CN112863786A - 一种电力系统用新型干式套管 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电力系统用新型干式套管，主绝缘芯子由玻璃纤维纱浸渍环氧树脂并通过拉挤成型的绝缘管制成，在主绝缘芯子的内腔壁上喷涂半导体材料并在主绝缘芯子的内腔壁上形成等电位面，载流导电杆穿设在主绝缘芯子内并与等电位面相连，在主绝缘芯子外壁上设有凹槽，凹槽内缠绕浸渍环氧树脂的碳纤维，安装法兰胶装在在所述接地电极上，硅橡胶伞套设置在主绝缘芯子上，接地电极的空气端电极包裹在硅橡胶伞套内。导电接头和均压球分别安装在主绝缘芯子的两侧。本发明可以制成套管的种类范围很广，电压等级从380V～550kV或更高，电流等级可以从几安培到几万安培，可以用于交流电力系统，也可用于直流电力系统，制造成本低，无爆炸的风险。

Description

一种电力系统用新型干式套管
技术领域：
本发明涉及一种电力系统用新型干式套管。
背景技术：
目前电力系统中使用60kv及以上电压等级的高压套管，包括变压器套管、电抗器套管、穿墙套管等，为了提高电气性能，降低局部放电量，全部采用电容屏式结构。部分电压等级20kv-35kv的套管，为了提高可靠性，也采用此种结构。
市场上应用的电容屏式套管有三种类型：
油纸电容式套管。其中电容芯子采用电缆纸缠绕，经真空干燥后浸渍变压器油的工艺。此类型的产品局放低，电气性能好，成本低，但有爆炸起火的风险，是电力系统中安全隐患最大的产品，运行过程中需要按期监测。
胶浸纸（Rip）干式套管。其中电容芯子采用用低介损电缆纸起皱后绕制，经长时间真空干燥后浸渍低介损、低粘度的特殊的环氧树脂。此类型的产品的可靠性比油纸套管高，无爆炸起火的风险。但目前纸及环氧都依赖进口，产品成本高，价格约是油纸套管的3倍以上。
玻璃钢套管。此为近几年才发展起来的一种新技术。其中电容芯子采用玻璃纤维纱浸渍环氧树脂，后在大气中缠绕电容屏。由于缠绕过程长时间暴露在空气中，芯体难免会引入杂质、气泡、水分等。所以电容芯子的电气性能不太高，可靠性值得探讨，且成本也不低。
发明内容：
本发明是为了解决上述现有技术存在的问题而提供一种电力系统用新型干式套管。
本发明所采用的技术方案有：
一种电力系统用新型干式套管，其特征在于：包括载流导电杆、导电接头、主绝缘芯子、安装法兰、硅橡胶伞套和均压球，所述主绝缘芯子由玻璃纤维纱浸渍环氧树脂并通过拉挤成型的绝缘管制成，在主绝缘芯子的内腔壁上喷涂半导体材料并在主绝缘芯子的内腔壁上形成等电位面，载流导电杆穿设在主绝缘芯子内并与等电位面相连形成套管的高压电极，在主绝缘芯子外壁上设有凹槽，凹槽内缠绕浸渍环氧树脂的碳纤维并形成接地电极，安装法兰胶装在在所述接地电极上，硅橡胶伞套设置在主绝缘芯子上，接地电极的空气端电极包裹在硅橡胶伞套内。导电接头和均压球分别安装在主绝缘芯子的两侧。
进一步地，所述半导体材料为半导体漆或者其他半导体材料。
本发明具有如下有益效果：
本发明中主绝缘芯子的绝缘管可连续生产，内外表面不需要加工，没有废料产生，所以制造成本很低，同时因为其成型工艺的特殊性，内部无气泡，所以电气性能很好且非常稳定。
本发明利用玻璃纤维纱及环氧树脂的特性，即玻璃纤维纱经过充分浸渍，如果没有气泡，电气性能会非常优秀，机械强度非常高。
本发明可以制成套管的种类范围很广，电压等级从380V～550kV或更高，电流等级可以从几安培到几万安培，可以用于交流电力系统，也可用于直流电力系统。同时制造成本低，无爆炸的风险，机械强度高，电气性能优越，无污染。
附图说明：
图 1 为本发明结构图。
图 2 制造本发明中主绝缘芯子的拉挤工艺图。
图 3至图7 为本发明的应用产品图，其中图3为配电套管，图4为中、低压套管，图5为油-SF6或油-气套管，图6为穿墙套管，图7为超低温套管。
图8为超高压套管。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
如图1，本发明一种电力系统用新型干式套管，包括载流导电杆1、导电接头4、主绝缘芯子5、碳纤维接地电极6、安装法兰7、硅橡胶伞套8和均压球9。
主绝缘芯子5是由玻璃纤维纱浸渍环氧树脂并通过拉挤成型的绝缘管制成，中间无电容屏。
在主绝缘芯子5的内腔壁上喷涂半导体材料并在主绝缘芯子5的内腔壁上形成等电位面，载流导电杆1穿设在主绝缘芯子5内并与等电位面相连形成套管的高压电极。
在主绝缘芯子5的安装法兰7处加工一个凹槽，上面缠绕浸渍环氧树脂的碳纤维作为接地电极，空气侧的电极包裹在硅橡胶伞套8内，以改善场强。
主绝缘芯子5内侧可以直接穿导电杆，两端配有密封圈2及接头4。也可以采用一个过渡的铝管，铝管内侧可以穿电缆，两端不带导电头，铝管两端与主绝缘内壁密封。
本发明是采用一种特殊的拉挤方式，利用玻璃纤维纱及环氧树脂的特性，即玻璃纤维纱经过充分浸渍，如果没有气泡，电气性能会非常优秀，机械强度非常高。
首先将多股烘干后的玻璃纤维纱22在环氧树脂23的胶池中充分碾压，浸润，然后通过一个模具24压缩、挤压成管状，并通过固化烘箱25烘干。由于压力较大，多余的空气和环氧料会被挤出，一边挤压，一边烘干固化形成一个圆柱型的挤压绝缘管21。
整个过程可以在密闭的空间内完成，因此该工艺制成的绝缘管品质可靠，对人体和环境无伤害，且管内部结构非常致密、无气泡、电气性能很好，耐电强度可达25kv/mm及以上，拉挤工艺见图2。
根据需要切割长度，成为圆柱管，此管即为套管的主绝缘，在其内侧喷涂层半导体材料，形成等电位面。
与套管载流导电杆1连接，形成了套管的高压电极。在外侧的安装法兰7部位加工出一个弧形的槽，深度1mm左右，然后用浸渍环氧树脂的碳纤维丝沿槽平铺缠绕，固化后经车床车加工形成半导体、没有尖角的等电位层，用来安装接地的法兰，形成低压电极。
低压电极的上端包裹硅橡胶伞套8作为外绝缘，以改善接地的场强，提高局部放电水平。环向缠绕的碳纤维层不但可改善电场，更重要的是可以有效防止绝缘管出现纵向开裂。这是因为拉挤成型的绝缘管只有纵向纤维，缠绕高强度的环向碳纤维后，可避免开裂风险。
进一步，如果产品需要单独测量介损及局部放电量，可以在接地电极的碳纤维层外缠绕一定厚度的浸渍环氧的玻璃纤维，法兰胶装在玻璃纤维缠绕层上，法兰与碳纤维层绝缘，此导电层可通过测量端子接地，此端子可用来测量介损及局部放电量，运行时接地。
这种拉挤成型的绝缘管可连续生产，内外表面不需要加工，没有废料产生，所以制造成本很低，同时因为其成型工艺的特殊性，内部无气泡，所以电气性能很好且非常稳定。
以110kv干式套管为例，其制作工艺如下：
首先，将多股玻纤纱浸渍后拉挤成型制成内径60mm、外径120mm、长度2m的圆柱型绝缘管作为套管的绝缘芯子，内部无电容屏。绝缘芯子的绝缘厚度为30mm，理论上可以承受600kV电压而不击穿。
然后在绝缘芯子内孔喷漆一层半导体漆，芯子外侧离底部350mm处，往上车削深度为1mm左右、宽度约600mm的槽。槽内缠绕浸渍环氧树脂的碳纤维作为接地电极，两端面打磨成R角，从而形成均匀电场。其中碳纤维层的下端400mm长度作为安装电流互感器的接地部分，150mm长度用作安装法兰7，50mm长度包裹硅橡胶伞套8，以提高此处的起晕电压。从均压球9开始往上的350mm用作变压器套管油中部分绝缘。根据绝缘配合的要求，带有硅橡胶伞套8的空气绝缘部分的长度设计成1200mm。此结构产品能满足110kV套管电气及机械性能。
依据同样的原理，将主绝缘芯子5加长，厚度加厚，可以制成145kV、170kV 、220kV甚至更高电压等级的套管。将主绝缘芯子5缩短、壁厚减薄，可以制成72kV、66kV、46kV、35kV、24kV甚至于1kV的各种规格的产品。
同理可得，将主绝缘芯子5的内孔放大、可以制成更大电流规格的产品。反之，内孔缩小，适用于小电流，这样可以减轻重量，降低成本。
根据本发明专利技术，在改变局部结构的情况，可制成多种用途的套管。油中绝缘部分可以加工成锥形，以便均压球9的布置，也可以是直筒型的，不用加工。如果将油中部分改为空气侧一样的伞套，可制成穿墙套管。油中部分结构稍作变化或油中部分及空气中部份略作变化，可制成油-油套管和油-气套管，也可以用在SF6气体开关柜上。
对于一端浸在液氮或者其他超低温介质的超低温套管，采用本技术制成的主绝缘芯子由于内部没有其他的介质，倒电容极板，介面少，在强冷热冲击下减少开裂的风险。
对于电压等级很高的产品，外绝缘长度比较长，表层电压可能会不均匀，可以在本技术制成套管的芯子中部或者多处均匀缠绕碳纤维，并加均压环，以改善外部场强，提高外闪电压。
主绝缘芯子5内孔中的导电杆可以直接用铜棒，两端配有接线端子，并用密封圈2密封，防止变压器油进入导电杆与芯子内侧的缝隙，也可防止头部有水气侵入。此导电杆也可改为一个过渡铝管，两端无接线端子，成为穿缆式的变压器套管，这也是目前系统上大部分使用的载流结构。
因此本发明可以制成套管的种类范围很广，电压等级从380V～550kV或更高，电流等级可以从几安培到几万安培，可以用于交流电力系统，也可用于直流电力系统。同时制造成本低，无爆炸的风险，机械强度高，电气性能优越，无污染。适用于配电变压器套管、电力变压器套管、开关柜套管、穿墙套管等。本发明技术制造出的套管可以成为高压套管领域更新换代的产品。
以上所述仅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，在不脱离本发明原理的前提下还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种电力系统用新型干式套管，其特征在于：包括载流导电杆（1）、导电接头（4）、主绝缘芯子（5）、安装法兰（7）、硅橡胶伞套（8）和均压球（9），所述主绝缘芯子（5）由玻璃纤维纱浸渍环氧树脂并通过拉挤成型的绝缘管制成，在主绝缘芯子（5）的内腔壁上喷涂半导体材料并在主绝缘芯子（5）的内腔壁上形成等电位面，载流导电杆（1）穿设在主绝缘芯子（5）内并与等电位面相连形成套管的高压电极，在主绝缘芯子（5）外壁上设有凹槽，凹槽内缠绕浸渍环氧树脂的碳纤维并形成接地电极（6），安装法兰（7）胶装在在所述接地电极（6）上，并形成套管的低压电极，硅橡胶伞套（8）设置在主绝缘芯子（5）上，接地电极（6）的空气端电极包裹在硅橡胶伞套（8）内；导电接头（4）和均压球（9）分别安装在主绝缘芯子（5）的两侧。
2.如权利要求1所述的电力系统用新型干式套管，其特征在于：所述半导体材料为半导体漆或者其他半导体材料。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113724947A (zh) * 2021-08-31 2021-11-30 江苏金安电气有限公司 一种干式高压套管绝缘装置及其使用方法
CN113936873A (zh) * 2021-11-09 2022-01-14 清华大学 基于胶浸纤维工艺的干式高压自均场套管的制造方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11273474A (ja) * 1998-03-24 1999-10-08 Ngk Insulators Ltd 導電性ｆｒｐ筒を使用したポリマー碍管
CN1350304A (zh) * 2001-12-08 2002-05-22 弥璞 纯干式复合外套高压套管及生产方法
CN201402952Y (zh) * 2009-04-03 2010-02-10 褚斌 干式高压套管
CN209015865U (zh) * 2018-12-17 2019-06-21 西安神电高压电器有限公司 一种干式套管
CN212113420U (zh) * 2020-03-10 2020-12-08 南京智达电气设备有限公司 一种新型气体绝缘变压器套管尾部结构

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11273474A (ja) * 1998-03-24 1999-10-08 Ngk Insulators Ltd 導電性ｆｒｐ筒を使用したポリマー碍管
CN1350304A (zh) * 2001-12-08 2002-05-22 弥璞 纯干式复合外套高压套管及生产方法
CN201402952Y (zh) * 2009-04-03 2010-02-10 褚斌 干式高压套管
CN209015865U (zh) * 2018-12-17 2019-06-21 西安神电高压电器有限公司 一种干式套管
CN212113420U (zh) * 2020-03-10 2020-12-08 南京智达电气设备有限公司 一种新型气体绝缘变压器套管尾部结构

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113724947A (zh) * 2021-08-31 2021-11-30 江苏金安电气有限公司 一种干式高压套管绝缘装置及其使用方法
CN113936873A (zh) * 2021-11-09 2022-01-14 清华大学 基于胶浸纤维工艺的干式高压自均场套管的制造方法
CN113936873B (zh) * 2021-11-09 2022-09-30 清华大学 基于胶浸纤维工艺的干式高压自均场套管的制造方法

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