CN110931224A - 一种特高压换流变换器阀侧出线结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种特高压换流变换器阀侧出线结构，其包括设置在所述特高压换流变换器阀侧出线端的均压球，所述均压球的外侧同轴设置有异型屏障，从而通过所述异型屏障阻断了切向电场，防止沿面闪络；而且，所述异型屏障的外侧同轴设置有直型屏障，从而可以避免所述异型屏障的法向强度过高。

Description

一种特高压换流变换器阀侧出线结构

技术领域

本发明涉及电气绝缘技术领域，尤其涉及一种特高压换流变换器阀侧出线结构。

背景技术

特高压换流变压器的出线结构是分为阀侧和网侧两个部分，阀侧的出线结构分为上部的出线结构和下部的出线结构，二者结构基本相同，该出线结构是连接换流阀与变压器绕组线圈的绝缘装置，因此，必须要保证阀侧出线结构具有很好的电气绝缘性能。

目前，特高压换流变压器阀侧的出线结构分为敞开式和封闭式，其中：(1)敞开式出线结构绝缘结构简单，利于变压器油的流动而便于散热，屏障纸板中的电场分布较合理，但是变压器油沿绝缘屏障表面的切向场强较高；(2)封闭式出线结构由异型屏障组成，结构较为复杂、散热条件也较差，而且其承担的法向方向电场强度较高，但油中屏障沿面的切向电场强度较小，可以防止沿油纸界面的沿面闪络。

但是，为了满足特高压换流变压器阀侧出线结构的绝缘性要求，不仅要注意防止油纸界面的沿面闪络，而且要考虑到需要良好的散热和绝缘纸板承担的法向场强需满足耐受强度不能过高。

发明内容

本发明的目的是提供一种特高压换流变换器阀侧出线结构，其不仅可以防止油纸界面发生沿面闪络，也具有良好的散热性能，而且还避免绝缘纸板承受法向耐受场强不高。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案内容具体如下：

一种特高压换流变换器阀侧出线结构，包括设置在所述特高压换流变换器阀侧出线端的均压球，所述均压球的表面设置有包覆层，所述均压球的外侧同轴设置有异型屏障。

作为上述方案的优选，所述异型屏障包括3个或4个或5个同轴设置的异型纸筒，并且相邻的两个所述异型纸筒之间彼此层叠粘合。

作为上述方案的优选，所述异型纸筒为与所述均压球相对应的位置设置有凸起的纸筒。

作为上述方案的优选，所述异型屏障的外侧同轴设置有直型屏障。

作为上述方案的优选，所述直型屏障的内壁与所述异型屏障的外壁之间的距离为30-150mm。

作为上述方案的优选，所述直型屏障包括多个同轴设置的直型纸筒，并且相邻的两个所述直型纸筒通过隔离件连接。

作为上述方案的优选，多个所述直型纸筒的厚度相同，且每个所述直型纸筒的厚度为3-6mm。

作为上述方案的优选，相邻的两个所述直型纸筒之间的距离为5-10mm。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明公开的特高压换流变换器阀侧出线结构，包括设置在所述特高压换流变换器阀侧出线端的均压球，所述均压球的外侧同轴设置有异型屏障，从而通过所述异型屏障阻断了切向电场，防止沿面闪络；而且，所述异型屏障的外侧同轴设置有直型屏障，从而可以避免所述异型屏障的法向强度过高。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1为本发明所述的特高压换流变换器阀侧出线结构的结构示意图；

图2为本发明所述的特高压换流变换器阀侧出线结构在2小时直流耐压电压下的电位分布图；

图3为本发明所述的特高压换流变换器阀侧出线结构在2小时直流耐压电压下的电场分布图；

图4为本发明所述的特高压换流变换器阀侧出线结构在2小时直流耐压电压下的沿油纸界面切向电场分布；

图5为本发明所述的特高压换流变换器阀侧出线结构在2小时直流耐压电压下的绝缘屏障电场分布；

其中，图1中的附图标记为：

1、均压球；2、包覆层；3、异型屏障；4、直型屏障。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下：

如图1所示，本发明公开的特高压换流变换器阀侧出线装置出线结构，包括设置在所述特高压换流变换器阀侧出线端的均压球1，所述均压球1的表面设置有包覆层2，所述均压球1的外侧同轴设置有异型屏障3，其阻断了切向电场，防止沿面闪络。

所述异型屏障3包括3个或4个或5个同轴设置的异型纸板纸筒，并且相邻的两个所述异型纸筒之间彼此层叠粘合，由于所述异型屏障3包括3-5个异型纸板，其异形纸板的数量少，可以确所述异型屏障3具有较高的散热性能。

而且，作为进一步优选的方案，所述异型纸筒为与所述均压球1相对应的位置设置有凸起的纸筒，从而避免局部场强过大。

所述异型屏障3的外侧同轴设置有直型屏障4，从而通过所述直型屏障4可以避免所述异型屏障3的法向场强过高。

所述直型屏障4的内壁与所述异型屏障3的外壁之间的距离为30-150mm，这是由该区域场强仿真计算分析得到安全距离取值范围。

具体地，所述直型屏障4包括多个同轴设置的直型纸筒，并且相邻的两个所述直型纸板纸筒通过隔离件连接。

多个所述直型纸筒的厚度相同，可以使得相邻两个所述直型纸筒之间的径向场强分布均匀，而且，通过场强分析可以确定每个所述直型纸筒的厚度为3-6mm。

为了确保油间隙处于安全范围内，相邻的两个所述直型纸筒之间的距离为5-10mm。

本发明以±800kV换流变套管出线结构为例，所述特高压换流变换器阀侧出线结构在2小时直流耐压电压下的场强分布计算结果如表1和图2-图5所示。

表1所述特高压换流变换器阀侧出线结构关键位置的电场强度值(kV/mm)

从表1和图2可以确定：

(1)所述异型屏障4的外形几乎与等电位线一致，但由于所述多层直形纸筒屏障5的影响，由于封闭式出线结构的切向电场最大值为44.2kV/mm，所述异型屏障4表面的最大场强值较封闭式出线结构而言具有一定的增加；由于初始设计(即：各设计值取最小安全距离时的设计)的所述直型屏障4对所述异型屏障3的屏蔽较弱，出线区域场强最大值的位置在所述异型屏障4的下弧面附近，其值约为44.8kV/mm。

(2)所述异型屏障3的第一层的最大场强约为23.8kV/mm，油中沿屏障切向最大场强绝对值约为5.1kV/mm，且敞开式出线结构的油-纸沿面电场强度为5.9kV/mm，想读与敞开式出线结构油－纸沿面电场强度而言，具有一定的改善；另外，由于敞开式包覆层最大电场强度23.5kV/mm，封闭式包覆层最大电场强度22.6kV/mm，因此，本发明中，所述包覆层2中最大电场强度约为20.3kV/mm，较敞开式和封闭式出线结构均有了明显下降。

综上分析，所述特高压换流变换器阀侧出线结构采用所述异型屏障3和直型屏障4的设计，有效地降低了所述均压球3附近的电场集中程度；而且，通过所述异型屏障3的围屏作用，阻断了切向电场，防止了沿油纸界面的滑闪放电；此外，油和纸中最高场强均为径向，位于所述均压球3的球面外侧，该处为多层纸筒和小油隙结构，耐受强度高，设计的不确定性小；最后，由于所述异型屏障3的数量少，设置3-5层，紧密粘合构成1个异型屏障整体结构，异形屏障上端部通过绝缘件与套管尾部连接固定，下端部通过绝缘件与导电铝管连接固定，该设计方案下的散热条件较封闭式有了一定的改善。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种特高压换流变换器阀侧出线结构，其特征在于：包括设置在所述特高压换流变换器阀侧出线端的均压球，所述均压球的表面设置有包覆层，所述均压球的外侧同轴设置有异型屏障。

2.根据权利要求1所述的特高压换流变换器阀侧出线结构，其特征在于：所述异型屏障包括3个或4个或5个同轴设置的异型纸筒，并且相邻的两个所述异型纸筒之间彼此层叠粘合。

3.根据权利要求1所述的特高压换流变换器阀侧出线装置出线结构，其特征在于：所述异型纸筒为与所述均压球相对应的位置设置有凸起的纸筒。

4.根据权利要求1-3任何一项所述的特高压换流变换器阀侧出线结构，其特征在于：所述异型屏障的外侧同轴设置有直型屏障。

5.根据权利要求4所述的特高压换流变换器阀侧出线装置出线结构，其特征在于：所述直型屏障的内壁与所述异型屏障的外壁之间的距离为30-150mm。

6.根据权利要求5所述的特高压换流变换器阀侧出线结构，其特征在于：所述直型屏障包括多个同轴设置的直型纸筒，并且相邻的两个所述直型纸筒通过隔离件连接。

7.根据权利要求6所述的特高压换流变换器阀侧出线装置出线结构，其特征在于：多个所述直型纸筒的厚度相同，且每个所述直型纸筒的厚度为3-6mm。

8.根据权利要求7所述的特高压换流变换器阀侧出线装置出线结构，其特征在于：相邻的两个所述直型纸筒之间的距离为5-10mm。

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