干式套管芯体复合材料的机械损伤性能研究

胶浸纸干式套管具有无油、防爆、电气特性稳定等优点，在变压器、电抗器、阀厅穿墙等场景使用广泛，是高压电器的重要组成部件。电容芯体是套管主绝缘部件，芯体复合材料的微观损伤最终将可能导致设备发生机械和电气方面的故障，因此对于干式套管芯体复合材料损伤性能的研究具有重要的意义。本研究为准确反映芯体复合材料在干式套管中的实际性能，从干式套管芯体上直接取样，并对其机械损伤性能进行了测试研究，得出微观损伤和宏观破坏值之间的关系。实验中分别采用万用电子拉力机、声发射技术、三维X射线成像技术等检测手段对材料机械损伤特性进行研究，获得了芯体复合材料的机械性能数据，分析了损伤机理和过程，为同类干式套管的设计提供了基础材料参数和设计依据。     

胶浸纸电容套管芯VPI技术研究

分析了胶浸纸电容套管芯用 VPI(真空压力浸胶 )工艺技术 ,比较了混胶和真空脱气的几种工艺方法 ,指出真空、压力对产品质量的影响。并通过有关技术指标说明 ,运用 VPI技术制造的无气隙绝缘制品发挥了油浸纸、胶粘纸电容套管芯的优点 ,同时又避免了两者的缺点 ,具有介质损耗低 ,介电强度高的性能。     

换流变压器网侧550kV环氧树脂浸纸套管绝缘结构设计与校核

针对在运换流变压器网侧套管的难点，研制换流变压器网侧550 kV环氧树脂浸纸套管。首先结合IEC 60137相关要求明确环氧树脂浸纸套管电气参数，提出绝缘厚度增加15%、油侧长度增加200 mm的涉及方案；然后分别用等裕度、等电容、等厚度3种方法进行电容芯体结构计算；最后对研制套管进行绝缘配合校核计算。结果表明：通过优化极板布置，简化了界面结构，使运行电压下套管油侧径向E_max从4.0 kV/mm降至3.2 kV/mm,轴向E_max由0.51 kV/mm降至0.35 kV/mm,从根本上解决了油侧轴向爬电问题；其电容芯体绝缘可以承受870 kV工频电压及1 800 kV的雷电冲击电压；安装环氧树脂胶浸纸绝缘套管后，换流变压器网侧出线装置可以承受680 kV工频电压及1 550 kV雷电冲击电压。     

环氧胶浸纸套管绝缘特性的温度敏感性研究

为准确获取不同温度条件下胶浸纸套管绝缘性能变化规律,在高低温试验箱中开展了±100 kV穿墙套管在不同温度下的频域介电谱测试,获得了被测试套管的绝缘电阻、工频介损、工频电容量等绝缘特征参数.研究结果表明:胶浸纸套管各绝缘性能参量对温度变化的反应较为敏感,工频介损因数随温度的上升呈现先减小后逐渐增加的趋势;绝缘电阻随温度的升高逐渐减小,且减小幅度较大;在低频区域,胶浸纸套管的介损随温度的升高逐渐增大,高频区域相反,介损频域谱随温度的升高整体向高频方向移动;胶浸纸套管的复电容实部在高频段基本保持不变,C'-f曲线与tan δ-f曲线变化规律一致.研究结果可为胶浸纸套管现场运行绝缘状态评估、故障诊断和事故分析提供理论支撑.     

850kV穿墙套管修复工作剖析及技术探讨

介绍了原西德850kV穿墙套管的结构尺寸及技术性能参数,给出了一组国内外套管电容芯子电场分布的对比曲线,对850kV穿墙套管的修复工作进行了剖析和技术探讨。     

基于有限元分析的特高压直流穿墙套管结构优化设计

特高压直流穿墙套管是直流特高压工程中的关键设备之一,为支撑我国特高压直流输电工程建设,平高集团有限公司开展了±800 kV直流穿墙套管的研制工作.针对支撑绝缘子结构直流穿墙套管的支撑绝缘子可能吸附滑动触头摩擦产生的金属碎屑,从而造成闪络的隐患,笔者提出了一体式载流结构的无支撑绝缘子特高压直流穿墙套管.应用有限元软件建立了该套管机械形变有限元模型,基于形变有限元分析结果建立了套管电场有限元模型.结果 显示不采用支撑绝缘子时,接地屏蔽翻边位置套管同轴圆柱电场劣化严重.研究了不同工况、不同导电杆结构参数对该套管形变的影响,发现采用大直径薄壁导电杆并抬高安装可以有效减小导电杆相对套管的偏移量.通过采用适当规格的导电杆、设置合理的导电杆抬升量,有效降低了套管内部电场的最大电场强度.按照仿真优化结果,制造了样机,并顺利通过相关试验.     

基于三维电-磁-热流耦合方法的±800 kV穿墙套管插接结构过热性故障分析

特高压直流套管是特高压直流输电的关键设备之一,但在实际运行中多次发生换流站穿墙套管载流连接过热故障,经分析主要是由插接结构接触缺陷、异常发热导致的.本研究针对某载流过热故障的±800 kV SF6气体绝缘穿墙套管,建立了套管及触指结构精细化模型,考虑热传导、热对流、热辐射等条件,通过三维电磁热流耦合方法对特高压穿墙套管内两种典型导电杆支撑结构进行仿真研究.结果 表明:三支撑与双支撑结构的±800 kV SF6气体绝缘穿墙套管在正常运行时的温度分布规律基本一致,导杆中部及靠近法兰和支撑绝缘子处温度较高,支撑绝缘子高压端嵌件的交界面处出现最高温度,但均低于其环氧复合材料的玻璃化转变温度;同时发现不同接触电阻倍数下,双支撑结构的温升整体高于三支撑结构.研究建立了外护套表面温度与载流接触过热点温度的对应关系,可为特高压直流穿墙套管通过红外监测护套表面温升、发现载流连接缺陷的运维方法提供依据.     

1100kV交流特高压变压器套管的研制

介绍了1100kV交流特高压变压器套管的研制过程。主绝缘设计采用分段等厚度、不等电容及层间绝缘裕度尽可能均匀的电容分压原理。电容芯子卷纸长度9 842 mm,极板层数190层。下瓷套长1700mm,下瓷套处的轴向屏蔽以充分利用套管下端内外绝缘轴向有效绝缘长度原则进行选取;密封结构方面,采用强力弹簧压紧、螺栓螺母紧固、弹性板配合、局部径向定位及弹性韧性良好的橡胶密封垫等组合整体密封结构设计;电容芯子卷电缆纸后较粗,采用硬质黄铜拉制的中心导电管和零层铜管紧固组装成整体导电管结构,上、下瓷套皆采用高强度电瓷配方制造,法兰上端圈和安装法兰盘之间又有辅助机械加强结构,套管抗弯耐受负荷裕度大于5,抗震安全系数1.96。电缆纸采用进口优质芬兰纸;其他相关金属零部件如油枕、胶装法兰、底座、导电管等皆采用隔磁铜质或铝质材料。与国外同类产品对比结果表明,研制的1100kV特高压变压器套管技术性能可靠,能够满足我国特高压输变电工程线路的使用。     

直流穿墙套管的设计研制及分析

根据直流穿墙套管的技术要求,对直流套管的内外绝缘机理进行了初步分析和探讨,据此提出了直流穿墙套管的设计方案和设计参数,研制生产了２５０ｋＶ交、直流穿墙套管。     

油-油、油-SF6胶浸纸电容式变压器套管的研制

介绍了额定电压为40.5kV～126kV油-油、油-SF6胶浸纸电容式变压器套管的设计原理和工艺流程;讨论了制造套管电容芯子的关键技术,给出了研制产品的技术参数并与国内外同类产品进行了水平对比,最后指出了该产品的主要性能及特点。