一种特高压直流输电工程用防电晕箍结构的制作方法

本实用新型涉及高压电子防护领域，尤其涉及特高压防电晕箍。

背景技术：

特高压直流输电是指±800kV及以上电压等级的输电工程，在特高压直流输电工程的换流站中需要用到大量高压电容器组，交流高压电容器组的额定电压在500kV及以上，直流高压电容器组的额定电压在±800kV及以上，若高压电容器组表面局部电场超过电晕起始场强，将发生电晕放电，如果不被控制在一个适当的范围内，则空气放电过程中的光、声、热等效应以及化学反应等都能引起电能浪费，电晕放电形成的高频电磁波引起无线电干扰，放电的咝咝声会对周围环境产生一定的噪声，产生的电化学腐蚀也会对输电设备的安全正常运行产生影响，而控制电晕的措施会大幅影响电晕控制效果和设备成本，在高压电容器组的部分层上安装防晕环能改善电容器组表面场强，高压电容器组表面电场计算分析，经防晕环改善电场后，高压电容器组表面最大电场位置出现在电容器单元套管头的接线端子位置附近，而接线端子附近最大电场位置是多股软铜线的线头，如图1所示以往高压电容器组只安装了防晕环4，而没有对高压电容器5组用到的大量多股软铜线线头做防电晕处理。如图2所示，线头在工程加工和安装过程中会造成较多尖角和毛刺，如图3所示，在高压电容器5组运行中，这些尖角和毛刺是大曲率电极，形成极不均匀电场，极不均匀电场会使线头在电压还明显低于空气击穿电压时就发生电晕放电，线头越粗糙不平，形成的电场越不均匀，电晕起始电压越低，会高压电容器5组局部在雨、雪等恶劣天气下发生电晕放电，甚至可能在晴好天气下也发生电晕放电。一套高压电容器5组约有超过5000多个线头，设计一种有效、经济的多股软铜线防电晕箍有较大工程价值。

特高压直流输电工程的换流站中需要用到大量高压电容器组，高压电容器组中需要大量用到多股软铜线，现有软铜线的线头处理方法是不做防电晕处理。

这种处理方法有以下缺点：

1、线头处的尖角和毛刺是大曲率电极，形成极不均匀电场，可能会导致高压电容器组局部发生电晕放电，引起电能浪费，形成无线电和噪声污染，电化学腐蚀影响输电设备的安全运行，减少高压电容器组使用寿命；

2、铜芯表面有镀锡层，线头端面是裸铜，裸铜的端面会发生氧化，减少高压电容器组的使用寿命；

3、松散的线头处铜芯会减少软铜线与电容器接线头的接触面积；

4、外观不好看；

5、线头的尖角易划伤操作工人。

因高压电容器组的额定电压是由特高压直流输电工程的系统电压决定，为提高最大电场位置电容器单元接线端子处多股软铜线线头的电晕起始电压，需要想办法改善线头处的电场分布，稍不均匀电场的电晕起始电压比极不均匀电场要高得多，电极表面电场越均匀，电晕起始电压也越高，因此可以改进电极形状、增大电极曲率半径，以改善电场分布，提高电晕起始电压，尽量避免电极表面有尖角、毛刺等导致电场局部增强的因素。而多股软铜线在剪断制作和装配过程中不可避免会产生尖角、毛刺，需要设计一个防电晕箍箍紧线头，防电晕箍需要能消除线头的尖角和毛刺；因电容器组的使用寿命有30年以上，所以防电晕箍的使用寿命也需要有30年以上；因部分防电晕箍需要在换流站现场箍紧，所以防电晕箍需要方便现场操作；为防止脱落，防电晕箍需要有足够握紧力；因所需防电晕箍数量较多，需要防电晕箍成本低。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了弥补现有技术的不足，提供了一种特高压直流输电工程用防电晕箍结构，能避免多股软铜线的端部在强电场作用下尖端电晕放电，减少端部裸铜发生氧化作用，提高高压电容器组的使用寿命。

为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案：

一种特高压直流输电工程用防电晕箍结构，包括多股铜芯、绝缘层与晕箍，所述多股铜芯包括第一段、第二段与第三段，第一段通过第二段与第三段连接，所述多股铜芯的第三段包裹在绝缘层内，所述多股铜芯的第一段设于晕箍内；所述晕箍为一端不封闭的镂空柱体。

进一步的，所述晕箍表面镀锡。

进一步的，所述晕箍表面光滑。

进一步的，所述晕箍包括底面、侧面与连接面，所述底面通过连接面与侧面连接。

进一步的，所述底面的形状与侧面截面的形状相同。

进一步的，所述底面的形状为圆形。

进一步的，所述底面的形状为六边形。

进一步的，所述连接面为弧面。

采用上述技术手段，利用压接钳挤压防电晕箍，防电晕箍受力应均匀，防止挤压过程防电晕箍出现凸起等锋角。通过防电晕箍的受挤压变形箍紧铜芯，利用防电晕箍封闭端面的弧面避免尖端电晕放电，弧面的弧度根据高压电容器组的电压设计。

本实用新型一种特高压直流输电工程用防电晕箍结构，具有以下优点：

1、增大了线头的曲率半径，改善了线头的边缘，消除了线头的尖角和毛刺，使线头处场强由极不均匀电场向稍不均匀电场转变，提高了线头的电晕起始电压，提高了高压电容器组表面最大电场位置电容器单元接线端子位置的电晕起始电压，使高压电容器组在运行中不会局部发生电晕放电。

2、防电晕箍箍紧多股铜芯后，能对多股软铜线的端部形成密封保护，可减少端部裸铜发生氧化作用，提高高压电容器组的使用寿命；

3、防电晕箍由铜板冲压后镀锡制作，使用寿命可长达30年以上；

4、防电晕箍箍紧多股铜芯后，能避免多股铜芯散开，保证多股软铜线与电容器接线头有效接触，避免电容器在运行中因接线头接触面积减少而引起过热；

5、防电晕箍可在换流站现场使用简易压接钳压紧，方便现场施工；

6、本实用新型结构简洁，所需工时和材料少，用较小的成本解决较大的难题，提高了高压电容器组的性能，易于推广使用；

7、防电晕箍压紧变形后握紧力适中，易于压紧，且不易脱落；

8、用电晕箍箍紧多股铜芯，使高压电容器组美观，提高公司形象；

9、因电晕箍箍紧多股铜芯后，多股软铜线端部平整、圆滑，能避免多股软铜线端部尖角和毛刺刮伤、刺伤工人，降低了发生工伤的概率；

10、高压电容器组增加防电晕箍后，因避免了局部发生电晕放电，减少了电能损失，减少了无线电干扰和噪声污染，减少了电化学腐蚀对设备运行安全的影响。

附图说明

图1是现有技术高压电容器组的局部视图；

图2是现有技术多股软铜线线头示意图；

图3是现有技术多股软铜线线头电场示意图；

图4是本实用新型的结构示意图；

图5是图4中晕箍1的侧视图；

图6是本实用新型的电场示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

如图4所示一种特高压直流输电工程用防电晕箍结构，包括多股铜芯2、绝缘层3与晕箍1，所述多股铜芯2包括第一段、第二段与第三段，第一段通过第二段与第三段连接，所述多股铜芯2的第三段包裹在绝缘层3内，所述多股铜芯2的第一段设于晕箍1内。

如图5所示，所述晕箍1为一端不封闭的镂空柱体；所述晕箍1包括底面11、侧面12与连接面13，所述底面11通过连接面13与侧面12连接；所述底面11的形状与侧面12截面的形状相同；所述底面11的形状为圆形；所述连接面13为弧面。

采用上述技术手段，利用压接钳挤压防电晕箍，防电晕箍受力应均匀，防止挤压过程防电晕箍出现凸起等锋角。通过防电晕箍的受挤压变形箍紧铜芯，利用防电晕箍封闭端面的弧面避免尖端电晕放电，弧面的弧度根据高压电容器组的电压设计。

如图6所示，通过防电晕箍，增大了线头的曲率半径，改善了线头的边缘，消除了线头的尖角和毛刺，使线头处场强由极不均匀电场向稍不均匀电场转变，提高了线头的电晕起始电压，提高了高压电容器组表面最大电场位置电容器单元接线端子位置的电晕起始电压，使高压电容器组在运行中不会局部发生电晕放电。

由典型电极最大场强Emax的近似计算公式：

可以近似计算某具体特高压直流输电工程用高压电容器组的防电晕箍连接面13弧面的半径r值的大小，在具体工程中电压U和距离d均是定值，空气的临界场强也是定值。这样就可根据高压电容器组的电压设计防电晕箍的连接面13弧面的半径r值。还可采用有限元法进一步精确计算所需防电晕箍的连接面13弧面的半径r值。

防电晕箍箍紧多股铜芯后，具有以下优点：

1、增大了线头的曲率半径，改善了线头的边缘，消除了线头的尖角和毛刺，使线头处场强由极不均匀电场向稍不均匀电场转变，提高了线头的电晕起始电压，提高了高压电容器组表面最大电场位置电容器单元接线端子位置的电晕起始电压，使高压电容器组在运行中不会局部发生电晕放电。

2、防电晕箍箍紧多股铜芯后，能对多股软铜线的端部形成密封保护，可减少端部裸铜发生氧化作用，提高高压电容器组的使用寿命；

3、防电晕箍由铜板冲压后镀锡制作，使用寿命可长达30年以上；

4、防电晕箍箍紧多股铜芯后，能避免多股铜芯散开，保证多股软铜线与电容器接线头有效接触，避免电容器在运行中因接线头接触面积减少而引起过热；

5、防电晕箍可在换流站现场使用简易压接钳压紧，方便现场施工；

6、本实用新型结构简洁，所需工时和材料少，用较小的成本解决较大的难题，提高了高压电容器组的性能，易于推广使用；

7、防电晕箍压紧变形后握紧力适中，易于压紧，且不易脱落；

8、用电晕箍箍紧多股铜芯，使高压电容器组美观，提高公司形象；

9、因电晕箍箍紧多股铜芯后，多股软铜线端部平整、圆滑，能避免多股软铜线端部尖角和毛刺刮伤、刺伤工人，降低了发生工伤的概率；

10、高压电容器组增加防电晕箍后，因避免了局部发生电晕放电，减少了电能损失，减少了无线电干扰和噪声污染，减少了电化学腐蚀对设备运行安全的影响

对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。