專利名稱：特高壓標(biāo)準(zhǔn)電容器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于髙電壓測量設(shè)備，涉及一種800kV 1600kV電壓等級特髙壓標(biāo)準(zhǔn)電容 器，適用于特高壓標(biāo)準(zhǔn)電容器量值測量、特髙壓電氣設(shè)備介質(zhì)損耗測量、特髙壓分壓 器分壓比校準(zhǔn)、特高壓標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器的電壓系數(shù)測量等特髙壓測量領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著我國特高壓電網(wǎng)技術(shù)研究及建設(shè)的步伐加快，原有的高電壓測量設(shè)備已不能 滿足需要。特髙壓設(shè)備電容量和介質(zhì)損耗的精密測量、特髙壓計量設(shè)備如交流特高壓 標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器的特征參數(shù)測量，都需要有電壓等級更高的標(biāo)準(zhǔn)電容器做為必備的測 試手段。
以往的標(biāo)準(zhǔn)電容器都是倒立式結(jié)構(gòu)，例如:《電力電容器》2006年第6期上6tT 1000kV 標(biāo)準(zhǔn)電容器的電容穩(wěn)定性能研究"一文介紹的標(biāo)準(zhǔn)電容器結(jié)構(gòu)，低壓電極(內(nèi)電極) 呈柱式懸臂梁結(jié)構(gòu)，固定在底座上；高壓電極呈鐘罩式結(jié)構(gòu)，在設(shè)備絕緣筒的上部。 隨著電壓等級的提髙，電極間的絕緣距離增加，低壓電極髙度增加，導(dǎo)致局部電場分 布極其不均勻。同時，懸臂梁結(jié)構(gòu)的低壓電極力矩加大，高壓電極和低壓電極間的同 心度、同軸度發(fā)生偏移的趨勢加大，使得標(biāo)準(zhǔn)電容器的電壓系數(shù)(即電容量與施加電 壓幅值之間的線性關(guān)系)變得越來越差，導(dǎo)致精密測量試品電容量、介損量的不確定 度擴(kuò)大。目前世界上商品化的倒立式結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)電容器的最髙標(biāo)稱電壓等級是1200kV, 但是通常條件下的實(shí)際工作電壓不宜超過800kV,否則需要附加許多條件，如嚴(yán)格的環(huán) 境相對濕度，極其緩慢的施加電壓，電源的諧波量受到嚴(yán)格控制等。此外，倒立式標(biāo) 準(zhǔn)電容器的低壓電極是懸臂梁結(jié)構(gòu)，設(shè)備運(yùn)輸及現(xiàn)場安裝產(chǎn)生的顛震容易導(dǎo)致懸臂支 撐桿和管發(fā)生蠕變彎曲，使得低壓電極和高壓電極間很容易發(fā)生位移，導(dǎo)致電壓系數(shù) 進(jìn)一步增大。隨著電壓等級的增加和設(shè)備尺寸加大，倒立式標(biāo)準(zhǔn)電容器的電極間同心 度、同軸度的加工、安裝、檢測、調(diào)節(jié)與控制的難度也大大增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)電容器結(jié)構(gòu)上的不足，提供一種正立式特高壓標(biāo)準(zhǔn)電 容器，適用于800kV 1600kV電壓等級，且電極同心度和同軸度易于控制、設(shè)備制造容 易實(shí)現(xiàn)、有效防止電極支撐蠕變彎曲、絕緣裕度大、便于安裝運(yùn)輸，還可用于特高壓設(shè) 備現(xiàn)場測量。
本發(fā)明的技術(shù)方案是 一種特高壓標(biāo)準(zhǔn)電容器，其特征在于是將髙壓電極和低壓 電極均用絕緣支撐件固定在底部壓力容器罐體內(nèi)的正立式結(jié)構(gòu)，由罐體l、高壓套管2、 高壓均壓環(huán)3及地電位均壓環(huán)4組成，罐體1和髙壓套管2可以是兩個獨(dú)立的氣室以 便拆裝運(yùn)輸用于現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)室，也可為一個氣室用于固定實(shí)驗(yàn)室，內(nèi)部均充以SFe氣體絕 緣，高壓套管2在罐體1上方，髙壓均壓環(huán)3及地電位均壓環(huán)4在髙壓套管2的兩端； 髙壓套管2由復(fù)合絕緣套管5、中間電位屏蔽罩6、地電位屏蔽罩7和高壓電極管8組 合而成，高壓電極管8的下端通過絕緣支撐件9固定在罐體1內(nèi)的底座中心上；罐體1 內(nèi)還有髙壓電極10、低壓電極11及可以實(shí)現(xiàn)電位跟蹤的屏蔽電極12,它們依次在髙 壓電極管8的下端與罐體1壁之間，髙壓電極10用一組絕緣支撐件13固定在罐體底 板上，髙壓電極10和髙壓電極管8用軟導(dǎo)線14連接低壓電極11與屏蔽電極12及 罐體1壁之間用兩層多個絕緣支撐棒15固定以調(diào)整髙壓電極10與低壓電極11相對位 置既同心度的調(diào)整,髙壓電極10、低壓電極11及屏蔽電極12均是同心圓環(huán)。
上述特髙壓標(biāo)準(zhǔn)電容器，其特征在于高壓套管2的內(nèi)徑大于等于960毫米,其高 度大于等于8米。
上述特高壓標(biāo)準(zhǔn)電容器，其特征在于在高壓套管2和罐體1之間有一過渡氣室 16,過渡氣室16內(nèi)有兩個盆式絕緣子17和兩個梅花觸頭插接組件18，以便特髙壓標(biāo) 準(zhǔn)電容器的高壓套管2和罐體1拆開運(yùn)輸。
上述特髙壓標(biāo)準(zhǔn)電容器，其特征在于低壓電極11與屏蔽電極12是上下兩層結(jié)構(gòu)。 本發(fā)明是一種正立式特髙壓標(biāo)準(zhǔn)電容器，沒有倒立式標(biāo)準(zhǔn)電容器懸臂梁結(jié)構(gòu)，克服 了標(biāo)準(zhǔn)電容器電壓等級的提髙影響其電壓系數(shù)的提髙的問題；本發(fā)明的髙壓電極10和髙 壓電極管8分別用絕緣支撐件13和絕緣件9支撐，用軟導(dǎo)線14進(jìn)行電位連接，以減少高壓 電極管8各種因素(如震動、金屬管熱脹冷縮等)產(chǎn)生的外力對髙壓電極相對位置的影 響；本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)是將標(biāo)準(zhǔn)電容器分成3個獨(dú)立密封的氣室，解決了大型試驗(yàn)設(shè)備 不便運(yùn)輸?shù)碾y題，以便用于現(xiàn)場試驗(yàn)及檢測，包括特髙壓標(biāo)準(zhǔn)電容器的量值傳遞和特高 壓標(biāo)準(zhǔn)介質(zhì)損耗器的現(xiàn)場檢測；本發(fā)明采用了屏蔽電極12,可以連接電位跟蹤以減少低 壓電極ll的泄漏電流影響，提高了電氣性能；本發(fā)明可將標(biāo)準(zhǔn)電容器的電壓等級提髙到 1800kV，電壓系數(shù)可以優(yōu)于1X10—5、介質(zhì)損耗優(yōu)于1X1(T4。本發(fā)明的過渡氣室采用盆 式絕緣子結(jié)構(gòu)特別適合拆裝、運(yùn)輸，適合現(xiàn)場使用，為用于1000kV交流特髙壓輸變電設(shè) 備的性能研究及參數(shù)檢驗(yàn)創(chuàng)造條件，也為1000kV乃至更高電壓的工頻電壓比例標(biāo)準(zhǔn)量值 溯源提供技術(shù)保障。


圖1，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖； 圖2，本發(fā)明的實(shí)施例結(jié)構(gòu)圖； 圖3，本發(fā)明的罐體l的結(jié)構(gòu)圖； 圖4，本發(fā)明的罐體l的橫切面圖。
圖中，1罐體、2高壓套管、3髙壓均壓環(huán)、4地電位均壓環(huán)、5復(fù)合絕緣套管、6 中間電位屏蔽罩、7地電位屏蔽罩、8高壓電極管、9絕緣支撐件、IO高壓電極、 ll低壓電極、12屏蔽電極、13絕緣支撐件、14軟導(dǎo)線、15絕緣支撐棒、16過渡 氣室、17盆式絕緣子、18梅花觸頭組件。
具體實(shí)施方式
圖1是本發(fā)明一個氣室的結(jié)構(gòu)圖，本發(fā)明是一種將髙壓電極和低壓電極均用絕緣 支撐件固定在底部SF6氣體絕緣的壓力容器罐體內(nèi)的正立式結(jié)構(gòu)的特髙壓標(biāo)準(zhǔn)電容器， 由罐體1、髙壓套管2、高壓均壓環(huán)3及地電位均壓環(huán)4組成，罐體內(nèi)部充以SF6氣體 絕緣，髙壓套管2在罐體1上方，髙壓均壓環(huán)3及地電位均壓環(huán)4在髙壓套管2的兩 端；高壓套管2由復(fù)合絕緣套管5、中間電位屏蔽罩6、地電位屏蔽罩7和髙壓電極管 8組合而成，髙壓電極管8的下端通過絕緣支撐件9固定在罐體1內(nèi)的底座中心上。
圖2是本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖，在一個氣室結(jié)構(gòu)上增加了一個過渡氣室16，在罐 體1和髙壓套管2之間增加了盆式絕緣子18和電氣連接作用的梅花觸頭組件18。
兩種結(jié)構(gòu)中的罐體1內(nèi)部結(jié)構(gòu)和高壓套管2內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本相同，如圖3中，罐體1 內(nèi)有髙壓電極10、低壓電極11及屏蔽電極12,它們依次在高壓電極管8的下端與罐 體1壁之間，髙壓電極屏蔽罩10固定在與絕緣支撐件9同軸的絕緣支撐件13上且用 軟導(dǎo)線14與髙壓電極管8連接，如圖4中，低壓電極11與屏蔽電極12及罐體1壁之 間用兩層八個絕緣支撐棒15固定。
正立式特高壓標(biāo)準(zhǔn)電容器采用SFe氣體作為主絕緣介質(zhì)；高壓電極管8和髙壓電極 10分別用兩組相互獨(dú)立的絕緣支撐件9和絕緣支撐件13固定在罐體1的底座上，這樣 髙壓電極管8因溫度變化導(dǎo)致不同物體膨脹系數(shù)不一致產(chǎn)生的應(yīng)力及設(shè)備吊裝、運(yùn)輸 等原因產(chǎn)生的外應(yīng)力作用不會影響到高壓電極10與低壓電極11的相對幾何位置；髙 壓電極10與髙壓電極管8之間采用軟導(dǎo)線連接的方式，確保高壓引線和髙壓電極電位 相等；采用多根(兩根以上)絕緣支撐件13固定髙壓電極10，以便調(diào)整其相對低壓電 極11幾何尺寸位置的對稱；低壓電極11和屏蔽電極12采用多個絕緣支撐棒15固定 在罐體1上，并保證有足夠的絕緣強(qiáng)度，lmin短時工頻耐壓水平不低于5kV(有效值)； 高壓套管2由復(fù)合絕緣套管5、中間電位屏蔽罩6、地電位屏蔽罩7、和髙壓電極管8 組合而成；髙壓均壓環(huán)3、地電位均壓環(huán)4用于提高高壓套管2的絕緣水平，髙壓電極 10、低壓電極11及屏蔽電極12均是同心圓環(huán)；高壓套管2的內(nèi)徑應(yīng)大于等于960毫 米，其髙度應(yīng)大于等于8米。
對于需要經(jīng)常運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場使用的情況，在圖1基礎(chǔ)上的正立式特髙壓標(biāo)準(zhǔn)電容器可 增加過渡氣室16,有過渡氣室結(jié)構(gòu)的正立式特髙壓標(biāo)準(zhǔn)電容器(見圖2),在安裝有高 壓電極10、低壓電極11的壓力容器罐體1與SF6氣體絕緣復(fù)合套管5之間安裝盆式絕 緣子17,用兩個盆式絕緣子17將罐體1、復(fù)合絕緣套管5和過渡氣室16分成三個相 互獨(dú)立密封的艙室，以便拆裝運(yùn)輸，罐體l應(yīng)立式運(yùn)輸；拆裝時僅對過渡氣室16釋放 或施加SFe氣體，以便標(biāo)準(zhǔn)電容器頻繁拆裝、運(yùn)輸、用于現(xiàn)場使用，梅花觸頭組件18 用于高壓引線的過渡連接，可以緩沖機(jī)械力作用。
這是一種電壓系數(shù)極小、便于運(yùn)輸和現(xiàn)場使用的特髙壓測量器具，可用于高壓標(biāo) 準(zhǔn)電容檢測、髙壓標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器電壓系數(shù)測量及髙壓設(shè)備(裝置)的介質(zhì)損耗測量， 其原理還可拓展到電壓等級低于800kV電壓等級標(biāo)準(zhǔn)電容器的制造。
權(quán)利要求
1、一種特高壓標(biāo)準(zhǔn)電容器，其特征在于是將高壓電極和低壓電極均用絕緣支撐件固定在底部的壓力容器罐體內(nèi)的正立式結(jié)構(gòu)，由罐體(1)、高壓套管(2)、高壓均壓環(huán)(3)及地電位均壓環(huán)(4)組成，罐體(1)和高壓套管(2)是兩個獨(dú)立的氣室，內(nèi)部均用SF6氣體絕緣，高壓套管(2)在罐體(1)上方，高壓均壓環(huán)(3)及地電位均壓環(huán)(4)在高壓套管(2)的兩端；高壓套管(2)由復(fù)合絕緣套管(5)、中間電位屏蔽罩(6)、地電位屏蔽罩(7)和高壓電極管(8)組合而成，高壓電極管(8)的下端通過絕緣支撐件(9)固定在罐體(1)內(nèi)的底座中心上；罐體(1)內(nèi)還有高壓電極(10)、低壓電極(11)及屏蔽電極(12)，它們依次在高壓電極管(8)的下端與罐體(1)壁之間，高壓電極(10)通過與絕緣支撐件(9)同軸的絕緣支撐件(13)固定在罐體(1)的底座上且用軟導(dǎo)線(14)與高壓電極管(8)連接，低壓電極(11)與屏蔽電極(12)及罐體(1)壁之間用兩層多個絕緣支撐棒(15)固定，高壓電極(10)、低壓電極(11)及屏蔽電極(12)均是同心圓環(huán)。
2、 如權(quán)利要求1所述的特髙壓標(biāo)準(zhǔn)電容器，其特征在于髙壓套管(2)的內(nèi)徑大于等于 960毫米，其高度大于等于8米。
3、 如權(quán)利要求2所述的特髙壓標(biāo)準(zhǔn)電容器，其特征在于在高壓套管(2)和罐體(1) 之間有一過渡氣室(16),過渡氣室(16)內(nèi)有兩個盆式絕緣子(17)和兩個梅花觸頭 組件(18)。
4、 如權(quán)利要求2或3所述的特高壓標(biāo)準(zhǔn)電容器，其特征在于低壓電極(11)與屏蔽 電極(12)是上下兩層結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明是一種特高壓標(biāo)準(zhǔn)電容器，是將高壓電極和低壓電極均用絕緣支撐件固定在底部的壓力容器罐體內(nèi)的正立式結(jié)構(gòu)，克服了標(biāo)準(zhǔn)電容器電壓等級的提高影響其電壓系數(shù)的提高的問題；對于現(xiàn)場試驗(yàn)用結(jié)構(gòu)，本發(fā)明將標(biāo)準(zhǔn)電容器分成3個獨(dú)立密封的氣室，解決了大型試驗(yàn)設(shè)備不便運(yùn)輸?shù)碾y題，以便用于現(xiàn)場試驗(yàn)及檢測，本發(fā)明用于特高壓標(biāo)準(zhǔn)電容器時的絕緣水平極高，短時工頻電壓耐受能力可超過1600kV，長期額定工作電壓超過1200kV，電壓系數(shù)優(yōu)于2×10^-6。本發(fā)明也可用于額定工作電壓小于1600kV電壓等級的標(biāo)準(zhǔn)電容器制做。
文檔編號G01R15/00GK101183121SQ20071016892
公開日2008年5月21日 申請日期2007年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月17日
發(fā)明者余春雨, 葉國雄, 吳士普, 吳春風(fēng), 璿 李, 毛安瀾, 汪本進(jìn), 濱 潘, 王均梅, 王曉琪, 鄢來君 申請人:國網(wǎng)武漢高壓研究院