[发明专利]一种直流输电换流变网侧套管的设计方法

摘要

本发明公开了一种直流输电换流变网侧套管的设计方法，其包括以下步骤：A.套管上瓷套高度L1的确定；B.套管芯子中各均压极板长度的确定；C.套管芯子内外均压极半径的确定。本发明提高了换流变网侧套管在尾部绝缘距离、绝缘厚度、绝缘裕度、场强设计、机械尺寸设计、密闭性等方面的性能，该类型高可靠性套管可作为换流变网侧高压套管备品，保证换流变套管设备的安全运行，提高直流系统的输电可靠率。

主权项

一种直流输电换流变网侧套管的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：A、套管上瓷套高度L1的确定：基于换流变套管工频一分钟耐受电压值U1、套管在空气中的平均干闪场强E1、保障套管一定裕度参数A1，采用式（1）L1=U1*(1+A1)/E1    （1）确定套管上瓷套高度L1；B、套管芯子中各均压极板长度的确定，包括以下步骤：B1、相邻极板间的绝缘层所承受电压的确定：结合套管绝缘层的层数n、套管最高工作相电压U2，根据式（2）U3=U2/n    （2）确定相邻极板间的绝缘层所承受电压U3；B2、套管轴向均压极板的台阶总长的确定：结合兼顾改善瓷套外表面电场分布的上台阶λ1，电极边缘直接浸于油中的下台阶λ2，根据式（3）：L3=n*(λ1+λ2)    （3）确定套管轴向均压极板的台阶总长L3；B3、极板距离套管上端盖最小距离的校核：结合卡装高度h1、以及步骤A中计算的套管上瓷套高度L1，根据式（4）h0=L1‑h1‑n*λ1‑10%*L1    （4）计算极板距离套管上端盖最小距离h0，其中，所述卡装高度h1的范围为(8%～10%)*L1，所述极板距离套管上端盖最小距离h0的范围为(20%～40%)*L1；B4、套管各极板高度的确定：结合所述卡装高度h1、以及中间法兰高度h2、装设电流互感器高度h3，根据式（5）：ln=h1+h2+h3+10%*L1    （5）li=ln+(n‑i)(λ1+λ2)计算套管最短极板高度ln和套管第i层的极板高度li，其中i=(0,1…,n‑1)，所述第0层的极板高度为套管最长极板高度l0；C、套管芯子内外均压极半径的确定，包括以下步骤：C1、套管芯子外均压极半径的确定：结合电极间的绝缘介质厚度d1、套管径向许用工作场强经验系数k1、以及步骤B4中计算的套管最短极板高度ln和套管最长极板高度l0，根据式（6） r n = U 2 2 * ( k 1 / ( d 1 ) 0.5 ) * l 0 l n + 1 1 n l 0 l n - - - ( 6 ) 确定套管芯子外均压极半径rn；C2、套管芯子内均压极半径的确定：根据式（7） r 0 = ( r n ) / ( l 0 l n ) - - - ( 7 ) 确定套管芯子内均压极半径r0；C3、套管芯子除内外均压极外其他均压极板半径的确定：结合套管芯子外均压极半径rn、套管芯子内均压极半径r0、套管最短极板高度ln、套管最长极板高度l0，根据式（8） l j 1 n r j r j - 1 = n 2 ( l 1 + l n ) 1 n r n r 0 - - - ( 8 ) 确定第j层均压极板的半径rj；其中j=(1,2…,n‑1)。