一种特高压电瓷外绝缘出线套管制造技术

本发明专利技术涉及一种特高压电瓷外绝缘出线套管，可用于特高压GIS、管母、断路器等设备。包括瓷套、接地法兰和设置于瓷套中央的导电杆，导电杆与接地法兰之间设置有筒状的接地电极,瓷套至少具有两个相邻的子套管，子套管之间通过过渡件固定为一体，接地电极与导电杆之间设置有贯穿下方子套管的筒状中间电极，中间电极与接地电极和导电杆之间为绝缘。本发明专利技术结构可明显提高套管电气性能，尤其对套管的湿闪络电压、抗弯强度等均有显著改善，同时降低了特高压瓷套的制造难度及制造成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种特高压套管，尤其是一种可用于母线、GIS、断路器及其相近设备上的瓷外套出线套管。
技术介绍
目前550kV及以上特高压断路器及GIS用出线套管，外绝缘有电瓷和复合两种，对于以电瓷为外绝缘的出线套管，瓷套基本都是塔型结构（也称锥形），对于750kV产品，高度在7m以上。由于电瓷套管制造过程中，其成型及烧成阶段的工艺特点，烧制的电瓷元件高度不超过2m，所以550kV及以上的瓷套是由若干个单节瓷套通过无机粘接二次烧成，瓷件越高，烧成难度越高，制造成本也越高。现有高压电瓷出线套管如图1所示，出线上下都胶装有法兰（下法兰1，上法兰2），出线套管是用导电杆3将断路器或GIS等设备的特高压、大电流穿越接地法兰（下法兰1），将电能引入、引出系统。导电杆3与接地法兰之间形成一个高压电极，中间的绝缘介质是SF6气体，为了满足及提高电气性能，使出线套管通过相应的电气性能试验，接地法兰（下法兰1）内侧设置有一个接地电极4，而相应的，导电杆3就是高压电极，导电杆3与接地电极4之间形成一个比较均匀的同轴电场，其最大场强出现在导电杆3的表面，同轴电场计算方法：E=U/［r1×ln（r2/r1）］E ——导电杆表面场强；U ——试验电压；r1——导电杆截面半径；r2——接地电极内屏蔽半径；为了寻求规律，我们选用750kV套管的工频电压和雷电冲击电压，并选取不同r1、r2进行对比计算，数据如下：根据以上计算结果对比，为了降低场强，通常的做法是增大r1及r2，因此瓷套的直径就会比较大。另外，由于接地电极不会做得太高，一般不会超过瓷套高度的20%（太高会导致接地电极与瓷套外绝缘表面间电位差过大而击穿），所以外绝缘的电压分布是很不均匀的，下端不到20%的瓷套高度占外绝缘电压分布的50%以上，而在淋雨状态下，宝塔状的外形使得下端的雨水又非常密集，因此下端非常容易发生湿闪络。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种特高压电瓷外绝缘出线套管，通过对瓷套进行分段并增设中间电极，改善外绝缘的电位分布，提高湿闪络电压及污秽条件下的闪络电压，提高设备安全性。为了解决以上技术问题，本专利技术提供的一种特高压电瓷外绝缘出线套管，包括瓷套、接地法兰和设置于瓷套中央的导电杆，所述导电杆与接地法兰之间设置有筒状的接地电极,其特征在于：所述瓷套至少具有两个相邻的子套管，子套管之间通过过渡件固定为一体，接地电极与导电杆之间设置有贯穿下方子套管的筒状中间电极，所述中间电极与接地电极和导电杆之间为绝缘。为了进一步解决以上技术问题，本专利技术还具有如下特征：1、过渡件呈板状结构，子套管分别通过法兰固定在过渡件的两侧。2、所述过渡件为金属材质，过渡件的外围设置有均压环。3、所述中间电极的上端通过所述过渡件固定，中间电极的下端延伸至接地电极下端或接地电极下端以下。4、导电杆与中间电极之间形成同轴电场，中间电极与接地电极之间形成同轴电场。5、所述瓷套内部填充有绝缘气体。6、所述绝缘气体为六氟化硫。本专利技术特高压瓷出线套管，将瓷套分成两段（也可以是两段以上）,中间用过渡板联接，在过渡板上安装与接地电极和导电杆绝缘的筒状中间电极，使导电杆与中间电极之间、中间电极与接地电极之间分别形成同轴电场，电容量分别为C1、C2。通过调整、优化导电杆截面半径r1、接地电极内屏蔽半径r2、中间电极内屏蔽半径r3，以及中间电极和接地电极的高度，使C1、C2基本相等。这样，通过电容分压就可以将瓷套中间法兰的电位钳制在0.5倍的Un（设备额定电压），可以明显改善外绝缘的电位分布，提高湿闪络电压及污秽条件下的闪络电压。此外，由于过渡板的遮挡作用，上瓷套的雨水经由过渡板直接落地，不会淋落在下瓷套的伞盘上，相当于降低了雨量，也有利于湿闪络电压的提高。在同样的瓷套内径及导电杆直径的前提下，增加中间电极后，导电杆表面的场强降低接近一半，显著提高内绝缘的电气性能，或者在保持内绝缘性能相同时，可明显减小瓷套直径。在同样瓷套高度及瓷套直径的前提下，本专利技术在提高湿闪络电压及内绝缘电气性能的同时，瓷套的生产难度大大降低。由于可以通过单节瓷套进行分解及组装，套管的安装和运输也更加方便、安全，上下瓷件借助过渡板联结，对瓷套抗弯受力时的力的分解有很好的改善，提高套管的抗弯性能。此创新结构尤其适合于750kV及以上特高压产品，可靠性显著提高的同时，制造成本也能明显下降。附图说明图1为现有特高压电瓷外绝缘出线套管结构示意图。图2为本专利技术特高压电瓷外绝缘出线套管结构示意图。图中标号示意如下：1-下法兰，2-上法兰，3-导电杆，4-接地电极，5-上瓷套，6-下瓷套，7-过渡板，8-中间电极，9-均压环。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步详细描述。但是本专利技术不限于所给出的例子。如图2所示，本实施例特高压电瓷外绝缘出线套管，具有上瓷套5和下瓷套6，上下瓷套通过中间法兰固定在过渡板7上，过渡板7上安装有均压环，瓷套内充有六氟化硫（绝缘气体）。上瓷套5的顶端设置上法兰2，下瓷套6的底端设置下法兰1（下法兰1接地，因此下法兰1也称作接地法兰），接地电极4（可借助过渡板）安装在下法兰1上，该接地电极4与下法兰1等电位。过渡板上固定有中间电极8，该中间电极8位于导电杆3和接地电极4之间，并且中间电极8与导电杆3和接地电极4绝缘。中间电极8、过渡板7和中间法兰为等电位。中间电极、接地电极、导电杆三者同轴，当导电杆通电后，导电杆与中间电极之间形成同轴电场，电容量为C1；中间电极与接地电极之间形成同轴电场，电容量为C2。通过调整导电杆直径、中间电极内径及高度、接地电极内径及高度，使两部分的电容值C1和C2接近相等，通过仿真计算验证电场场强在绝缘允许范围之内。例如以下计算实例： 导电杆直径中间电极直径中间电极高度接地电极直径接地电极高度C1C2180 mm385 mm5000 mm530 mm2100 mm1316 pF1317 pF除上述实施例外，本专利技术还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本专利技术要求的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种特高压电瓷外绝缘出线套管，包括瓷套、接地法兰和设置于瓷套中央的导电杆，所述导电杆与接地法兰之间设置有筒状的接地电极,其特征在于：所述瓷套至少具有两个相邻的子套管，子套管之间通过过渡件固定为一体，接地电极与导电杆之间设置有贯穿下方子套管的筒状中间电极，所述中间电极与接地电极和导电杆之间为绝缘。

【技术特征摘要】
1.一种特高压电瓷外绝缘出线套管，包括瓷套、接地法兰和设置于瓷套中央的导电杆，所述导电杆与接地法兰之间设置有筒状的接地电极,其特征在于：所述瓷套至少具有两个相邻的子套管，子套管之间通过过渡件固定为一体，接地电极与导电杆之间设置有贯穿下方子套管的筒状中间电极，所述中间电极与接地电极和导电杆之间为绝缘。2.根据权利要求1所述的特高压电瓷外绝缘出线套管，其特征在于：所述过渡件呈板状结构，子套管固定在过渡件的两侧。3.根据权利要求2所述的特高压电瓷外绝缘出线套管，其特征在于：所述过渡件为金属材质，过渡件的外围设置有均压环。4.根据权利要求2所述的特高压...

【专利技术属性】
技术研发人员：虞育号，
申请(专利权)人：江苏智达高压电气有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32