專利名稱：：干式高壓套管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實用新型涉及一種高壓套管，尤其涉及一種干式高壓套管。
背景技術(shù)：
：高壓套管是極其重要的輸電設(shè)備，運行中的高壓套管不僅長期承受著工作電壓和電流，還承受著變壓器等設(shè)備內(nèi)外部故障時所產(chǎn)生的各種過電壓和短路電流，運行條件十分惡劣，套管發(fā)生故障的比例較高。因此，套管的設(shè)計、制造等顯得尤為重要。目前，國內(nèi)市場上的高電壓套管大致分為油紙絕緣瓷套管、聚四氟乙烯帶纏繞式套管、環(huán)氧樹脂絕緣的電容型套管三種。油紙絕緣瓷套管主要由導(dǎo)桿、絕緣紙帶纏繞后浸入絕緣油而構(gòu)成的絕緣層、分布在絕緣層之間由金屬箔組成的電容屏以及電瓷外套組成。油紙絕緣瓷套管為最早出現(xiàn)的套管，主要用于發(fā)電廠、變電站中引導(dǎo)高壓或超高壓導(dǎo)線穿過建筑物的墻板。但因這種套管的絕緣層中含有絕緣油，所以經(jīng)常會出現(xiàn)絕緣油滲漏的問題，從而影響運行的安全性，并增加了檢修工作量。此外，這種套管的外絕緣選用瓷套，所以比較笨重、且容易破碎。聚四氟乙烯帶纏繞式套管主要由導(dǎo)桿、聚四氟乙烯帶與帶間添加硅油繞制而成的絕緣層、分布在絕緣層之間由半導(dǎo)電帶組成的電容屏以及有機外絕緣層組成。這種聚四氟乙烯帶纏繞式套管雖然被稱為"干式，，高壓套管，但其聚四氟乙烯帶之間仍然添加有硅油，所以與所述油紙絕緣瓷套管一樣，均存在油滲漏的問題。此外，由于聚四氟乙烯帶纏繞式套管的制造是在大氣環(huán)境中進行的，所以絕緣層中不可避免地會夾雜有大量氣泡，從而存在局部放電測量指標(biāo)不合格的問題。再者，聚四氟乙烯帶價格昂貴，所以套管的生產(chǎn)成本較高。環(huán)氧樹脂絕緣的電容型套管是用絕緣紙和鋁箔纏在套管的導(dǎo)桿上，經(jīng)真空干燥后浸漬環(huán)氧樹脂，固化而成的。但由于這種套管的制造工藝復(fù)雜，易出現(xiàn)不良產(chǎn)品，所以導(dǎo)致經(jīng)常會出現(xiàn)投運一定時期后介質(zhì)損耗或電容值發(fā)生較大變化的現(xiàn)象，影響正常運行。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種不需要流體介質(zhì)的干式高壓套管，該高壓套管可克服現(xiàn)有技術(shù)的套管漏油、成本高、工藝復(fù)雜等缺陷。為了達到上述目的，本實用新型提供一種干式高壓穿墻套管，其包括接線端子、與該接線端子相連接的導(dǎo)桿、位于該導(dǎo)桿外側(cè)的絕緣層、部分位于絕緣層外的接地電極以及中部裝有安裝法蘭的外絕緣，所述接地電極設(shè)置在所述導(dǎo)桿外側(cè)，該接地電極的中間部分的中部位于所述絕緣層之外，其兩端部分及中間部分的其他部位位于所述絕緣層之內(nèi)，所述導(dǎo)桿與所述接地電極共軸。根據(jù)本技術(shù)方案，高壓穿墻套管從導(dǎo)桿、絕緣層、接地電極到外絕緣之間均沒有任何流體介質(zhì)，是真正的干式結(jié)構(gòu)。因此，沒有漏油問題。此外，所述接地電極整體上為軸對稱結(jié)構(gòu)，所述中間部分為厚2~3mm的圓管狀，所述兩端部分的剖面形狀為所述兩端部分下緣與所述中間部分的下緣齊平，所述兩端部分的上緣沿軸向向外逐漸向上傾斜，并經(jīng)由朝軸向外側(cè)突出的曲線與所述兩端部分的下緣光滑過渡。根據(jù)本4支術(shù)方案，接地電極兩端部分的幾何形狀是以虛擬電極的圓柱面和共軸導(dǎo)桿的無限長圓柱面組成的電場之間的一個等位面為基礎(chǔ)，進行改造而成。所述等位面的選擇是以等位面上最大電場強度小于材料允許電場強度為原則，經(jīng)過改造的等位面形狀作為接地電極兩端面的幾何形狀，具有這種幾何形狀接地電極的電場強度小于材料允許電場強度值。從而，局部放電、介損、工頻耐壓、沖擊耐壓等考核參數(shù)都能達到標(biāo)準(zhǔn)要求，質(zhì)量可靠。因此，具有工藝筒單、可安全運行的優(yōu)點，這種結(jié)構(gòu)適用于額定電壓為126kV以下的套管。此外，所述接地電極的長度為600~1150mm,其兩端部分的尺寸為長120mm以下，寬28mm以下，所述導(dǎo)桿的長度為2800~3300mm。根據(jù)本技術(shù)方案，可有效地保證所述穿墻套管的安全使用。此外，所述導(dǎo)桿外側(cè)還設(shè)置有包括中間部分和兩端部分的中間電極，所述接地電極設(shè)置在該中間電極的外側(cè)，所述中間電極位于所述絕緣層之內(nèi)，所述導(dǎo)桿與所述中間電極共軸。根據(jù)本技術(shù)方案，高壓穿墻套管從導(dǎo)桿、絕緣層、中間電極、接地電極到外絕緣之間均沒有任何流體介質(zhì)，是真正的干式結(jié)構(gòu)。因此，沒有漏油問題。此外，所述中間電極整體上為軸對稱結(jié)構(gòu)，其中間部分為厚2~3mm的圓管狀，其兩端部分的剖面形狀為所述兩端部分的下緣與所述中間部分的下緣齊平，所述兩端部分的上緣沿軸向向外逐漸向上傾斜，并經(jīng)由朝軸向外側(cè)突出的曲線與所述兩端部分的下緣光滑過渡，所述中間電極的長度近似為所述導(dǎo)桿的長度和所述接地電極的長度的算術(shù)平均值。才艮據(jù)本技術(shù)方案，接地電極兩端部分的幾何形狀是以虛擬電極的圓柱面與共軸中間電的無限長圓柱面組成的電場之間的一個等位面為基礎(chǔ)，進行改造而成。該等位面的選擇是以等位面上最大電場強度小于材料允許電場強度為原則，經(jīng)過改造的等位面形狀作為接地電極兩端面的幾何形狀。中間電極兩端部分的幾何形狀是以虛擬電極的圓柱面與共軸導(dǎo)桿的無限長圓柱面組成的電場之間的一個等位面為基礎(chǔ)，進行改造而成。該等位面的選擇是以等位面上最大電場強度小于材料允許電場強度為原則。經(jīng)過改造的等位面形狀作為中間電極兩端面的幾何形狀。具有這種凡何形狀接地電極和中間電極的電場強度小于材料允許電場強度值。從而，局部放電、介損、工頻耐壓、沖擊耐壓等考核參數(shù)都能達到標(biāo)準(zhǔn)要求，質(zhì)量可靠。因此，具有工藝筒單、可安全運行的優(yōu)點，這種結(jié)構(gòu)可用于額定電壓為126kV以上的套管。此外，所述中間電極的長度為2025~2225mm,其兩端部分的尺寸為長80mm以下，寬18mm以下；所述接地電極的長度為950~1150mm，其兩端部分的尺寸為長為80mm以下，寬為18mm以下；所述導(dǎo)桿的長度為3100~3300mm。根據(jù)本技術(shù)方案，可有效地保證所述穿墻套管的安全使用。圖1是表示本實用新型干式高壓套管的第一實施方式的示意圖；圖2是表示本實用新型干式高壓套管的第二實施方式的示意圖；圖3是對所述第一實施方式的干式高壓套管確定其接地電極兩端部分的幾何形狀的原理圖4是對所述第二實施方式的干式高壓套管確定其接地電極兩端部分的幾何形狀的原理圖5是對所述第二實施方式的干式高壓套管確定其中間電極兩端部分的幾何形狀的原理圖。附圖標(biāo)記說明1:接線端子、2:導(dǎo)桿、3:絕緣層、4:中間電極、5:接地電極、6、安裝法蘭、7:外絕緣、8:虛擬電極、9:等位面、10:導(dǎo)桿的無限長圓柱面、11:等位面的最左端、12:中間電極的無限長圓柱面。具體實施方式下面，根據(jù)圖1~圖5詳細說明具體實施方式。本說明書中的"長"是指沿圖中左右方向上的尺寸，"厚"(或"寬")是指沿圖中上下方向上的尺寸。圖1是表示本實用新型干式高壓套管的第一實施方式的示意圖(額定電壓在126kV以下)。如圖1所示，該高壓套管由導(dǎo)桿2、絕緣層3、置于絕緣層3外的接地電極5和外絕緣7組成。在導(dǎo)桿2兩端連接有接線端子1，且其外部被絕緣層3所裹敷。該絕緣層3由環(huán)氧樹脂固化成型。接地電極5的中間部分的中部在絕緣層3外，接地電極5兩端部分及靠近兩端部分的部分圓管狀部分(其他部位)在絕緣層3內(nèi)，該兩端部分是指其厚度比中間部分的厚度至少大0.5mm的部分。接地電極5和導(dǎo)桿2共軸，外絕緣7的中部通過安裝法蘭6連接。圖2是表示本實用新型干式高壓套管的第二實施方式的示意圖(額定電壓在126kV以上)。該圖中，高壓套管由導(dǎo)桿2、絕緣層3、中間電極4、接地電極5和置于絕緣層3外的外絕緣7組成。在導(dǎo)桿2的兩端連接有接線端子1。導(dǎo)桿2被絕緣層3所裹敷，并位于半導(dǎo)體或?qū)w材料制成的中間電極4內(nèi)。絕緣層3由環(huán)氧樹脂固化成型。中間電極4外套有半導(dǎo)體或?qū)w材料制成的接地電極5。接地電極5中間部分的中部在絕緣層3外，接地電極5兩端部分及靠近兩端部分的部分圓管狀部分(其他部位)在絕緣層3內(nèi)，該兩端部分是指其厚度比中間部分的厚度至少大0.5mm的部分。中間電極4和導(dǎo)桿2共同置于絕緣層3內(nèi)并共軸。接地電極5和導(dǎo)桿2共軸，外絕緣7的中部通過安裝法蘭6連接。由此可知，該圖所示的高壓套管與圖1所示的高壓套管不同的是，導(dǎo)桿2的外部不僅設(shè)置有接地電極5,還設(shè)置有中間電極4。圖3是高壓套管的縱剖面圖，是對所述第一實施方式的干式高壓套管確定其接地電極兩端部分的幾何形狀的原理圖。如圖所示，接地電極5兩端部分的幾何形狀是以虛擬電極8的圓柱面和共軸的接地電極5的無限長圓柱面10組成的電場之間的等位面9為基礎(chǔ)，進行改造而成。等位面9的選擇是以等位面上最大電場強度小于材料允許電場強度為原則。等位面9的兩端是對稱的，故選左端為代表。設(shè)等位面9最左端的坐標(biāo)為(O，yO)。當(dāng)y〈y0時，接地電極5兩端部分的幾何形狀與等位面9相同。當(dāng)y〉yO時，將等位面9的坐標(biāo)進行修正，使原發(fā)散的等位面9變?yōu)榭梢允諗浚瑫r又保證修正后的最大電場強度與原等位面9的電場強度一致。經(jīng)過改造的等位面形狀作為接地電極5兩端面的幾何形狀。由圖3可知，接地電極5整體上為軸對稱結(jié)構(gòu)，其中間部分均為厚23mm的圓管狀，接地電極5的兩端部分的縱斷面為所述兩端部分下緣與所述中間部分的下緣齊平，所述兩端部分的上緣沿軸向向外逐漸向上傾斜，并經(jīng)由朝軸向外側(cè)突出的曲面與所述兩端部分的下緣光滑過渡。在額定電壓為126kV時，接地電極5的兩端部分的最大尺寸(矩形)為長100mm,厚25mm。導(dǎo)桿2的長度為3100mm,接地電極5的長度900~1150mm。接地電極5的中間部分為圓管狀，該圓管狀的厚度為2.5mm。在額定電壓為72.5kV時，接地電極5的兩端部分的最大尺寸(矩形)為長80mm，厚20tnm。導(dǎo)桿2的長度為2100mm,4妄地電極5的長度600mm。接地電極5的中間部分為圓管狀，該圓管狀的厚度為2.5mm。在額定電壓為40.5kV時，接地電極5的兩端部分的最大尺寸(矩形)為長60mm,厚18mm。導(dǎo)桿2的長度為1200mm,4妄地電才及5的長度300mm。接地電極5的中間部分為圓管狀，該圓管狀的厚度為2.5mm。圖4是高壓套管的縱剖面圖，是對所述第二實施方式的干式高壓套管確定其接地電極兩端部分的幾何形狀的原理圖。如該圖所示，接地電極5的兩端部分幾何形狀是以虛擬電極8的圓柱面與共軸中間電極4的無限長圓柱面12組成的電場之間的一個等位面9為基礎(chǔ)，進行改造而成。該等位面9的選擇是以等位面上最大電場強度小于材料允許電場強度為準(zhǔn)。等位面9的兩端是對稱的，故選左端為代表。設(shè)等位面9最左端11的坐標(biāo)為(O，yO)。當(dāng)y<yO時，接地電極5兩端部分的幾何形狀與等位面9相同。當(dāng)y〉yO時，將等位面9的坐標(biāo)進行修正，使原發(fā)散的等位面9變?yōu)榭梢允諗?，同時又保證修正后的最大電場強度與原等位面9的電場強度一致。經(jīng)過改造的等位面形狀作為4妄地電一及5兩端面的幾何形狀。圖5是高壓套管的縱剖面圖，是對所述第二實施方式的干式高壓套管確定其中間電極兩端部分的幾何形狀的原理圖。如圖5所示，中間電極4兩端部分的幾何形狀是以虛擬電極8的圓柱面和共軸導(dǎo)桿2的無限長圓柱面10組成的電場之間的一個等位9為基礎(chǔ)，進行改造而成。等位面9的選擇是以等位面上最大電場強度小于材料允許電場強度為原則。等位面9的兩端是對稱的，故選左端為代表。設(shè)等位面9最左端11的坐標(biāo)為(0，y0)。當(dāng)y〈yO時，中間電才及4兩端部分的幾何形狀與等位面9相同。當(dāng)y〉y0時，將等位面9的坐標(biāo)進行修正，使原發(fā)散的等位面9變?yōu)榭梢允諗浚瑫r又保證修正后的最大電場強度與原等位面9的電場強度一致。經(jīng)過改造的等位面形狀作為中間電極4兩端面的幾何形狀。由圖4、5可知，中間電極4和接地電極5整體上均為軸對稱結(jié)構(gòu)，其中間部分均為厚2~3mm的圓管狀，其兩端部分的剖面形狀為所述兩端部分的下^^與所述中間部分的下》彖齊平，所述兩端部分的上緣沿軸向向外逐漸向上傾斜，并經(jīng)由朝軸向外側(cè)突出的曲面與所述兩端部分的下緣光滑過渡。在額定電壓為260kv時，中間電才及4的長度為2125mm，其兩端部分的最大尺寸(矩形)為長70mm,厚18mm;接地電極的長度為1050mm,其兩端部分的最大尺寸為長70mm，厚15mm;導(dǎo)桿2的長度為3200mm。中間電極4和接地電極5中間部分為圓管狀，該圓管狀的厚度為2.5mm。根據(jù)圖3~5可知各電壓等級的接地電極5和中間電極4的端部尺寸范圍(參見表l)。表1所示的尺寸范圍為矩形，是指接地電極5和中間電才及4的兩端部分在此矩形范圍內(nèi)。<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>當(dāng)導(dǎo)桿2外既設(shè)置有接地電極5,又設(shè)置有中間電極4時，中間電極4的長度(包括兩端部分)近似為導(dǎo)桿2(不包括與接線端子1連接的部分)和接地電極5的長度(包括兩端)的算術(shù)平均值。各電壓等級的導(dǎo)桿2(不包括與接線端子1連接的部分)、接地電極5(包括兩端部分)和中間電極(包括兩端部分)的長度范圍如表2所示。表2-各電壓等級下導(dǎo)桿、接地電極、中間電極的長度范圍<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>權(quán)利要求1.一種干式高壓穿墻套管，包括接線端子(1)、與該接線端子(1)相連接的導(dǎo)桿(2)、位于該導(dǎo)桿(2)外側(cè)的絕緣層(3)、部分位于絕緣層(3)外的接地電極(5)以及中部裝有安裝法蘭(6)的外絕緣(7)，其特征在于，所述接地電極(5)設(shè)置在所述導(dǎo)桿(2)外側(cè)，該接地電極(5)的中間部分的中部位于所述絕緣層(3)之外，其兩端部分及中間部分的其他部位位于所述絕緣層(3)之內(nèi)，所述導(dǎo)桿(2)與所述接地電極(5)共軸。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的干式高壓套管，其特征在于，所述接地電極(5)整體上為軸對稱結(jié)構(gòu)，所述中間部分為厚2~3mm的圓管狀，所述兩端部分的剖面形狀為所述兩端部分下緣與所述中間部分的下多彖齊平，所述兩端部分的上^^沿軸向向外逐漸向上傾斜，并經(jīng)由朝軸向外側(cè)突出的曲線與所述兩端部分的下緣光滑過渡。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的干式高壓套管，其特征在于，所述接地電極(5)的長度為600~1150mm，其兩端部分的尺寸為長120mm以下，寬28mm以下，所述導(dǎo)桿(2)的長度為2800-3300mm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的干式高壓套管，其特征在于，所述導(dǎo)桿(2)外側(cè)還設(shè)置有包括中間部分和兩端部分的中間電極(4)，所述接地電極(5)設(shè)置在該中間電極(4)的外側(cè)，所述中間電極(4)位于所述絕緣層(3)之內(nèi)，所述導(dǎo)桿(2)與所述中間電極(4)共軸。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的干式高壓套管，其特征在于，所述中間電極(4)整體上為軸對稱結(jié)構(gòu)，其中間部分為厚2~3mm的圓管狀，其兩端部分的剖面形狀為所述兩端部分的下緣與所述中間部分的下緣齊平，所述兩端部分的上緣沿軸向向外逐漸向上傾斜，并經(jīng)由朝軸向外側(cè)突出的曲線與所述兩端部分的下緣光滑過渡，所述中間電極(4)的長度為所述導(dǎo)桿(2)的長度和所述接地電極(5)的長度的算術(shù)平均值。6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的干式高壓套管，其特征在于，所述中間電^l(4)的長度為2025~2225mm,其兩端部分的尺寸為長80mm以下，寬18mm以下；所述接地電極(5)的長度為950~1150mm,其兩端部分的尺寸為長為80mm以下，寬為18mm以下；所述導(dǎo)桿(2)的長度為3100~3300mm。專利摘要本實用新型提供一種干式高壓套管。其主要包括接線端子、導(dǎo)桿、絕緣層、接地電極、外絕緣、安裝法蘭。在額定電壓為126KV以下時，高壓套管中只有接地電極。在額定電壓為126KV以上時，高壓套管中既有接地電極，又有中間電極。在縱剖面圖中，中間電極和接地電極的兩端部分呈軸對稱圖形，兩端部分下緣與中間部分的下緣齊平，兩端部分的上緣沿軸向向外逐漸向上傾斜，并經(jīng)由朝軸向外側(cè)突出的曲線與下緣光滑過渡，從而，可保證中間電極和接地電極的電場強度小于材料允許電場強度值。此外，本實用新型的高壓套管內(nèi)部無氣泡和任何流體介質(zhì)，外絕緣采用防老化、抗紫外線、防污性能號的有機絕緣材料，質(zhì)量安全可靠、工藝簡單、成本低。文檔編號H02G3/22GK201398049SQ200920106169公開日2010年2月3日申請日期2009年3月13日優(yōu)先權(quán)日2009年3月13日發(fā)明者何廣昌,袁津朝申請人:中能電力科技開發(fā)有限公司