一种用于直流高电压发生器的大尺度保护电阻制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于直流高电压发生器的大尺度保护电阻，包括长度不小于10米的环氧树脂绝缘筒，在环氧树脂绝缘筒绕有电阻丝，所述环氧树脂绝缘筒等距离至少分为三段，每一段环氧树脂绝缘筒两端分别设置有法兰接口，每一段环氧树脂绝缘筒上缠绕的电阻丝首尾端分别与两端法兰接口连接，所述三段环氧树脂绝缘筒之间通过法兰串接在一起，在每一段环氧树脂绝缘筒两端分别设置有均压环，在保护电阻上设置均压环可明显改善保护电阻沿表面的电位和电场分布，防止发生保护电阻外绝缘闪络，防止保护电阻表面发生外绝缘闪络，危害电力设备的安全运行。

【技术实现步骤摘要】
一种用于直流高电压发生器的大尺度保护电阻
本技术涉及一种用于直流高电压发生器的大尺度保护电阻。
技术介绍
在我国特高压交流工程系统调试过程中，预加存在的直流电压对气体间隙冲击放电特性的影响值得考虑。为研究残余直流电压与冲击电压叠加产生的对特高压GIS母线绝缘的影响，需要开展直流叠加冲击电压试验，因此，需要研究设计特高压电压等级的直流叠加冲击试验回路。对于直流叠加冲击电压试验，要求两种电压同时施加到试品上，因此试验回路要进行特殊设计，为防止冲击电压对直流电压发生器产生影响，通常方法主要是在回路的直流电压发生器与试品之间增加保护电阻。由于实际电阻结构存在的剩余电感与寄生电容对电阻的电压分布均会产生影响，保护电阻在进行直流叠加冲击电压试验过程中，保护电阻表面可能发生外绝缘闪络，影响设备的安全运行。因此，传统的保护电阻显然不能满足特高压输电线路直流叠加冲击电压试验的需要，特别是±900千伏直流叠加±2400千伏雷电或±1800千伏操作冲击电压试验的需要，因此，需要对保护电阻的结构进行优化设计，选取最优的保护电阻结构。
技术实现思路
本技术的目的是提出一种用于直流高电压发生器的大尺度保护电阻，通过在保护电阻上设置均压环以及在保护电阻表面绕制无感线圈，提高了保护电阻表面电压分布均匀性，防止保护电阻表面发生外绝缘闪络，从而保证输电线路直流叠加冲击试验的安全可靠性。为了实现上述目的，本技术的技术方案是：一种用于直流高电压发生器的大尺度保护电阻，包括长度不小于10米的环氧树脂绝缘筒，在环氧树脂绝缘筒绕有电阻丝，所述环氧树脂绝缘筒等距离至少分为三段，每一段环氧树脂绝缘筒两端分别设置有法兰接口，每一段环氧树脂绝缘筒上缠绕的电阻丝首尾端分别与两端法兰接口连接，所述三段环氧树脂绝缘筒之间通过法兰串接在一起，在每一段环氧树脂绝缘筒两端分别设置有均压环，所述均压环包括由金属管环绕环氧树脂绝缘筒形成的金属环，金属环通过与环氧树脂绝缘筒两端法兰接口之间均匀设置的多个支撑辐条呈伞状支撑固定形成环罩，其中，三段环氧树脂绝缘筒中两侧段环氧树脂绝缘筒外侧设置的均压环大于三段环氧树脂绝缘筒中其余均压环，将其称之为大均压环，其余均压环称之为小均压环。方案进一步是：所述大均压环与小均压环的金属管直径范围是150mm至340mm，支撑辐条的长度形成的罩深范围是400mm至1000mm，金属环直径范围是900mm至3400mm，其中：小均压环的金属管直径、罩深以及金属环直径是上述范围中的最小值。方案进一步是：所述每一段环氧树脂绝缘筒上缠绕的电阻丝是上下层对绕无感结构，层与层之间垫有聚丙乙烯薄膜。方案进一步是：保护电阻承受的是直流高电压发生器±900千伏直流电压叠加±2400千伏雷电冲击电压或±1800千伏操作冲击电压。方案进一步是：保护电阻的电阻值是800千欧姆。本技术的有益效果是：通过在保护电阻上设置均压环以及在保护电阻丝的无感绕制结构，可有效降低电阻的感抗值，提高了保护电阻表面电压分布均匀性，有效的减少直流发生器上承受的冲击电压，设置的均压环，可明显改善保护电阻沿表面的电位和电场分布，防止发生保护电阻外绝缘闪络，防止冲击电压会加到直流电压发生器上造成直流电压发生器的损坏，从而保证输电线路直流叠加冲击试验的安全可靠性。下面结合附图和实施例对本技术作一详细描述。附图说明图1是本技术结构示意图；图2是本技术仿真模型电路图；图3为保护电阻在不同取值下的直流叠加操作冲击电压试验直流电压发生器输出侧仿真波形；图4为保护电阻在不同取值下的直流叠加雷电冲击电压试验直流电压发生器输出侧仿真波形；图5为保护电阻漆包金属线圈四种结构的电压分布图；图6为加均压环在大均压环侧段保护电阻二维简化仿真模型；图7为大均压环在不同环径下保护电阻沿面电位分布曲线图；图8为大均压环在不同管径下保护电阻沿面电位分布曲线图；图9为大均压环在不同罩深下保护电阻沿面电位分布曲线图；图10为对比无均压环、均压环优化前和均压环优化后三种情况下保护电阻沿面电位分布曲线图；图11为对比无均压环、均压环优化前和均压环优化后三种情况下保护电阻沿面电场分布曲线图。具体实施方式一种用于直流高电压发生器的大尺度保护电阻，如图1所示，大尺度保护电阻包括长度不小于10米的环氧树脂绝缘筒1，环氧树脂绝缘筒的直径是350mm，在环氧树脂绝缘筒绕有电阻丝4，所述环氧树脂绝缘筒等距离至少分为三段，每一段环氧树脂绝缘筒两端分别设置有法兰接口102，每一段环氧树脂绝缘筒上缠绕的电阻丝首尾端分别与两端法兰接口连接，所述三段环氧树脂绝缘筒之间通过法兰串接在一起形成保护电阻的电阻值，在每一段环氧树脂绝缘筒的两端分别设置有均压环，所述均压环包括由金属管201、301环绕环氧树脂绝缘筒形成的金属环202、302，金属环通过与环氧树脂绝缘筒两端法兰接口之间均匀设置的多个支撑辐条203、303呈伞状支撑固定形成环罩，其中，三段环氧树脂绝缘筒中两侧段环氧树脂绝缘筒外侧设置的均压环大于三段环氧树脂绝缘筒中的其余均压环，将其称之为大均压环2，其余均压环称之为小均压环3，设置均压环用于提高保护电阻表面电压分布的均匀性。为保证电阻棒表面电场分布均匀，在三段环氧树脂绝缘筒中两侧段环氧树脂绝缘筒外侧设置大均压环，中间段与段连接处增设小均压环，均压环环外形尺寸制作成类似避雷器用屏蔽环，能够更有效的使电场分布均匀。均压环的三个参数如图1所示，图中D为环径，d为管径，H为罩深。其中：所述大均压环与小均压环的金属管直径范围是150mm至340mm，支撑辐条的长度形成的罩深范围是400mm至1000mm，金属环直径范围是900mm至3400mm，其中：小均压环的金属管直径、罩深以及金属环直径是上述范围中的最小值。其中：所述大均压环的金属管直径、罩深以及金属环直径是通过在所述范围内的多组数据进行电位分布仿真计算形成多组电位曲线分布图，选择多组电位曲线分布图中的最佳电位曲线分布图所对应的数据确定大均压环的金属管直径、罩深以及金属环直径。假设保护电阻清洁干燥，同时又由于保护电阻是典型的轴对称结构，因此，仿真计算的仿真模型可简化为二维单根计算模型，一侧高压端加大均压环，另一侧低压端加小均压环。实际保护电阻悬挂于特高压试验大厅顶部，是开域问题。本文为了简化计算和降低计算上的误差，选择直径约为该保护电阻长度10倍的圆形作为外部空气域，来模拟无限大边界。均压环选择与高压侧和接地侧同种材质，介电常数同样为1×1012。施加边界条件的时候，高压侧均大压环上的电位需要保持与高压端相等，即＋2400千伏；接地侧小均压环上的电位需要保持与接地端相等，即0。采用自由三角形网格进行剖分，由于模型较为简单，因此，直接采用物理场控制网格，加均压环时保护电阻的二维简化仿真模型如图6所示。对保护电阻高压侧大均压环结构进行优化设计（1）取均压本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于直流高电压发生器的大尺度保护电阻，包括长度不小于10米的环氧树脂绝缘筒，在环氧树脂绝缘筒绕有电阻丝，其特征在于，所述环氧树脂绝缘筒等距离至少分为三段，每一段环氧树脂绝缘筒两端分别设置有法兰接口，每一段环氧树脂绝缘筒上缠绕的电阻丝首尾端分别与两端法兰接口连接，所述三段环氧树脂绝缘筒之间通过法兰串接在一起，在每一段环氧树脂绝缘筒两端分别设置有均压环，所述均压环包括由金属管环绕环氧树脂绝缘筒形成的金属环，金属环通过与环氧树脂绝缘筒两端法兰接口之间均匀设置的多个支撑辐条呈伞状支撑固定形成环罩，其中，三段环氧树脂绝缘筒中两侧段环氧树脂绝缘筒外侧设置的均压环大于三段环氧树脂绝缘筒中其余均压环，将其称之为大均压环，其余均压环称之为小均压环。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于直流高电压发生器的大尺度保护电阻，包括长度不小于10米的环氧树脂绝缘筒，在环氧树脂绝缘筒绕有电阻丝，其特征在于，所述环氧树脂绝缘筒等距离至少分为三段，每一段环氧树脂绝缘筒两端分别设置有法兰接口，每一段环氧树脂绝缘筒上缠绕的电阻丝首尾端分别与两端法兰接口连接，所述三段环氧树脂绝缘筒之间通过法兰串接在一起，在每一段环氧树脂绝缘筒两端分别设置有均压环，所述均压环包括由金属管环绕环氧树脂绝缘筒形成的金属环，金属环通过与环氧树脂绝缘筒两端法兰接口之间均匀设置的多个支撑辐条呈伞状支撑固定形成环罩，其中，三段环氧树脂绝缘筒中两侧段环氧树脂绝缘筒外侧设置的均压环大于三段环氧树脂绝缘筒中其余均压环，将其称之为大均压环，其余均压环称之为小均压环。


2.根据权利要求1所述的大尺度保护电...

【专利技术属性】
技术研发人员：程登峰，傅中，朱太云，朱胜龙，张贵富，吴正阳，刘禹舜，夏令志，程洋，李森林，
申请(专利权)人：国网安徽省电力有限公司电力科学研究院，国网山东省电力公司建设公司，国家电网有限公司，
类型：新型
国别省市：安徽;34