第八章-高压套管和高压互感器绝缘课件.ppt

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1、高电压绝缘技术第八章第八章：高压套管和高压高压套管和高压互感器绝缘互感器绝缘第一节：高压套管第一节：高压套管 1.1 1.1 1.1 1.1 概述概述概述概述1 1 1 1：当载流导体需要穿过：当载流导体需要穿过：当载流导体需要穿过：当载流导体需要穿过与其电位不同的金属箱壳与其电位不同的金属箱壳与其电位不同的金属箱壳与其电位不同的金属箱壳或墙壁时，需用套管或墙壁时，需用套管或墙壁时，需用套管或墙壁时，需用套管2 2 2 2：套管结构具有强垂直：套管结构具有强垂直：套管结构具有强垂直：套管结构具有强垂直分量的极不均匀电场分量的极不均匀电场分量的极不均匀电场分量的极不均匀电场3 3 3 3：套管内

2、部结构影响外：套管内部结构影响外：套管内部结构影响外：套管内部结构影响外绝缘性能和内绝缘性能绝缘性能和内绝缘性能绝缘性能和内绝缘性能绝缘性能和内绝缘性能第一节：高压套管第一节：高压套管 1.2 1.2 1.2 1.2 充油套管充油套管充油套管充油套管单油隙套管：单油隙套管：单油隙套管：单油隙套管：35kV35kV35kV35kV及以下及以下及以下及以下导杆表面油道里的场强较高：常在导杆导杆表面油道里的场强较高：常在导杆导杆表面油道里的场强较高：常在导杆导杆表面油道里的场强较高：常在导杆上包上包上包上包5 5 5 515mm15mm15mm15mm的电缆纸或套绝缘纸桶的电缆纸或套绝缘纸桶的电缆纸

3、或套绝缘纸桶的电缆纸或套绝缘纸桶=纸纸纸纸的介电常数较高，因而场强降低。的介电常数较高，因而场强降低。的介电常数较高，因而场强降低。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设计套管时：需校验电晕起始电压和滑设计套管时：需校验电晕起始电压和滑设计套管时：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闪起始电压：电晕起始电压应高于工作闪起始电压：电晕起始电压应高于工作闪起始电压：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电压；滑闪起始电压应高于工频试验电电压；滑闪起始电压应高于工频试验电电压；滑闪起始电压应高于工频试验电压和干闪电压压和干闪电压压和干

4、闪电压压和干闪电压套管在油中的瓷套高度为空气中瓷套高套管在油中的瓷套高度为空气中瓷套高套管在油中的瓷套高度为空气中瓷套高套管在油中的瓷套高度为空气中瓷套高度的一半。度的一半。度的一半。度的一半。套管内的绝缘的击穿电压希望大于其干套管内的绝缘的击穿电压希望大于其干套管内的绝缘的击穿电压希望大于其干套管内的绝缘的击穿电压希望大于其干试电压试电压试电压试电压第一节：高压套管第一节：高压套管 1.2 1.2 1.2 1.2 充油套管充油套管充油套管充油套管多油隙套管：多油隙套管：多油隙套管：多油隙套管：35kV35kV35kV35kV以上以上以上以上多个绝缘桶以多个绝缘桶以多个绝缘桶以多个绝缘桶以提高

5、击穿电压提高击穿电压提高击穿电压提高击穿电压油隙分隔得越油隙分隔得越油隙分隔得越油隙分隔得越细耐压越高细耐压越高细耐压越高细耐压越高有时在绝缘桶有时在绝缘桶有时在绝缘桶有时在绝缘桶上包金属极板上包金属极板上包金属极板上包金属极板第一节：高压套管第一节：高压套管 1.3 1.3 1.3 1.3 电容式套管电容式套管电容式套管电容式套管110kV110kV110kV110kV及以上及以上及以上及以上主要依靠电容芯子来改善电场分布主要依靠电容芯子来改善电场分布主要依靠电容芯子来改善电场分布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，在层间按电容芯子由多层绝缘纸构成，在层间按电容芯子由多层

6、绝缘纸构成，在层间按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，组成了一设计要求得位置上夹有铝箔，组成了一设计要求得位置上夹有铝箔，组成了一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。串同轴圆柱形电容器。串同轴圆柱形电容器。串同轴圆柱形电容器。电场分布比充油套管均匀得多；相邻铝电场分布比充油套管均匀得多；相邻铝电场分布比充油套管均匀得多；相邻铝电场分布比充油套管均匀得多；相邻铝箔间测绝缘层很薄，因而介电强度很高箔间测绝缘层很薄，因而介电强度很高箔间测绝缘层很薄，因而介电强度很高箔间测绝缘层很薄，因而介电强度很高分胶纸套管和油纸套管分胶纸套管和油纸套管分胶纸套管和油纸套

7、管分胶纸套管和油纸套管第一节：高压套管第一节：高压套管 1.3 1.3 1.3 1.3 电容式套管电容式套管电容式套管电容式套管第一节：高压套管第一节：高压套管 1.3 1.3 1.3 1.3 电容式套管电容式套管电容式套管电容式套管胶纸套管胶纸套管胶纸套管胶纸套管：用用用用0.06mm0.06mm0.06mm0.06mm涂环氧树脂的单面上胶纸卷烘制涂环氧树脂的单面上胶纸卷烘制涂环氧树脂的单面上胶纸卷烘制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；机械强度而成。油中部分可不用瓷套；长度可缩短；机械强度而成。油中部分可不用瓷套；长度可缩短；机械强度而成。油中部分可不用瓷套；

8、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、高、尺寸小、用油量少；耐局部放电性能好；介损大、高、尺寸小、用油量少；耐局部放电性能好；介损大、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极板边缘及层间气隙不易消除，局部放电起始电压低极板边缘及层间气隙不易消除，局部放电起始电压低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：油纸套管：油纸套管：油纸套管：结构相似，以电缆纸浸以矿物油为绝缘，结构相似，以电缆纸浸以矿物油为绝缘，结构相似，以电缆纸浸以矿物油为绝缘，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

9、，介损小、局放起始电压高。经干燥、真空浸油处理，介损小、局放起始电压高。经干燥、真空浸油处理，介损小、局放起始电压高。经干燥、真空浸油处理，介损小、局放起始电压高。新发展：新发展：新发展：新发展：真空加压浸环氧树脂的浸胶套管，尺寸小、真空加压浸环氧树脂的浸胶套管，尺寸小、真空加压浸环氧树脂的浸胶套管，尺寸小、真空加压浸环氧树脂的浸胶套管，尺寸小、强度高。强度高。强度高。强度高。接地屏：接地屏：接地屏：接地屏：最外层电容极板，用小套管引出，运行时接最外层电容极板，用小套管引出，运行时接最外层电容极板，用小套管引出，运行时接最外层电容极板，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

10、等。地，试验时用来测量泄漏电流、局放信号等。地，试验时用来测量泄漏电流、局放信号等。地，试验时用来测量泄漏电流、局放信号等。第一节：高压套管第一节：高压套管 1.3 1.3 1.3 1.3 电容式套管电容式套管电容式套管电容式套管场强选择场强选择场强选择场强选择：1 1 1 1）长期工作电压下不发生有害局放）长期工作电压下不发生有害局放）长期工作电压下不发生有害局放）长期工作电压下不发生有害局放2 2 2 2）1 1 1 1分钟工频耐压试验时不出现滑闪放电。分钟工频耐压试验时不出现滑闪放电。分钟工频耐压试验时不出现滑闪放电。分钟工频耐压试验时不出现滑闪放电。3 3 3 3）在干试和冲击试验下不

11、击穿。）在干试和冲击试验下不击穿。）在干试和冲击试验下不击穿。）在干试和冲击试验下不击穿。隐患隐患隐患隐患：1 1 1 1）芯子发生贯穿纸层的径向击穿）芯子发生贯穿纸层的径向击穿）芯子发生贯穿纸层的径向击穿）芯子发生贯穿纸层的径向击穿2 2 2 2）芯子发生沿纸层或芯子表面的闪络）芯子发生沿纸层或芯子表面的闪络）芯子发生沿纸层或芯子表面的闪络）芯子发生沿纸层或芯子表面的闪络3 3 3 3）极板边缘电场集中、存在空隙，易发生）极板边缘电场集中、存在空隙，易发生）极板边缘电场集中、存在空隙，易发生）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。局放，使胶纸和油纸逐渐老化变质。局

12、放，使胶纸和油纸逐渐老化变质。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胶纸和油纸绝缘的短时电气强胶纸和油纸绝缘的短时电气强胶纸和油纸绝缘的短时电气强度都很高，但长期电压作用下度都很高，但长期电压作用下度都很高，但长期电压作用下度都很高，但长期电压作用下的介电强度仅为短时的几分之的介电强度仅为短时的几分之的介电强度仅为短时的几分之的介电强度仅为短时的几分之一。一。一。一。因而芯子绝缘中工作场强的选因而芯子绝缘中工作场强的选因而芯子绝缘中工作场强的选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取通常主要取决于长期工作电取通常主要取决于长期工作电取通常主要取决于长期工作电压

13、下不发生有害的局放的要求压下不发生有害的局放的要求压下不发生有害的局放的要求压下不发生有害的局放的要求第一节：高压套管第一节：高压套管 1.3 1.3 1.3 1.3 电容式套管电容式套管电容式套管电容式套管胶纸和油纸绝缘的短时电气强胶纸和油纸绝缘的短时电气强胶纸和油纸绝缘的短时电气强胶纸和油纸绝缘的短时电气强度都很高，但长期电压作用下度都很高，但长期电压作用下度都很高，但长期电压作用下度都很高，但长期电压作用下的介电强度仅为短时的几分之的介电强度仅为短时的几分之的介电强度仅为短时的几分之的介电强度仅为短时的几分之一。一。一。一。因而芯子绝缘中工作场强的选因而芯子绝缘中工作场强的选因而芯子绝缘

14、中工作场强的选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取通常主要取决于长期工作电取通常主要取决于长期工作电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压下不发生有害的局放的要求压下不发生有害的局放的要求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在胶纸套管中采用半导电极板在胶纸套管中采用半导电极板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或镶边以缓和均压板边缘的电或镶边以缓和均压板边缘的电或镶边以缓和均压板边缘的电场场场场第一节：高压套管第一节：高压套管 1.3 1.3 1.3 1.3 电容式套管电容式套管电容式套管电容式套管中压中压中压中压110kV11

15、0kV的的的的A A相套管缺陷照片相套管缺陷照片相套管缺陷照片相套管缺陷照片放电发生部位（注：污秽部分已经被擦除）放电发生部位（注：污秽部分已经被擦除）放电发生部位（注：污秽部分已经被擦除）放电发生部位（注：污秽部分已经被擦除）第一节：高压套管第一节：高压套管 1.3 1.3 1.3 1.3 电容式套管电容式套管电容式套管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：极板边缘的电晕或滑闪放电起始电压计算的经验公式：极板边缘的电晕或滑闪放电起始电压计算的经验公式：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：高压套管第一节：高压套管 1.3 1.3 1.3 1.3 电容式套

16、管电容式套管电容式套管电容式套管其中其中其中其中d d d d为电极间的绝缘厚度为电极间的绝缘厚度为电极间的绝缘厚度为电极间的绝缘厚度（mmmmmmmm）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。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。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。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

17、场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。强。强。强。套管绝缘径向许用工作场强的经验公式：套管绝缘径向许用工作场强的经验公式：套管绝缘径向许用工作场强的经验公式：套管绝缘径向许用工作场强的经验公式：第一节：高压套管第一节：高压套管 1.3 1.3 1.3 1.3 电容式套管电容式套管电容式套管电容式套管其中其中其中其中d d d d为电极间的绝缘厚度为电极间的绝缘厚度为电极间的绝缘厚度为电极间的绝缘厚度（mmmmmmmm）电容芯子轴向场强的选择，常按工频击穿电压（常为电容芯子轴向场强的选择，常按工频击穿电压（常为电容芯子轴向场强的选择，常按工频击穿电压（常为电容芯子

18、轴向场强的选择，常按工频击穿电压（常为1.21.21.21.2倍干试电压）下不出现轴向闪络来考虑。倍干试电压）下不出现轴向闪络来考虑。倍干试电压）下不出现轴向闪络来考虑。倍干试电压）下不出现轴向闪络来考虑。第一节：高压套管第一节：高压套管 1.3 1.3 1.3 1.3 电容式套管电容式套管电容式套管电容式套管主要设计内容：主要设计内容：主要设计内容：主要设计内容：正确选择各种场强；正确选择各种场强；正确选择各种场强；正确选择各种场强；算出各均压极板的合适尺寸以使算出各均压极板的合适尺寸以使算出各均压极板的合适尺寸以使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，且径向、轴向电场分布较

19、均匀，且径向、轴向电场分布较均匀，且径向、轴向电场分布较均匀，且两者关系较合理；两者关系较合理；两者关系较合理；两者关系较合理；考虑芯子与瓷套间的合理配合，考虑芯子与瓷套间的合理配合，考虑芯子与瓷套间的合理配合，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有利于提高瓷套外部的放电电压有利于提高瓷套外部的放电电压有利于提高瓷套外部的放电电压第一节：高压套管第一节：高压套管 1.4 1.4 1.4 1.4 电容式套电容式套电容式套电容式套管设计原理管设计原理管设计原理管设计原理基础知识：基础知识：基础知识：基础知识：第一节：高压套管第一节：高压套管 1.4 1.4 1.4 1.4 电容

20、式套电容式套电容式套电容式套管设计原理管设计原理管设计原理管设计原理dUdUdUdU：相邻极板间的电位差：相邻极板间的电位差：相邻极板间的电位差：相邻极板间的电位差E E E Ea a a a:相邻极板沿相邻极板沿相邻极板沿相邻极板沿dldldldl上的等效轴向场强上的等效轴向场强上的等效轴向场强上的等效轴向场强E E E Er r r r:第第第第x x x x层极板处绝缘层中的径向场强层极板处绝缘层中的径向场强层极板处绝缘层中的径向场强层极板处绝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忽略边沿效应，通过各极板的电通量不变忽略边沿效应，通过各极板的电通量不变忽略边沿效应，通过各极

21、板的电通量不变如果保持径向场强不变：如果保持径向场强不变：如果保持径向场强不变：如果保持径向场强不变：第一节：高压套管第一节：高压套管 1.4 1.4 1.4 1.4 电容式套电容式套电容式套电容式套管设计原理管设计原理管设计原理管设计原理轴向电场很不均匀，将随半径轴向电场很不均匀，将随半径轴向电场很不均匀，将随半径轴向电场很不均匀，将随半径r r r r的平方增大的平方增大的平方增大的平方增大如果保持轴向场强不变：如果保持轴向场强不变：如果保持轴向场强不变：如果保持轴向场强不变：第一节：高压套管第一节：高压套管 1.4 1.4 1.4 1.4 电容式套电容式套电容式套电容式套管设计原理管设计

22、原理管设计原理管设计原理已知最靠近导杆已知最靠近导杆已知最靠近导杆已知最靠近导杆r r r r0 0 0 0处极板长为处极板长为处极板长为处极板长为l l l l0 0 0 0，最靠近法兰，最靠近法兰，最靠近法兰，最靠近法兰r r r rn n n n处极板长为处极板长为处极板长为处极板长为l l l ln n n n，求解方程可得：求解方程可得：求解方程可得：求解方程可得：如果保持轴向场强不变：如果保持轴向场强不变：如果保持轴向场强不变：如果保持轴向场强不变：第一节：高压套管第一节：高压套管 1.4 1.4 1.4 1.4 电容式套电容式套电容式套电容式套管设计原理管设计原理管设计原理管设计

23、原理不同不同不同不同r r r r处的径向场强不均匀，常取靠近导杆处的径向场强不均匀，常取靠近导杆处的径向场强不均匀，常取靠近导杆处的径向场强不均匀，常取靠近导杆处的处的处的处的E E E Er0r0r0r0与靠近法兰处的与靠近法兰处的与靠近法兰处的与靠近法兰处的E E E Ermrmrmrm相同，则不均匀相同，则不均匀相同，则不均匀相同，则不均匀程度小些：程度小些：程度小些：程度小些：在设计芯子时，不可能使在设计芯子时，不可能使在设计芯子时，不可能使在设计芯子时，不可能使E E E Ea a a a和和和和E E E Er r r r两者同时保持两者同时保持两者同时保持两者同时保持均匀。均匀

24、。均匀。均匀。过去，按过去，按过去，按过去，按“等电容、等台阶等电容、等台阶等电容、等台阶等电容、等台阶”设计，设计，设计，设计，E E E Ea a a a相等相等相等相等而而而而E E E Er r r r不等，设计方便，但尺寸较大不等，设计方便，但尺寸较大不等，设计方便，但尺寸较大不等，设计方便，但尺寸较大80808080年代后：年代后：年代后：年代后：“等厚度，不等台阶等厚度，不等台阶等厚度，不等台阶等厚度，不等台阶”90909090年代后：年代后：年代后：年代后：“等裕度等裕度等裕度等裕度”第一节：高压套管第一节：高压套管 1.4 1.4 1.4 1.4 电容式套管设计原理电容式套管

25、设计原理电容式套管设计原理电容式套管设计原理近法兰处极板半径近法兰处极板半径近法兰处极板半径近法兰处极板半径r r r rn n n n的选择：的选择：的选择：的选择：取取取取E E E Ea a a a恒定，取恒定，取恒定，取恒定，取E E E Er0 r0 r0 r0 E E E Ern rn rn rn E E E Erm,rm,rm,rm,则：则：则：则：第一节：高压套管第一节：高压套管 1.4 1.4 1.4 1.4 电容式套管设计原理电容式套管设计原理电容式套管设计原理电容式套管设计原理为使为使为使为使r r r rn n n n最小，由最小，由最小，由最小，由得：得：得：得：当选

26、定许用场强后，依据上式可求出当选定许用场强后，依据上式可求出当选定许用场强后，依据上式可求出当选定许用场强后，依据上式可求出r r r rn n n n各均压板各均压板各均压板各均压板长度长度长度长度的选择：的选择：的选择：的选择：在考虑芯子的轴向尺寸时，希望沿芯子表面较在考虑芯子的轴向尺寸时，希望沿芯子表面较在考虑芯子的轴向尺寸时，希望沿芯子表面较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，接均匀得电场分布也能够影响到瓷套的外表，接均匀得电场分布也能够影响到瓷套的外表，接均匀得电场分布也能够影响到瓷套的外表，接地极板地极板地极板地极板l l l ln n n

27、 n宜比法兰高出宜比法兰高出宜比法兰高出宜比法兰高出8 8 8 810101010L L L L1 1 1 1，而最靠近导而最靠近导而最靠近导而最靠近导杆的极板的顶点宜低于上端盖杆的极板的顶点宜低于上端盖杆的极板的顶点宜低于上端盖杆的极板的顶点宜低于上端盖2020202040404040 L L L L1 1 1 1油纸套管下瓷套的尾部屏蔽常取下瓷套长度油纸套管下瓷套的尾部屏蔽常取下瓷套长度油纸套管下瓷套的尾部屏蔽常取下瓷套长度油纸套管下瓷套的尾部屏蔽常取下瓷套长度 L L L L2 2 2 2的的的的25252525当采用等台阶设计时，各电容极板的长度当采用等台阶设计时，各电容极板的长度当采

28、用等台阶设计时，各电容极板的长度当采用等台阶设计时，各电容极板的长度分别是分别是分别是分别是：第一节：高压套管第一节：高压套管 1.4 1.4 1.4 1.4 电容式套管设计原理电容式套管设计原理电容式套管设计原理电容式套管设计原理各均压板各均压板各均压板各均压板半径半径半径半径的选择：的选择：的选择：的选择：在等轴向场强的设计中，如采用在等轴向场强的设计中，如采用在等轴向场强的设计中，如采用在等轴向场强的设计中，如采用“等台阶、等等台阶、等等台阶、等等台阶、等电容电容电容电容”的方案，则各极板间的绝缘厚度不同。的方案，则各极板间的绝缘厚度不同。的方案，则各极板间的绝缘厚度不同。的方案，则各极

29、板间的绝缘厚度不同。第一节：高压套管第一节：高压套管 1.4 1.4 1.4 1.4 电容式套管设计原理电容式套管设计原理电容式套管设计原理电容式套管设计原理计算实例：计算实例：计算实例：计算实例：330kV330kV330kV330kV胶纸短尾管设计：最高工作相电压胶纸短尾管设计：最高工作相电压胶纸短尾管设计：最高工作相电压胶纸短尾管设计：最高工作相电压363/1.732kV363/1.732kV363/1.732kV363/1.732kV，工频，工频，工频，工频1 1 1 1分钟耐压分钟耐压分钟耐压分钟耐压510kV510kV510kV510kV，全波雷电冲击耐压，全波雷电冲击耐压，全波雷

30、电冲击耐压，全波雷电冲击耐压1175kV1175kV1175kV1175kV第一节：高压套管第一节：高压套管 1.4 1.4 1.4 1.4 电容式套管设计原理电容式套管设计原理电容式套管设计原理电容式套管设计原理上瓷套高度上瓷套高度上瓷套高度上瓷套高度L L L L1 1 1 1：瓷套在空气中平均干闪场强瓷套在空气中平均干闪场强瓷套在空气中平均干闪场强瓷套在空气中平均干闪场强2.43kV2.43kV2.43kV2.43kV，取，取，取，取20202020裕度：裕度：裕度：裕度：L L L L1 1 1 1 510X1.2/2.5=244.8cm=250cm 510X1.2/2.5=244.8

31、cm=250cm 510X1.2/2.5=244.8cm=250cm 510X1.2/2.5=244.8cm=250cm ,该距离下雷电冲击也满足要求。该距离下雷电冲击也满足要求。该距离下雷电冲击也满足要求。该距离下雷电冲击也满足要求。各均压板长度各均压板长度各均压板长度各均压板长度l l l lx x x x：鉴于极板间厚度越小，起晕电压越低，极板数：鉴于极板间厚度越小，起晕电压越低，极板数：鉴于极板间厚度越小，起晕电压越低，极板数：鉴于极板间厚度越小，起晕电压越低，极板数宜多些，设宜多些，设宜多些，设宜多些，设n=90n=90n=90n=90。如采用等轴向场强、等台阶、等电容设计，则。如采

32、用等轴向场强、等台阶、等电容设计，则。如采用等轴向场强、等台阶、等电容设计，则。如采用等轴向场强、等台阶、等电容设计，则最高工作相电压下，相邻极板承受的压降为：最高工作相电压下，相邻极板承受的压降为：最高工作相电压下，相邻极板承受的压降为：最高工作相电压下，相邻极板承受的压降为：因要求设计短尾管，下部电极边缘直接浸入油中，因要求设计短尾管，下部电极边缘直接浸入油中，因要求设计短尾管，下部电极边缘直接浸入油中，因要求设计短尾管，下部电极边缘直接浸入油中，取下台阶为取下台阶为取下台阶为取下台阶为0.7cm,0.7cm,0.7cm,0.7cm,轴向闪络场强参见表轴向闪络场强参见表轴向闪络场强参见表轴

33、向闪络场强参见表8 8 8 83 3 3 3，则工频闪络电压约为：，则工频闪络电压约为：，则工频闪络电压约为：，则工频闪络电压约为：19X0.7X90=1197510kV19X0.7X90=1197510kV19X0.7X90=1197510kV19X0.7X90=1197510kV，满足要求，满足要求，满足要求，满足要求第一节：高压套管第一节：高压套管 1.4 1.4 1.4 1.4 电容式套管设计原理电容式套管设计原理电容式套管设计原理电容式套管设计原理在选取上台阶时兼顾改善瓷套外表面电场，取在选取上台阶时兼顾改善瓷套外表面电场，取在选取上台阶时兼顾改善瓷套外表面电场，取在选取上台阶时兼顾

34、改善瓷套外表面电场，取上台阶为上台阶为上台阶为上台阶为1.5cm1.5cm1.5cm1.5cm。此时，台阶总长为此时，台阶总长为此时，台阶总长为此时，台阶总长为90909090（1.5+0.7)=198cm1.5+0.7)=198cm1.5+0.7)=198cm1.5+0.7)=198cm。接地极板接地极板接地极板接地极板l l l ln n n n:如法兰长如法兰长如法兰长如法兰长20cm20cm20cm20cm、装电流互感器需、装电流互感器需、装电流互感器需、装电流互感器需40cm40cm40cm40cm、卡装长、卡装长、卡装长、卡装长10cm10cm10cm10cm、高出法兰、高出法兰、

35、高出法兰、高出法兰8 8 8 810101010L L L L1 1 1 1(取为取为取为取为25cm25cm25cm25cm），则），则），则），则l l l ln n n n20+40+10+25=95cm20+40+10+25=95cm20+40+10+25=95cm20+40+10+25=95cm零号极板零号极板零号极板零号极板l l l l。：由：由：由：由8 8 8 822222222式得式得式得式得l l l l0 0 0 095+198=293cm95+198=293cm95+198=293cm95+198=293cm，其上端距端盖，其上端距端盖，其上端距端盖，其上端距端盖25

36、02502502501.5X90-10-25=80,1.5X90-10-25=80,1.5X90-10-25=80,1.5X90-10-25=80,满足满足满足满足2020202040404040L L L L1 1 1 1的屏蔽要求。的屏蔽要求。的屏蔽要求。的屏蔽要求。其他各板长度其他各板长度其他各板长度其他各板长度l l l lx x x x:按公式按公式按公式按公式8 8 8 822222222计算可得。计算可得。计算可得。计算可得。第一节：高压套管第一节：高压套管 1.4 1.4 1.4 1.4 电容式套管设计原理电容式套管设计原理电容式套管设计原理电容式套管设计原理内外极板半径计算：

37、内外极板半径计算：内外极板半径计算：内外极板半径计算：高压套管芯子中最薄绝缘厚度为高压套管芯子中最薄绝缘厚度为高压套管芯子中最薄绝缘厚度为高压套管芯子中最薄绝缘厚度为1.11.2mm1.11.2mm1.11.2mm1.11.2mm，取，取，取，取1.15mm1.15mm1.15mm1.15mm，按表，按表，按表，按表8 8 8 82 2 2 2半导电镶边胶纸套管，允许半导电镶边胶纸套管，允许半导电镶边胶纸套管，允许半导电镶边胶纸套管，允许采用的最大径向场强按式采用的最大径向场强按式采用的最大径向场强按式采用的最大径向场强按式8 8 8 85 5 5 5：E E E Em m m m=2.2/1

38、.15=2.2/1.15=2.2/1.15=2.2/1.150.50.50.50.5=2.05kV/mm=2.05kV/mm=2.05kV/mm=2.05kV/mm，现为等电容设计，最大场强出现在两侧，按式现为等电容设计，最大场强出现在两侧，按式现为等电容设计，最大场强出现在两侧，按式现为等电容设计，最大场强出现在两侧，按式8 8 8 820202020可得接地可得接地可得接地可得接地板半径板半径板半径板半径r r r r90909090185.4cm=186cm185.4cm=186cm185.4cm=186cm185.4cm=186cm，由式，由式，由式，由式8 8 8 819191919

39、得得得得r r r r0 0 0 0186/186/186/186/（295/95295/95295/95295/95）=61cm.=61cm.=61cm.=61cm.各均压板半径计算：各均压板半径计算：各均压板半径计算：各均压板半径计算：按式按式按式按式8 8 8 824242424计算计算计算计算校验起晕电压：校验起晕电压：校验起晕电压：校验起晕电压：本设计最薄绝缘层为本设计最薄绝缘层为本设计最薄绝缘层为本设计最薄绝缘层为1.13mm1.13mm1.13mm1.13mm，按式，按式，按式，按式8 8 8 84 4 4 4其起晕其起晕其起晕其起晕电压为电压为电压为电压为2.2X1.132.2

40、X1.132.2X1.132.2X1.130.50.50.50.5=2.338=2.338=2.338=2.338最高工作电压下的承受电压最高工作电压下的承受电压最高工作电压下的承受电压最高工作电压下的承受电压2.329kV2.329kV2.329kV2.329kV，满足要求。，满足要求。，满足要求。，满足要求。第二节：高压电流互感器第二节：高压电流互感器设计原理：设计原理：设计原理：设计原理：将仅一匝的初级绕组将仅一匝的初级绕组将仅一匝的初级绕组将仅一匝的初级绕组弯成弯成弯成弯成U U U U形，全部绝缘都包在此绕组形，全部绝缘都包在此绕组形，全部绝缘都包在此绕组形，全部绝缘都包在此绕组上。

41、为了改善绝缘层中电场分布，上。为了改善绝缘层中电场分布，上。为了改善绝缘层中电场分布，上。为了改善绝缘层中电场分布，在绝缘层中布置电容屏，在接地在绝缘层中布置电容屏，在接地在绝缘层中布置电容屏，在接地在绝缘层中布置电容屏，在接地屏外面套以带有次级绕组的铁芯。屏外面套以带有次级绕组的铁芯。屏外面套以带有次级绕组的铁芯。屏外面套以带有次级绕组的铁芯。若将若将若将若将U U U U形视为拉直后的直线形，则形视为拉直后的直线形，则形视为拉直后的直线形，则形视为拉直后的直线形，则与串墙套管相似，设计原理相同与串墙套管相似，设计原理相同与串墙套管相似，设计原理相同与串墙套管相似，设计原理相同有足够的轴向尺

42、寸，宜按照径向有足够的轴向尺寸，宜按照径向有足够的轴向尺寸，宜按照径向有足够的轴向尺寸，宜按照径向场强均匀来设计，如等厚度设计。场强均匀来设计，如等厚度设计。场强均匀来设计，如等厚度设计。场强均匀来设计，如等厚度设计。场强选用原则：长期工作电压下场强选用原则：长期工作电压下场强选用原则：长期工作电压下场强选用原则：长期工作电压下不发生电晕，在工频及冲击试验不发生电晕，在工频及冲击试验不发生电晕，在工频及冲击试验不发生电晕，在工频及冲击试验电压下不发生贯穿性击穿或滑闪。电压下不发生贯穿性击穿或滑闪。电压下不发生贯穿性击穿或滑闪。电压下不发生贯穿性击穿或滑闪。当相邻电容屏间油纸绝缘厚度为当相邻电容

43、屏间油纸绝缘厚度为当相邻电容屏间油纸绝缘厚度为当相邻电容屏间油纸绝缘厚度为d d d d时，时，时，时，第二节：高压电流互感器第二节：高压电流互感器鉴于电容屏边缘处电鉴于电容屏边缘处电鉴于电容屏边缘处电鉴于电容屏边缘处电场分布极不均匀，而场分布极不均匀，而场分布极不均匀，而场分布极不均匀，而电流互感器里的电容电流互感器里的电容电流互感器里的电容电流互感器里的电容屏数目较少，常在相屏数目较少，常在相屏数目较少，常在相屏数目较少，常在相邻屏间插入几个端屏。邻屏间插入几个端屏。邻屏间插入几个端屏。邻屏间插入几个端屏。第二节：高压电流互感器第二节：高压电流互感器当相邻电容屏间油纸绝缘厚度为当相邻电容屏

44、间油纸绝缘厚度为当相邻电容屏间油纸绝缘厚度为当相邻电容屏间油纸绝缘厚度为d d d d（mmmmmmmm）时，工频）时，工频）时，工频）时，工频1 1 1 1分分分分钟试验电压下许用场强为钟试验电压下许用场强为钟试验电压下许用场强为钟试验电压下许用场强为E12dE12dE12dEUnUnUnUt t t t/Ed/Ed/Ed/Ed为有助于瓷套表面电场均匀化，接地电容屏宜伸出金为有助于瓷套表面电场均匀化，接地电容屏宜伸出金为有助于瓷套表面电场均匀化，接地电容屏宜伸出金为有助于瓷套表面电场均匀化，接地电容屏宜伸出金属油箱约属油箱约属油箱约属油箱约0.1L0.1L0.1L0.1L，最里面的极板宜低于

45、顶部金属件，最里面的极板宜低于顶部金属件，最里面的极板宜低于顶部金属件，最里面的极板宜低于顶部金属件0.2L0.2L0.2L0.2L。电容屏半径：按等厚度求取电容屏半径：按等厚度求取电容屏半径：按等厚度求取电容屏半径：按等厚度求取电容屏长度：按下列公式（电通量近似相等、各层径电容屏长度：按下列公式（电通量近似相等、各层径电容屏长度：按下列公式（电通量近似相等、各层径电容屏长度：按下列公式（电通量近似相等、各层径向电场相等）计算：向电场相等）计算：向电场相等）计算：向电场相等）计算：第二节：高压电流互感器第二节：高压电流互感器计算实例：计算实例：计算实例：计算实例：220kV220kV220kV

46、220kV油浸纸电流互感器，油浸纸电流互感器，油浸纸电流互感器，油浸纸电流互感器，1 1 1 1分钟工频实验电压分钟工频实验电压分钟工频实验电压分钟工频实验电压395kV395kV395kV395kV、外绝缘干、外绝缘干、外绝缘干、外绝缘干试电压试电压试电压试电压495kV495kV495kV495kV。确定屏数确定屏数确定屏数确定屏数n n n n：应按最大径向场强及绝缘厚度均相等来计算。绝缘厚度：应按最大径向场强及绝缘厚度均相等来计算。绝缘厚度：应按最大径向场强及绝缘厚度均相等来计算。绝缘厚度：应按最大径向场强及绝缘厚度均相等来计算。绝缘厚度d d d d取取取取0.8mm0.8mm0.8

47、mm0.8mm，在实验电压下许用场强为，在实验电压下许用场强为，在实验电压下许用场强为，在实验电压下许用场强为E=12X0.8E=12X0.8E=12X0.8E=12X0.8-0.58-0.58-0.58-0.58=13.7(kV/mm),=13.7(kV/mm),=13.7(kV/mm),=13.7(kV/mm),考虑考虑考虑考虑15151515裕度，裕度，裕度，裕度，nUnUnUnUt t t t/Ed/Ed/Ed/Ed395X1.15/(13.7X0.8)=41.4=45.395X1.15/(13.7X0.8)=41.4=45.395X1.15/(13.7X0.8)=41.4=45.39

48、5X1.15/(13.7X0.8)=41.4=45.则每则每则每则每4 4 4 4个端屏个端屏个端屏个端屏1 1 1 1个主屏，共个主屏，共个主屏，共个主屏，共9 9 9 9个主屏、个主屏、个主屏、个主屏、两端各两端各两端各两端各36363636个端屏。个端屏。个端屏。个端屏。相邻主屏间绝缘厚度为相邻主屏间绝缘厚度为相邻主屏间绝缘厚度为相邻主屏间绝缘厚度为0.8X5=4mm,0.8X5=4mm,0.8X5=4mm,0.8X5=4mm,总绝缘厚度总绝缘厚度总绝缘厚度总绝缘厚度4X94X94X94X936mm36mm36mm36mm各电容屏尺寸：根据导电芯，最里面屏半径各电容屏尺寸：根据导电芯，最

49、里面屏半径各电容屏尺寸：根据导电芯，最里面屏半径各电容屏尺寸：根据导电芯，最里面屏半径r r r r0 0 0 03.45cm3.45cm3.45cm3.45cm，其他屏的半径按等，其他屏的半径按等，其他屏的半径按等，其他屏的半径按等厚度求得。厚度求得。厚度求得。厚度求得。按外绝缘干试电压按外绝缘干试电压按外绝缘干试电压按外绝缘干试电压495kV495kV495kV495kV，取瓷套高度，取瓷套高度，取瓷套高度，取瓷套高度1.7m1.7m1.7m1.7m，如一次绕组在油箱中长度为，如一次绕组在油箱中长度为，如一次绕组在油箱中长度为，如一次绕组在油箱中长度为1.9m1.9m1.9m1.9m，则接

50、地屏长度为，则接地屏长度为，则接地屏长度为，则接地屏长度为1901901901902X0.1X170=224cm2X0.1X170=224cm2X0.1X170=224cm2X0.1X170=224cm，最里面屏长，最里面屏长，最里面屏长，最里面屏长190+2(1-190+2(1-190+2(1-190+2(1-0.2)X170=462cm0.2)X170=462cm0.2)X170=462cm0.2)X170=462cm，其他屏按式，其他屏按式，其他屏按式，其他屏按式8 8 8 829292929计算。计算。计算。计算。校验：由式校验：由式校验：由式校验：由式8 8 8 823232323计