高压套管和高压互感器绝缘

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1、高电压绝缘技术第八章：高压套管和高压互感器绝缘第一节：高压套管1.1概述1：当载流导体需要穿过与其电位不同的金属箱壳或墙壁时，需用套管2：套管结构具有强垂直分量的极不均匀电场3：套管内部结构影响外绝缘性能和内绝缘性能第一节：高压套管1.2充油套管单油隙套管：35kV及以下导杆表面油道里的场强较高：常在导杆上包5～15mm的电缆纸或套绝缘纸桶=>纸的介电常数较高，因而场强降低。设计套管时：需校验电晕起始电压和滑闪起始电压：电晕起始电压应高于工作电压；滑闪起始电压应高于工频试验电压和干闪电压套管在油中的瓷套高

2、度为空气中瓷套高度的一半。套管内的绝缘的击穿电压希望大于其干试电压第一节：高压套管1.2充油套管多油隙套管：35kV以上多个绝缘桶以提高击穿电压油隙分隔得越细耐压越高有时在绝缘桶上包金属极板第一节：高压套管1.3电容式套管110kV及以上主要依靠电容芯子来改善电场分布电容芯子由多层绝缘纸构成，在层间按设计要求得位置上夹有铝箔，组成了一串同轴圆柱形电容器。电场分布比充油套管均匀得多；相邻铝箔间测绝缘层很薄，因而介电强度很高分胶纸套管和油纸套管第一节：高压套管1.3电容式套管第一节：高压套管1.3电容式套管胶

3、纸套管：用0.06mm涂环氧树脂的单面上胶纸卷烘制而成。油中部分可不用瓷套；长度可缩短；机械强度高、尺寸小、用油量少；耐局部放电性能好；介损大、极板边缘及层间气隙不易消除，局部放电起始电压低油纸套管：结构相似，以电缆纸浸以矿物油为绝缘，经干燥、真空浸油处理，介损小、局放起始电压高。新发展：真空加压浸环氧树脂的浸胶套管，尺寸小、强度高。接地屏：最外层电容极板，用小套管引出，运行时接地，试验时用来测量泄漏电流、局放信号等。第一节：高压套管1.3电容式套管场强选择：1）长期工作电压下不发生有害局放2）1分钟工频

4、耐压试验时不出现滑闪放电。3）在干试和冲击试验下不击穿。隐患：1）芯子发生贯穿纸层的径向击穿2）芯子发生沿纸层或芯子表面的闪络3）极板边缘电场集中、存在空隙，易发生局放，使胶纸和油纸逐渐老化变质。胶纸和油纸绝缘的短时电气强度都很高，但长期电压作用下的介电强度仅为短时的几分之一。因而芯子绝缘中工作场强的选取通常主要取决于长期工作电压下不发生有害的局放的要求第一节：高压套管1.3电容式套管胶纸和油纸绝缘的短时电气强度都很高，但长期电压作用下的介电强度仅为短时的几分之一。因而芯子绝缘中工作场强的选取通常主要取决

5、于长期工作电压下不发生有害的局放的要求在胶纸套管中采用半导电极板或镶边以缓和均压板边缘的电场第一节：高压套管1.3电容式套管中压110kV的A相套管缺陷照片放电发生部位（注：污秽部分已经被擦除）第一节：高压套管1.3电容式套管极板边缘的电晕或滑闪放电起始电压计算的经验公式：第一节：高压套管1.3电容式套管其中d为电极间的绝缘厚度（mm）胶纸绝缘中局放不易扩大，选用的工作场强略低于其起始电晕场强即可。油纸绝缘要求局放在工作电压下熄灭，选用的工作场强远低于电晕起始场强。套管绝缘径向许用工作场强的经验公式：第一

6、节：高压套管1.3电容式套管其中d为电极间的绝缘厚度（mm）电容芯子轴向场强的选择，常按工频击穿电压（常为1.2倍干试电压）下不出现轴向闪络来考虑。第一节：高压套管1.3电容式套管主要设计内容：正确选择各种场强；算出各均压极板的合适尺寸以使径向、轴向电场分布较均匀，且两者关系较合理；考虑芯子与瓷套间的合理配合，有利于提高瓷套外部的放电电压第一节：高压套管1.4电容式套管设计原理基础知识：第一节：高压套管1.4电容式套管设计原理dU：相邻极板间的电位差Ea:相邻极板沿dl上的等效轴向场强Er:第x层极板处绝

7、缘层中的径向场强忽略边沿效应，通过各极板的电通量不变如果保持径向场强不变：第一节：高压套管1.4电容式套管设计原理轴向电场很不均匀，将随半径r的平方增大如果保持轴向场强不变：第一节：高压套管1.4电容式套管设计原理已知最靠近导杆r0处极板长为l0，最靠近法兰rn处极板长为ln，求解方程可得：如果保持轴向场强不变：第一节：高压套管1.4电容式套管设计原理不同r处的径向场强不均匀，常取靠近导杆处的Er0与靠近法兰处的Erm相同，则不均匀程度小些：在设计芯子时，不可能使Ea和Er两者同时保持均匀。过去，按“等电

8、容、等台阶”设计，Ea相等而Er不等，设计方便，但尺寸较大80年代后：“等厚度，不等台阶”90年代后：“等裕度”第一节：高压套管1.4电容式套管设计原理近法兰处极板半径rn的选择：取Ea恒定，取Er0＝Ern＝Erm,则：第一节：高压套管1.4电容式套管设计原理为使rn最小，由得：当选定许用场强后，依据上式可求出rn各均压板长度的选择：在考虑芯子的轴向尺寸时，希望沿芯子表面较均匀得电场分布也能够影响到瓷套的外表，接地极板ln宜