专利名称：特高压标准电容器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于髙电压测量设备，涉及一种800kV 1600kV电压等级特髙 压标准电容器，适用于特高压标准电容器量值测量、特髙压电气设备介质损耗 测量、特髙压分压器分压比校准、特高压标准电压互感器的电压系数测量等特 髙压测量领域。
背景技术：
随着我国特高压电网技术研究及建设的步伐加快，原有的髙电压测量设备 已不能满足需要。特髙压设备电容量和介质损耗的精密测量、特高压计量设备 如交流特髙压标准电压互感器的特征参数测量，都需要有电压等级更高的标准 电容器做为必备的测试手段。以往的标准电容器都是倒立式结构，例如《电力电容器》2006年第6期上 的"1000kV标准电容器的电容稳定性能研究" 一文介绍的标准电容器结构，低 压电极(内电极)呈柱式悬臂梁结构，固定在底座上；髙压电极呈钟罩式结构， 在设备绝缘筒的上部。随着电压等级的提髙，电极间的绝缘距离增加，低压电 极髙度增加，导致局部电场分布极其不均匀。同时，悬臂梁结构的低压电极力 矩加大，高压电极和低压电极间的同心度、同轴度发生偏移的趋势加大，使得 标准电容器的电压系数(即电容量与施加电压幅值之间的线性关系)变得越来 越差，导致精密测量试品电容量、介损量的不确定度扩大。目前世界上商品化 的倒立式结构标准电容器的最髙标称电压等级是1200kV,但是通常条件下的实 际工作电压不宜超过800kV,否则需要附加许多条件，如严格的环境相对湿度， 极其缓慢的施加电压，电源的谐波量受到严格控制等。此外，倒立式标准电容 器的低压电极是悬臂梁结构，设备运输及现场安装产生的颠震容易导致悬臂支 撑杆和管发生蠕变弯曲，使得低压电极和髙压电极间很容易发生位移，导致电 压系数进一步增大。随着电压等级的增加和设备尺寸加大，倒立式标准电容器 的电极间同心度、同轴度的加工、安装、检测、调节与控制的难度也大大增加。发明内容本实用新型的目的是克服现有标准电容器结构上的不足，提供一种正立式 特髙压标准电容器，适用于800kV 1600kV电压等级，且电极同心度和同轴度易 于控制、设备制造容易实现、有效防止电极支撑蠕变弯曲、绝缘裕度大、便于 安装运输，还可用于特髙压设备现场测量。本实用新型的技术方案是 一种特高压标准电容器，其特征在于是将高压电极和低压电极均用绝缘支撑件固定在底部压力容器罐体内的正立式结构，由罐体l、髙压套管2、髙压均压环3及地电位均压环4组成，罐体l和髙压套管 2可以是两个独立的气室以便拆装运输用于现场实验室，也可为一个气室用于固 定实验室，内部均充以SFe气体绝缘，高压套管2在罐体1上方，髙压均压环3 及地电位均压环4在高压套管2的两端；髙压套管2由复合绝缘套管5、中间电 位屏蔽罩6、地电位屏蔽罩7和髙压电极管8组合而成，髙压电极管8的下端通 过绝缘支撑件9固定在罐体1内的底座中心上；罐体1内还有高压电极10、低 压电极11及可以实现电位跟踪的屏蔽电极12,它们依次在髙压电极管8的下端 与罐体1壁之间，髙压电极10用一组绝缘支撑件13固定在罐体底板上，高压 电极10和髙压电极管8用软导线14连接低压电极11与屏蔽电极12及罐体1 壁之间用两层多个绝缘支撑棒15固定以调整高压电极10与低压电极11相对位 置既同心度的调整，髙压电极10、低压电极11及屏蔽电极12均是同心圆环。上述特高压标准电容器，其特征在于髙压套管2的内径大于等于恥0毫米， 其髙度大于等于8米。上述特髙压标准电容器，其特征在于在高压套管2和罐体1之间有一过渡 气室16，过渡气室16内有两个盆式绝缘子17和两个梅花触头插接组件18,以 便特高压标准电容器的髙压套管2和罐体1拆开运输。上述特髙压标准电容器，其特征在于低压电极11与屏蔽电极12是上下两 层结构。本实用新型是一种正立式特髙压标准电容器，没有倒立式标准电容器悬臂 梁结构，克服了标准电容器电压等级的提髙影响其电压系数的提髙的问题；本 实用新型的髙压电极10和髙压电极管8分别用绝缘支撑件13和绝缘件9支撑，用 软导线14进行电位连接，以减少髙压电极管8各种因素(如震动、金属管热胀冷 縮等)产生的外力对髙压电极相对位置的影响；本实用新型的一种结构是将标 准电容器分成3个独立密封的气室，解决了大型试验设备不便运输的难题，以便 用于现场试验及检测，包括特高压标准电容器的量值传递和特高压标准介质损 耗器的现场检测；本实用新型采用了屏蔽电极12，可以连接电位跟踪以减少低 压电极ll的泄漏电流影响，提髙电气性能；本实用新型可将标准电容器的电压 等级提高到1800kV,电压系数可以优于1X10—5、介质损耗优于1X1(T4。本实用 新型的过渡气室采用盆式绝缘子结构特别适合拆装、运输，适合现场使用，为 用于1000kV交流特髙压输变电设备的性能研究及参数检验创造条件，也为 1 OOOkV乃至更髙电压的工频电压比例标准量值溯源提供技术保障。
以下结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。图1，本实用新型的结构图；图2，本实用新型的实施例结构图；图3，本实用新型的罐体l的结构图；图4，本实用新型的罐体1的横切面图。4图中，l罐体、2髙压套管、3髙压均压环、4地电位均压环、5复合绝缘套 管、6中间电位屏蔽罩、7地电位屏蔽罩、8髙压电极管、9绝缘支撑件、10高 压电极、ll低压电极、12屏蔽电极、13绝缘支撑件、14软导线、15绝缘支撑 棒、16过渡气室、17盆式绝缘子、18梅花触头组件。具体的实施方式图1是本实用新型的结构图，本实用新型是一种将高压电极和低压电极均 用绝缘支撑件固定在底部SF6气体绝缘的压力容器罐体内的正立式结构的特髙 压标准电容器，由罐体l、髙压套管2、髙压均压环3及地电位均压环4组成， 罐体内部充以SFe气体绝缘，高压套管2在罐体1上方，髙压均压环3及地电位 均压环4在髙压套管2的两端；髙压套管2由复合绝缘套管5、中间电位屏蔽罩 6、地电位屏蔽罩7和髙压电极管8组合而成，髙压电极管8的下端通过绝缘支 撑件9固定在罐体1内的底座中心上。图2是本实用新型实施例的结构图，在一个气室结构上增加了一个过渡气 室16,在罐体1和高压套管2之间增加了盆式绝缘子18和电气连接作用的梅花 触头组件18。两种结构中的罐体1内部结构和高压套管2内部结构基本相同，如图3中， 罐体1内有高压电极10、低压电极11及屏蔽电极12,它们依次在髙压电极管8 的下端与罐体1壁之间，高压电极屏蔽罩10固定在与绝缘支撑件9同轴的绝缘 支撑件13上且用软导线14与髙压电极管8连接，如图4中，低压电极ll与屏 蔽电极12及罐体1壁之间用两层八个绝缘支撑棒15固定。正立式特高压标准电容器采用SFe气体作为主绝缘介质；高压电极管8和髙 压电极10分别用两组相互独立的绝缘支撑件9和绝缘支撑件13固定在罐体1 的底座上，这样高压电极管8因温度变化导致不同物体膨胀系数不一致产生的 应力及设备吊装、运输等原因产生的外应力作用不会影响到髙压电极IO与低压 电极11的相对几何位置；高压电极10与高压电极管8之间采用软导线连接的 方式，确保高压引线和髙压电极电位相等采用多根(两根以上)绝缘支撑件 13固定高压电极10,以便调整其相对低压电极11几何尺寸位置的对称；低压 电极11和屏蔽电极12采用多个绝缘支撑棒15固定在罐体1上，并保证有足够 的绝缘强度，lmin短时工频耐压水平不低于5kV (有效值)；髙压套管2由复合 绝缘套管5、中间电位屏蔽罩6、地电位屏蔽罩7、和高压电极管8组合而成； 高压均压环3、地电位均压环4用于提高高压套管2的绝缘水平，髙压电极IO、 低压电极11及屏蔽电极12均是同心圆环；高压套管2的内径应大于等于960 毫米，其高度应大于等于8米。对于需要经常运输到现场使用的情况，在图1基础上的正立式特髙压标准电 容器可增加过渡气室16，有过渡气室结构的正立式特高压标准电容器(见图2)， 在安装有高压电极10、低压电极11的压力容器罐体1与SF6气体绝缘复合套管5之间安装盆式绝缘子17,用两个盆式绝缘子17将罐体1、复合绝缘套管5和 过渡气室16分成三个相互独立密封的舱室，以便拆装运输，罐体1应立式运输; 拆装时仅对过渡气室16释放或施加SF6气体，以便标准电容器频繁拆装、运输、 用于现场使用，梅花触头组件18用于髙压引线的过渡连接，可以缓冲机械力作 用。这是一种电压系数极小、便于运输和现场使用的特髙压测量器具，可用于高压 标准电容检测、髙压标准电压互感器电压系数测量及髙压设备(装置)的介质 损耗测量，其原理还可拓展到电压等级低于800kV电压等级标准电容器的制造。
权利要求1、一种特高压标准电容器，其特征在于是将高压电极和低压电极均用绝缘支撑件固定在底部的压力容器罐体内的正立式结构，由罐体(1)、高压套管(2)、高压均压环(3)及地电位均压环(4)组成，罐体(1)和高压套管(2)是两个独立的气室，内部均用SF6气体绝缘，高压套管(2)在罐体(1)上方，高压均压环(3)及地电位均压环(4)在高压套管(2)的两端；高压套管(2)由复合绝缘套管(5)、中间电位屏蔽罩(6)、地电位屏蔽罩(7)和高压电极管(8)组合而成，高压电极管(8)的下端通过绝缘支撑件(9)固定在罐体(1)内的底座中心上；罐体(1)内还有高压电极(10)、低压电极(11)及屏蔽电极(12)，它们依次在高压电极管(8)的下端与罐体(1)壁之间，高压电极(10)通过与绝缘支撑件(9)同轴的绝缘支撑件(13)固定在罐体(1)的底座上且用软导线(14)与高压电极管(8)连接，低压电极(11)与屏蔽电极(12)及罐体(1)壁之间用两层多个绝缘支撑棒(15)固定，高压电极(10)、低压电极(11)及屏蔽电极(12)均是同心圆环。
2、 如权利要求1所述的特髙压标准电容器，其特征在于髙压套管(2)的内径 大于等于960毫米,其髙度大于等于8米。
3、 如权利要求2所述的特髙压标准电容器，其特征在于在高压套管(2)和 罐体(1)之间有一过渡气室(16)，过渡气室(16)内有两个盆式绝缘子(17) 和两个梅花触头组件(18)。
4、 如权利要求2或3所述的特高压标准电容器，其特征在于低压电极(11) 与屏蔽电极(12)是上下两层结构。
专利摘要本实用新型是一种特高压标准电容器，是将高压电极和低压电极均用绝缘支撑件固定在底部的压力容器罐体内的正立式结构，克服了标准电容器电压等级的提高影响其电压系数的提高的问题；对于现场试验用结构，本实用新型将标准电容器分成3个独立密封的气室，解决了大型试验设备不便运输的难题，以便用于现场试验及检测，本发明用于特高压标准电容器时的绝缘水平极高，短时工频电压耐受能力可超过1600kV，长期额定工作电压超过1200kV，电压系数优于2×10<sup>-6</sup>。本实用新型也可用于额定工作电压小于1600kV电压等级的标准电容器制做。
文档编号G01R35/02GK201110866SQ20072008903
公开日2008年9月3日 申请日期2007年12月17日 优先权日2007年12月17日
发明者余春雨, 叶国雄, 吴士普, 吴春风, 璿 李, 毛安澜, 汪本进, 滨 潘, 王均梅, 王晓琪, 鄢来君 申请人:国网武汉高压研究院