心筒的直径
[0033] 0.2mm为电阻丝的直径
[0034] 1.05 为系数
[0035] 显然,任何平绕的方式是远远达不到阻值的要求的。因此;与本发明配套的技术是 一种电阻的绕制方法,将12m长的内侧电阻分成若干单元,例每单元长30cm,则每单元分担 电压为:
Figure CN106205901AD00051
[0037]每单元由一个玻璃钢圆筒和相应的屏蔽电极组成,用漆包电阻丝(康铜、镍铬丝等 电阻丝),起头电阻丝51和法兰上端32短接,然后用绕制电压互感器的方法平铺绕制线包, 层间采用GIS用电压互感器用的点胶薄膜,末端电阻丝52和法兰下端33短接。
[0038]由于法兰上、下两端有27.5kV的电位差,所以最上层和最下层电阻丝留有15mm左 右的绝缘距离,呈现均匀的平行四边形或梯形布置。
[0039] 将每个电阻单元一次装入空心复合筒的内侧,形成一个电阻符合设计要求的电阻 线包。每个电阻单元都是浸在SF6气体中的,所以所有的间隙都充填了SF 6绝缘气体。绕包的 端绝缘也正是用SF6气体绝缘,所以整个线包都有可靠的电气性能。
[0040] 由此形成一个贯通的沿着绝缘筒内侧电阻均匀分布的电阻分压器。在直流电压 下,内表面的直流电压也就分布均匀。由于流过电阻分压器的电流Ir值明显大于外表面的 泄露电流1〇,因此也钳制了外表面的电压分布。
[0041] 由于有了这个电流通道,当高压端有静电电荷集聚时,可以有效的释放电荷,避免 了有害的放电及有害的离子迀移,提高了产品的可靠性及使用寿命。
[0042] 利用本发明,可以用来制造直流套管,包括变压器套管、GIS出线套管、GIL管道母 线套管、穿墙套管;也可以用来作为隔离开关的支柱等。这种套管既可以是复合的空心绝缘 筒,也可以用直筒形的电瓷瓷套。
[0043]如果在最后的一个单元做一个抽头,可以直接作为电阻分压器,作为直流电压互 感器使用。分压器低压侧电阻R2可以按照变化的要求设计,可获得任何需要的变比。

Claims (6)

1. 一种新型结构特高压或超高压直流绝缘子,包括绝缘筒(2)、设置在绝缘筒(2)上端 的上法兰(1)和设置在绝缘筒(2)下端的下法兰(4),其特征在于:在绝缘筒(2)内侧由上而 下设有一组电阻单元(3);单个电阻单元(3)包括玻璃钢圆筒(31),在玻璃钢圆筒(31)的两 端分别设有法兰上端(32)和法兰下端(33),在玻璃钢圆筒(31)上绕制有漆包电阻丝(5),且 漆包电阻丝(5)多层平铺绕制成平行四边形或梯形的线包;相邻电阻单元(3)层间设有绝缘 薄膜(6);在绝缘筒(2)与玻璃钢圆筒(31)之间填充有绝缘气体(7)。
2. 根据权利要求1所述的新型结构特高压或超高压直流绝缘子,其特征在于:绝缘筒 (2)的内径与玻璃钢圆筒(31)的外径相适配,且漆包电阻丝(5)位于绝缘筒(2)的内径与玻 璃钢圆筒(31)的外径之间。
3. 根据权利要求1所述的新型结构特高压或超高压直流绝缘子,其特征在于:所述绝缘 筒(2)是复合绝缘空心绝缘筒或空心瓷套。
4. 根据权利要求1所述的新型结构特高压或超高压直流绝缘子,其特征在于:漆包电阻 丝(5)是康铜、镍铬丝,起头电阻丝(51)和法兰上端(32)短接,然后用绕制电压互感器的方 法平铺绕制,末端电阻丝(52)和法兰下端(33)短接。
5. 根据权利要求1所述的新型结构特高压或超高压直流绝缘子,其特征在于:绝缘薄膜 (6) 是点胶薄膜。
6. 根据权利要求1所述的新型结构特高压或超高压直流绝缘子,其特征在于:绝缘气体 (7) 是SF6气体。
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