一种特高压现场试验用无局放充气式均压环的制作方法

本实用新型涉及一种高压电器配件，特别涉及一种特高压现场试验用无局放充气式均压环。

背景技术：

均压环具有降低电力设备表面电位梯度、减少电晕干扰和电晕损耗、改善端部电极形状以使沿绝缘子轴向电场分布较为均匀和设备局部最大场强得到较大改善的重要作用，成为了各类高压试验中必备部件。特别是在现场开展的局部放电试验、交流耐压试验、直流耐压试验中，为减少电晕产生，提高试验品质因数，必须使用均压环。

然而，传统铝制或不锈钢制均压环和均压帽，因其体积大、安装笨拙等因素，严重影响了试验系统的集约发展，也影响了现场高压试验快速、安全的开展。例如，受电场均匀系数的限制，均压环必须具备一定体积和重量，对于500kV及以下电压等级的电力系统，其所用均压环直径可能达0.5m左右，重量在30kg～50kg；对于更高电压等级的电力系统而言，例如750kV、1000kV，其所用均压环的体积和重量将更大。如果在此基础上，对试验提出更高的无局部放电、无电晕产生的要求，则均压环的表面最大电场强度必须小于空气起晕电场强度，则均压环的体积和重量将进一步增大。

与此同时，均压环的安装位置处于电气设备的顶部，距离地面一般为6～15米。通常需要均压环吊装作业、安装人员高空作业以配合安装。当均压环体积和重量越大时，安装过程难度不断提升，耗时益长，不仅影响了试验效率，而且也增加了劳动强度和危险性，严重影响了现场试验工作的效率。

此外，当均压环体积更大时，其运输和存储占地面积也大，这将严重影响试验系统的集成、轻量化发展和现场试验的快速、安全开展。

技术实现要素：

本实用新型根据现有技术的不足提供一种特高压现场试验用无局放充气式均压环，该均压环采用充气式，解决了现有特高压现场试验用金属均压环体积大、重量大、安装困难的技术问题，有效提升特高压设备现场局部放电试验、交/直流耐压试验的工作效率以及试验装置的集成化水平。

本实用新型提供的技术方案：所述一种特高压现场试验用无局放充气式均压环，其特征在于：所述均压环包括椭圆形环状充气式内胆和贴覆在充气式内胆外表面的导电屏蔽阻燃层，在充气式内胆上设有充气接口；所述导电屏蔽阻燃层采用表面有清晰玻纤的自粘型铝箔玻纤布，所述内胆的额定充气压力为0.2MPa，且在额定充气压力下24小时压降小于3％，所述导电屏蔽阻燃层从内胆其中一侧绕着内胆的外表面环绕一圈将其包覆，并在内胆外部预留12～18mm宽的开口区域。

本实用新型较优的技术方案：所述充气式均压环的管径a为900mm～1200mm；所述椭圆形环状内胆(1)的中空部位长b为2200mm～2300mm，宽c为1300mm～1400mm，其弧形部位的圆弧半径大于或等于670mm。

本实用新型较优的技术方案：所述导电屏蔽阻燃层(2)的厚度为6～10μm；所述内胆采用橡胶材料或耐候性防寒PVC制成，其厚度为1.8～2.5mm。

本实用新型较优的技术方案：所述充气接口位于充气式内胆内侧向下倾斜45°角的位置。

本实用新型较优的技术方案：在充气接口的位置设有泄压阀，其泄压阀的动作压力为1.5倍的额定充气压力，泄压阀采用常规的泄压阀。

本实用新型较优的技术方案：所述单个均压环的重量小于或等于10kg。

本实用新型的有益效果：

(1)本实用新型的充气内胆采用高强度复合材料，耐候性、耐用性较好，内胆处于导电屏蔽阻燃层的有效电磁屏蔽之内，所述导电屏蔽阻燃层采用自粘型铝箔玻纤布，带粘性铝箔玻纤布上有清晰的玻纤网格，增强了材料的抗拉扯性，衬纸一拉即用，具有良好的粘接力，内衬面采用溶剂型胶粘剂，具有全阻燃特性，满足高电压、强电磁条件下的使用标准要求，且外表面的铝箔的厚度大，耐磨、耐用，使用寿命长，适合于在现场复杂条件下重复使用；

(2)本实用新型的导电屏蔽阻燃层采用自粘型铝箔玻纤布，其剪切后直接粘接在内胆表面，制作简单方便，且单个充气式均压环整体重量较小，且导电屏蔽阻燃层在粘覆内胆时，预留有开口，防止试验装置漏磁造成均压环内的涡流损耗；

(3)本实用新型的充气接口位于充气环内侧向下45°位置，处于均压环有效屏蔽区间内，充气接口不会造成局部电场畸变，且位于内侧不易损坏；

(4)本实用新型为防止充气式均压环在强电弧、高温环境下，内部气体受热膨胀造成安全隐患，充气接口上设有泄压阀，整定动作压力为1.5倍的额定充气压力，泄压阀为哨响式，当动作开启后，可发出哨响警示试验工作人员，提高了其安全性能；

(5)本实用新型采用了特殊的材质，并通过合理的设计，在外施电压1556kV的情况下，充气均压环表面最大场强可有效控制在1.4kV/mm之下，减小了表面的局部放电，达到了无局部放电水平，因此不仅可适用于1000kV及以下GIS、CT、断路器等交流设备的现场100％全压绝缘试验，也可适用于±1100kV及以下换流变压器等直流设备的外施电压考核；

(6)当在阀厅、高压大厅等室内环境进行高压试验时，由于室内不方便使用吊车和升降作业车，采用充气式均压环便于在室内快速组装，攻克了现场试验技术的难关，具有广阔的应用前景。

本实用新型结构简单、安装方便，可极大地提升现场高压试验工作效率，降低试验人员劳动强度，且方便运输与储存，有利于提升高压试验系统的集成化、整装化水平；在特高压电力设备现场抢修和应急中，也可作为特高压电力设备的均压环在短期内进行替用，可有效提升电力抢修工作的及时性，提高电力系统的可靠性水平。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1的AA剖面图；

图3是双层均压环安装示意图；

图4是图3的俯视图；

图5是表面最大场强随均压环管直径的变化趋势；

图6是实施中特高压现场试验用无局放充气式均压环在1556kV耐压状态下的场强分布。

图中：1—充气式内胆，2—导电屏蔽阻燃层，3—开口区域，4—充气接口，5—龙骨支架。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。如图1、图2所示的一种特高压现场试验用无局放充气式均压环，包括椭圆形环状充气式内胆1和贴覆在充气式内胆1外表面的导电屏蔽阻燃层2，在充气式内胆1上设有充气接口4；所述导电屏蔽阻燃层2采用表面有清晰玻纤的自粘型铝箔玻纤布，所述内胆1的额定充气压力为0.2MPa，且在额定充气压力下24小时压降小于3％，所述导电屏蔽阻燃层2从内胆1其中一侧绕着内胆的外表面环绕一圈将其包覆，并在内胆1外部预留12～18mm宽的开口区域3。

本实用新型中的充气式均压环在使用时可以安装单层或双层，具体根据环境需要进行旋转，当特高压现场试验用无局放充气式均压环为单层时，包括一个管径a为1200mm的充气式均压环，将充气式均压环在泄压状态直接安装到高压试验设备套管顶端，通过固定带将其绑扎固定；并通过手持式充排气机在10min内完成对均压环充气至额定压力，其额定压力为0.2MPa；

当特高压现场试验用无局放充气式均压环为双层时，包括两个大小相同、且上下叠放的充气式均压环和龙骨支架，每个充气式均压环的管径a为900mm；如图3和图4所示两个充气式均压环固定在龙骨，并通过龙骨支架安装在高压试验设备套管顶端，其具体步骤如下：

a.先将龙骨支架平放，将其中一个均压环通过充气装置充气至0.2MPa的额定压力后固定绑扎在龙骨支架的顶部；

b.将龙骨与上均压环垂直吊起，并将另一个均压环通过充气装置充气至0.2MPa的额定压力后固定绑扎在龙骨支架的底部，且上、下充气均压环的间距为500mm；

c.最后将龙骨及上、下均压环一同起吊安装到试验装置顶部，并通过螺栓对接龙骨及试验装置顶部金具进行安装固定。

下面结合实施例对本实用新型进一步说明。实施例中的特高压现场试验用无局放充气式均压环整体采用导电且阻燃的软质自粘型铝箔玻纤布作为表面蒙皮，高强度复合材料橡胶内胎或耐候性防寒PVC作为内胆；带粘性铝箔玻纤布上有清晰的玻纤网格，增强了材料的抗拉扯性，衬纸一拉即用，具有良好的粘接力；内衬面采用溶剂型胶粘剂，具有全阻燃特性，满足高电压、强电磁条件下的使用标准要求；外表面采用铝箔的厚度达7微米，耐磨、耐用，使用寿命长，适合于在现场复杂条件下重复使用。充气式内胆1壁厚为2mm，耐候性、耐用性较好，额定充气压力为0.2MPa；在额定充气压力下，24小时压降小于3％；由于内胆处于表面蒙皮的有效电磁屏蔽之内，因此对内胆材质的导电性、阻燃性无需特殊要求。

基于ANSYS仿真软件，针对充气式均压环管径对其表面场强的影响进行仿真计算，如图5所示，均压环表面最大场强随均压环管直径减小明显，且在该场强相等的情况下，单层均压环的管直径需要比双层均压环的管直径大约300mm。综合考虑安装工艺，对于需简化安装工艺或吊车、高空作业车难以配合的场所，可采用易于收缩放置的单层充气式均压环，以减少机械结构并简化安装工艺；若试验场地的平面距离相对较狭窄，而高度空间足够，例如阀厅、高压大厅等室内环境，可采用双层充气式均压环，以减少均压环的平面所占空间，保证足够的试验安全距离。

实施例中的均压环为单层均压环，具体如图1和图2所示，所述的充气式均压环的管径1200mm，内环采用椭圆形结构，长2230mm，宽1340mm，圆径670mm，将自粘型铝箔玻纤布罩裁剪后，外附于内胆上，根据典型设计的特高压均压环结构与尺寸，单个充气式均压环整体重量可控制在10kg以内，在粘贴表面蒙皮导电布时，预留15mm开口，防止试验装置漏磁造成环内的涡流损耗。充气接口位于充气环内侧向下45°位置，处于均压环的有效屏蔽区间内，充气接口不会造成局部电场畸变，且位于内侧不易损坏。

为防止充气式均压环在强电弧、高温环境下，内部气体受热膨胀造成安全隐患，充气接口上设有泄压阀，整定动作压力为1.5倍的额定充气压力。泄压阀为哨响式，当动作开启后，可发出哨响警示试验工作人员。还可以配备专用手持式充排气机，可在10min内完成对均压环充气至额定压力，或由额定压力抽气至无气干瘪状态，以方面进行回收和储存、运输。

针对实施例中特高压现场试验用无局放充气式均压环进行测试，具体如下，采用准静电场模型，对于处于工频电压下的充气式均压环施加电压至最高试验电压，即1556kV其测试结果如图6所示，充气均压环表面最大场强可有效控制在1.4kV/mm之下，可以有效减小表面的局部放电，达到无局部放电、无电晕产生的严苛要求。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

以上所述，只是本实用新型的一个实施例，以上所述实施例仅表达了本，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型的保护范围应以所附权利要求为准。