一种特高压SF6气体绝缘穿墙套管

摘要

本发明涉及特高压SF6气体绝缘穿墙套管，包括外绝缘结构和和设置于外绝缘结构内部的电极结构，外绝缘结构包括通过安装法兰联接的户外绝缘套和户内绝缘套，电极结构包括导电杆、中间电极和接地电极，户外绝缘套和户内绝缘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，中间电极的两端分别固定在户外的过渡件和户内的过渡件上。本发明通过对外绝缘及内部电极结构的创新，可以明显提高套管电气性能以及抗弯强度，相比传统的特高压穿墙套管，大大降低了产品本身的重量，安装更方便，运行更可靠，同时也降低了外绝缘和整只套管的制造难度及制造成本。

权利要求

1.一种特高压SF6气体绝缘穿墙套管，包括外绝缘结构和和设置于外绝缘结构内部的电极结构，所述外绝缘结构包括通过安装法兰联接的户外绝缘套和户内绝缘套，电极结构包括导电杆、中间电极和接地电极，其特征在于：所述户外绝缘套和户内绝缘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，所述中间电极的两端分别固定在户外的过渡件和户内的过渡件上。

2.根据权利要求1所述的特高压SF6气体绝缘穿墙套管，其特征在于：所述过渡件呈板状结构，相邻子套管分别通过法兰固定在过渡件的两侧。

3.根据权利要求2所述的特高压SF6气体绝缘穿墙套管，其特征在于：所述过渡件为金属材质，过渡件的外围设置有均压环。

4.根据权利要求1所述的特高压SF6气体绝缘穿墙套管，其特征在于：所述户外绝缘套和户内绝缘套为复合绝缘套，远离安装法兰一侧的子套管直径小于靠近安装法兰一侧的子套管直径。

5.根据权利要求1所述的特高压SF6气体绝缘穿墙套管，其特征在于：所述户外绝缘套和户内绝缘套为瓷绝缘套。

6.根据权利要求1所述的特高压SF6气体绝缘穿墙套管，其特征在于：所述接地电极固定在安装法兰内侧，中间电极设置于导电杆和接地电极之间。

7.根据权利要求1-6任一项所述的特高压SF6气体绝缘穿墙套管，其特征在于：所述外绝缘结构内部填充有绝缘气体。

8.根据权利要求7所述的特高压SF6气体绝缘穿墙套管，其特征在于：所述绝缘气体为六氟化硫。

说明书

一种特高压SF6气体绝缘穿墙套管

技术领域

[0001] 本发明涉及一种特高压穿墙套管，尤其是一种用于带电导体穿越墙体等障碍物的SF6气体绝缘套管，一般采用卧式安装。

背景技术

[0002] 目前550kV及以上穿墙套管，基本采用油纸电容式和充SF6气体绝缘两种结构，一般以复合绝缘筒作为外绝缘，也可以用瓷套。

[0003] 油纸电容式穿墙套管的主要结构为：户内外绝缘+安装法兰+户外外绝缘，内置油纸电容芯子作为主绝缘，套管内充入绝缘油。产品整体质量重，卧式安装时，外绝缘根部力矩很大，套管抗弯强度低，易渗漏，运行可靠性差，且户内和户外单边外绝缘尺寸都较大，以550kV穿墙瓷套管为例，单边瓷套高度都在5m以上，瓷套的制造难度和制造成本较高。

[0004] 充SF6气体绝缘穿墙套管主要结构为：户内外绝缘+安装法兰+户外外绝缘，内部导电杆与安装法兰之间设置同轴屏蔽电极（一般会采用中间电极+接地电极的方式）用以均匀电场，套管内部充入设计运行压力的SF6气体作为绝缘介质。此结构套管同样存在卧式安装时，外绝缘根部力矩大，抗弯强度低，易漏气等问题，而且内部中间电极的绝缘支撑难以处理。图1为现有复合外绝缘穿墙套管示意图，图中，标号1是户外绝缘套，标号2是户内绝缘套，标号3是安装法兰，标号4是导电杆，标号5是接地电极，标号6是中间电极，标号7是绝缘支撑。

发明内容

[0005] 本发明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SF6气体绝缘穿墙套管，通过对绝缘套进行分段并设置中间电极，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。

[0006] 为了解决以上技术问题，本发明提供的特高压SF6气体绝缘穿墙套管，包括外绝缘结构和和设置于外绝缘结构内部的电极结构，所述外绝缘结构包括通过安装法兰联接的户外绝缘套和户内绝缘套，电极结构包括导电杆、中间电极和接地电极，其特征在于：所述户外绝缘套和户内绝缘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，所述中间电极的两端分别固定在户外的过渡件和户内的过渡件上。

[0007] 为了进一步解决以上技术问题，本发明还具有如下特征：

[0008] 1、所述过渡件呈板状结构，相邻子套管别通过法兰固定在过渡件的两侧。

[0009] 2、所述过渡件为金属材质，过渡件的外围设置有均压环。

[0010] 3、子套管分别通过法兰固定在过渡件的两侧。

[0011] 4、所述户外绝缘套和户内绝缘套为复合绝缘套，远离安装法兰一侧的子套管直径小于靠近安装法兰一侧的子套管直径。

[0012] 5、所述户外绝缘套和户内绝缘套为瓷外绝缘套。

[0013] 6、所述接地电极固定在安装法兰内侧，中间电极设置于导电杆和接地电极之间。

[0014] 7、所述外绝缘结构内部填充有绝缘气体。

[0015] 8、所述绝缘气体为六氟化硫。

[0016] 本发明户内及户外单边绝缘外套分成两段（也可以是两段以上）,中间用过渡板联接形成单边外绝缘，通过安装法兰将两个单边外绝缘组合成整体外绝缘。设置于导电杆和接地电极之间的中间电极的两端分别固定在户外和户内的过渡板上，中间电极安装方式简单，可靠性高。中部的安装法兰设置有接地电极，套管内部充额定设计压力的SF6气体作为绝缘介质。

[0017] 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、优化导电杆半径r1、中间电极半径r2、接地电极半径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单边外绝缘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。

[0018] 增加中间电极后，导杆表面的场强可以降低接近一半，能够显著提高套管内绝缘的电气性能。单边绝缘外套的上节直径尺寸可以明显小于下节直径，如此，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。

[0019] 相比传统特高压穿墙套管，本发明在提高内绝缘电气性能和闪络电压的同时，绝缘外套的生产难度也大大降低，由于可以通过单节绝缘外套进行分解及组装，套管安装、运输也更加方便、安全，户内或户外单边外绝缘的上下两部分借助过渡板联结，对于绝缘外套抗弯受力时的力的分解有很好的改善，可提高套管的抗弯性能及绝缘筒的刚性，此创新结构尤其对于750kV及以上特高压穿墙套管，可靠性显著提高的同时，制造成本也能明显下降。

附图说明

[0020] 图1为现有特高压SF6气体绝缘穿墙套管结构示意图。

[0021] 图2为本发明特高压SF6气体绝缘穿墙套管结构示意图。

[0022] 图中标号示意如下：

[0023] 1-户外绝缘套，2-户内绝缘套，3-安装法兰，4-导电杆，5-接地电极，6-中间电极，7-绝缘支撑，8-户外上节外绝缘套，9-户外下节外绝缘套，10-户外过渡板，11-户内上节外绝缘套，12-户内下节外绝缘套，13-户内过渡板。

具体实施方式

[0024] 下面结合实施例对本发明作进一步详细描述。但是本发明不限于所给出的例子。

[0025] 如图2所示，本实施例特高压复合外绝缘穿墙套管，包括外绝缘结构和和设置于外绝缘结构内部的电极结构。其外绝缘结构包括：通过安装法兰3联接为一体的户内绝缘套和户外绝缘套，其电极结构包括：导电杆4、中间电极6和接地电极5。导电杆4设置于外绝缘结构的中央，接地电极5安装在安装法兰3上，中间电极6介于导电杆4和接地电极5之间。

[0026] 本发明的绝缘套采用分段结构，户外绝缘套和户内绝缘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。具体来说，本实施例的户外绝缘套分为两段（也可以分为三段）：户外上节外绝缘套8和户外下节外绝缘套9，户外上节外绝缘套8与户外下节外绝缘套9通过中间法兰固定在户外过渡板10上，形成户外单边外绝缘。对应的，户内绝缘套也分为两段：户内上节外绝缘套11和户内下节外绝缘套12，户内上节外绝缘套11和户内下节外绝缘套12中间法兰固定在户内过渡板10上，形成户内单边外绝缘。如图2所示，中间电极6的户外端固定在户外过渡板10上，中间电极6的户内端固定在户内过渡板13上。

[0027] 接地电极5安装在安装法兰3上，接地电极5与安装法兰3等电位。中间电极6两端分别固定在户外过渡板10和内过渡板13上，使得中间电极6与户内外绝缘套的中间法兰等电位。中间电极、接地电极、导电杆三者同轴，当导电杆通电后，导电杆与中间电极之间形成同轴电场，电容量为C1；中间电极与接地电极之间形成同轴电场，电容量为C2。

[0028] 通过调整导电杆直径、中间电极内径及高度、接地电极内径及高度，使两部分的电容值C1和C2接近相等，通过仿真计算验证电场场强在绝缘允许范围之内。

[0029] 例如以下计算实例：

[0030]导电杆直径 中间电极直径 中间电极高度 接地电极直径 接地电极高度 C1 C2
180 mm 385 mm 5000 mm 530 mm 2100 mm 1316 pF 1317 pF

[0031] 除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。比如本发明结构运用在电瓷外绝缘穿墙套管，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。