一种电力变压器用低压大电流套管结构的制作方法

本发明涉及一种变压器用套管，具体为一种电力变压器用低压大电流套管结构。

背景技术：

随着我国电力系统建设不断完善和能源结构调整的需要，单个发电厂的装机容量越来越大，百万kva发电机组数量也在增大。相应的，三相容量超过1100mva(单项容量超过400mva)的发电机变压器也越来越多。受能源形式及发电机结构限制，发电电压一般不超过27kv，如此对发电机变压器低压侧额定电流就提出了更高数值的要求，使得变压器用低压大电流套管获得更多应用。

低压大电流套管有害局部放电量产生原理如图1所示，套管法兰13接地，套管导电部分12带高电压，所以其间承受的是最大电位差u。瓷件材质为高压电瓷，其表面电阻可等效为若干个瓷件等效分布表面电阻14，瓷件与套管导电部分12之间为变压器油等电介子材料，可等效为若干绝缘材料等分布电容15，当加载电压尤其是高频的冲击电压时，绝缘材料等分布电容15会起到很大的分流作用，进而使得瓷件表面的泄漏电流分布很不均匀，其中端部等效电阻即靠近法兰处等效瓷件表面电阻rs(标号17)内电流最大，所以端部绝缘承受电位差也最大，进而使得此处电力线分布最为密集，再考虑到套管法兰13边角处电极形状的因素，此处极其容易出现局部放电，对绝缘造成破坏性影响。

一直以来低压大电流套管因为绝缘水平较低、结构原理较为简单，并没有受到过多的关注，对于局部放电、机械强度等指标也没有进行严格考核。但随着电力系统规模扩大对运行可靠性提出了更高要求，加上装机容量和套管额定电流值的大幅度提高，开发一种高强度、低局放低压大电流套管十分必要，对于建设现代化高可靠性、高稳定性、高安全性的电力系统有着十分重要的意义。

技术实现要素：

针对现有技术中低压大电流套管端部绝缘处易出现局部放电，对绝缘造成破坏，不能满足运行可靠性等不足，本发明要解决的技术问题是提供一种高机械强度、低局部放电量的电力变压器用低压大电流套管结构。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

本发明一种电力变压器用低压大电流套管结构，具有套管导电部分和瓷件，将瓷件分为上、下两部分，在上、下两部分瓷件之间通过法兰进行连接、固定，在法兰上部与上部分瓷件配合处填充半导体环氧树脂材料。

在与瓷件配合处、填充半导体材料的法兰部分设置加固槽。

在瓷件与法兰连接处表面涂覆防水密封材料。

在瓷件表面和瓷件最下端瓷伞部分表面涂覆半导体材料。

在法兰上，与上、下两部分瓷件接触位置设有密封垫。

本发明具有以下有益效果及优点：

1.本发明在套管上瓷件与法兰间填充特殊环氧树脂半导体材料，使得法兰与涂覆在靠近法兰的部分瓷件表面的半导体涂层形成电的连接，将原来形状非常不规整、曲率半径非常小的接地电极形状变得更为圆整，有效调整了法兰的电极形状，加上瓷件表面半导体材料减小了所覆盖部分的瓷件表面电阻，有效减小了由于分布电容分流作用而引起的瓷件端部(靠近法兰)的电场集中而引起的局部放电。

2.本发明在法兰与瓷件配合处开加固槽，在填充高强度半导体树脂材料后，法兰与瓷件在机械连接方面形成一体效果，对于大容量发电机变压器抗击突发短路能力、抗震能力的提高有着显著效果。

3.本发明在上述填充物表面涂覆特殊防水、密封材料，不但加强了半导体材料的抗腐蚀性能，也有效加强了法兰与瓷套连接处的密封性能，使得套管整体密封性、安全性被强化。

附图说明

图1为法兰与瓷件连接处等效电路图；

图2为本发明结构示意图；

图3为图1的局部放大图。

其中，1为瓷件，2为半导体材料，3为防水密封材料，4为法兰，5为套管导电部分，6为瓷件最下端瓷伞，8为半导体环氧树脂材料，9为变压器油，10为加固槽，11为密封垫，12为套管导电部分(高电位)，13为套管法兰(地电位)，14为瓷件等效分布表面电阻，15为绝缘材料等效分布电容，16为靠近法兰处等效电容co，17为靠近法兰处等效瓷件表面电阻rs。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明作进一步阐述。

如图2、3所示，本发明一种电力变压器用低压大电流套管结构，具有套管导电部分5和瓷件1，将瓷件1分为上、下两部分，在上、下两部分瓷件之间通过法兰4进行连接、固定，在法兰4上部与上部分瓷件配合处填充半导体环氧树脂材料8；在与瓷件1配合处、填充半导体环氧树脂材料8的法兰4部分设置加固槽10。

无论在突发短路事故中还是在地震发生时，电力变压器套管机械强度最薄弱的地方往往为瓷件与法兰连接处，在额定电流大幅度提高的情况下，本发明结构提高此处的机械强度就是在保证套管整体机械强度要求。因此本发明采用特殊形式法兰4，即在法兰4与瓷件1配合处开加固槽10，对瓷件1进行连接和固定，这样填充机械强度极好的半导体环氧树脂材料8后，法兰4与瓷件1在机械连接方面形成一体效果，并在其表面涂覆防水密封材料3加以防护，使得套管在机械强度方面上得到保证，对于大容量发电机变压器抗击突发短路能力、抗震能力的提高有着显著效果；同时，由于在法兰4与瓷件1间填充半导体环氧树脂材料8，使得法兰4与瓷件1下端靠近法兰4处外表面涂覆的半导体材料2构成电气连接。

本发明利用半导体材料2涂覆在表面，与填充在法兰4与瓷件1间的半导体环氧树脂材料8共同减小了靠近法兰处等效瓷件表面电阻rs(图1中的标号17)，进而改善了电场分布，避免了有害的局部放电。

本发明在制作时，首先在瓷件1和瓷件最下端瓷伞6部分表面涂覆半导体材料2，在法兰4与瓷件1配合处设置加固槽10，瓷件4与法兰1间垂直方向安装密封垫11，水平方向填充半导体环氧树脂材料8，待半导体环氧树脂材料8固化后，在其上部封装防水密封材料3。

在上述填充物表面涂覆防水、密封材料，不但加强了半导体环氧树脂材料的抗腐蚀性能，也有效加强了法兰与瓷套连接处的密封性能，使得套管整体密封性、安全性被强化。

本发明采用半导体环氧树脂材料填充于套管法兰与瓷件之间，固化后使得瓷件表面的半导体涂层与法兰形成良好的电气关联，同时因为环氧树脂本身所具有的机械强度特性，使得瓷件与法兰之间形成稳固的机械连接，半导体材料对接地电极法兰具有改善电极形状，调节电场的作用，采用本发明结构制造的套管产品具备较好的电场调节能力、机械强度以及产品整体稳定性能。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种电力变压器用低压大电流套管结构，具有套管导电部分和瓷件，将瓷件分为上、下两部分，在上、下两部分瓷件之间通过法兰进行连接、固定，在法兰上部与上部分瓷件配合处填充半导体环氧树脂材料；在与瓷件配合处、填充半导体材料的法兰部分设置加固槽；瓷件与法兰连接处表面涂覆防水密封材料。本发明将原来形状非常不规整、曲率半径非常小的接地电极形状变得更为圆整，有效调整了法兰的电极形状，瓷件表面半导体材料减小了所覆盖部分的瓷件表面电阻，有效减小了由于分布电容分流作用而引起的瓷件端部的电场集中而引起的局部放电。

技术研发人员：闻政;王慧民;孔垚;姜巍
受保护的技术使用者：沈阳和新套管有限公司
技术研发日：2017.11.23
技术公布日：2019.05.31