[实用新型]一种特高压复合外绝缘出线套管

说明书

技术领域

本实用新型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外绝缘复合出线套管。

背景技术

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。对于以复合绝缘筒为外绝缘的出线套管，绝缘外套基本都是直筒型结构，对于750kV套管，外绝缘复合套管高度在8m以上，外形尺寸很大，造成玻璃钢筒及硅橡胶伞套成型的制造难度和制造成本较高。

出线套管是用导电杆将断路器或GIS等设备的特高压、大电流穿越接地法兰，将电能引入、引出系统。如图1所示，现有特高压复合出线套管上下都装有法兰（下法兰1，上法兰2），导电杆3与接地法兰（下法兰1）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，因此绝缘外套的直径就会比较大。另外，由于接地电极不会做得太高，一般不会超过绝缘外套高度的20%（太高会导致接地电极与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%的绝缘外套高度占外绝缘电压分布的50%以上，如果电场设计不合理，下端非常容易发生湿闪络。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种特高压复合外绝缘出线套管，通过对绝缘外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，本实用新型提供的一种特高压复合外绝缘出线套管，包括绝缘外套、接地法兰和设置于绝缘外套中央的导电杆，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：所述绝缘外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，本实用新型还具有如下特征：

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、所述绝缘外套内部填充有绝缘气体。

6、所述绝缘气体为六氟化硫。

7、上方子套管的内径小于下方子套管的内径。

本实用新型特高压复合外绝缘出线套管，将复合套分为两段（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，上复合套的雨水经由过渡板直接落地，不会淋落在下复合套的伞盘上，相当于降低了雨量，也有利于湿闪络电压的提高。

增加中间电极后，导杆表面的场强可以降低接近一半，能够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，可明显减小绝缘外套直径。由于上节外套直径明显小于下节直径，既可以降低产品重量，又能降低产品运行时的风阻，可以更好的保证套管安装、运输及运行安全，同时套管制造成本也会明显降低，内部SF6气体充气量也会大大减少。