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：
本實(shí)用新型屬于髙電壓測(cè)量設(shè)備，涉及一種800kV 1600kV電壓等級(jí)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(cè)量、特髙壓電氣設(shè)備介質(zhì)損耗 測(cè)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(cè)量等特 髙壓測(cè)量領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)特高壓電網(wǎng)技術(shù)研究及建設(shè)的步伐加快，原有的髙電壓測(cè)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(cè)量、特高壓計(jì)量設(shè)備 如交流特髙壓標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器的特征參數(shù)測(cè)量，都需要有電壓等級(jí)更高的標(biāo)準(zhǔn) 電容器做為必備的測(cè)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 的"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；髙壓電極呈鐘罩式結(jié)構(gòu)， 在設(shè)備絕緣筒的上部。隨著電壓等級(jí)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(chǎng)分布極其不均勻。同時(shí)，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(shì)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(cè)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(jí)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(duì)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(chǎng)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，使得低壓電極和髙壓電極間很容易發(fā)生位移，導(dǎo)致電 壓系數(shù)進(jìn)一步增大。隨著電壓等級(jí)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(cè)、調(diào)節(jié)與控制的難度也大大增加。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)電容器結(jié)構(gòu)上的不足，提供一種正立式 特髙壓標(biāo)準(zhǔn)電容器，適用于800kV 1600kV電壓等級(jí)，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，還可用于特髙壓設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是 一種特高壓標(biāo)準(zhǔn)電容器，其特征在于是將高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、髙壓套管2、髙壓均壓環(huán)3及地電位均壓環(huán)4組成，罐體l和髙壓套管 2可以是兩個(gè)獨(dú)立的氣室以便拆裝運(yùn)輸用于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)室，也可為一個(gè)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在高壓套管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；罐體1內(nèi)還有高壓電極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，高壓 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(gè)絕緣支撐棒15固定以調(diào)整高壓電極10與低壓電極11相對(duì)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)。上述特高壓標(biāo)準(zhǔn)電容器，其特征在于髙壓套管2的內(nèi)徑大于等于恥0毫米， 其髙度大于等于8米。上述特髙壓標(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(gè)盆式絕緣子17和兩個(gè)梅花觸頭插接組件18,以 便特高壓標(biāo)準(zhǔn)電容器的髙壓套管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)。本實(shí)用新型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(jí)的提髙影響其電壓系數(shù)的提髙的問題；本 實(shí)用新型的髙壓電極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，以減少髙壓電極管8各種因素(如震動(dòng)、金屬管熱脹冷 縮等)產(chǎn)生的外力對(duì)髙壓電極相對(duì)位置的影響；本實(shí)用新型的一種結(jié)構(gòu)是將標(biāo) 準(zhǔn)電容器分成3個(gè)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(chǎng)試驗(yàn)及檢測(cè)，包括特高壓標(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(chǎng)檢測(cè)；本實(shí)用新型采用了屏蔽電極12，可以連接電位跟蹤以減少低 壓電極ll的泄漏電流影響，提髙電氣性能；本實(shí)用新型可將標(biāo)準(zhǔn)電容器的電壓 等級(jí)提高到1800kV,電壓系數(shù)可以優(yōu)于1X10—5、介質(zhì)損耗優(yōu)于1X1(T4。本實(shí)用 新型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(chǎng)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 1 OOOkV乃至更髙電壓的工頻電壓比例標(biāo)準(zhǔn)量值溯源提供技術(shù)保障。


以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。圖1，本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)圖；圖2，本實(shí)用新型的實(shí)施例結(jié)構(gòu)圖；圖3，本實(shí)用新型的罐體l的結(jié)構(gòu)圖；圖4，本實(shí)用新型的罐體1的橫切面圖。4圖中，l罐體、2髙壓套管、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髙壓電極管、9絕緣支撐件、10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。具體的實(shí)施方式圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)圖，本實(shí)用新型是一種將高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l、髙壓套管2、髙壓均壓環(huán)3及地電位均壓環(huán)4組成， 罐體內(nèi)部充以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是本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖，在一個(gè)氣室結(jié)構(gòu)上增加了一個(gè)過渡氣 室16,在罐體1和高壓套管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)有高壓電極10、低壓電極11及屏蔽電極12,它們依次在髙壓電極管8 的下端與罐體1壁之間，高壓電極屏蔽罩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ll與屏 蔽電極12及罐體1壁之間用兩層八個(gè)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，這樣高壓電極管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?shù)仍虍a(chǎn)生的外應(yīng)力作用不會(huì)影響到髙壓電極IO與低壓 電極11的相對(duì)幾何位置；高壓電極10與高壓電極管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固定高壓電極10,以便調(diào)整其相對(duì)低壓電極11幾何尺寸位置的對(duì)稱；低壓 電極11和屏蔽電極12采用多個(gè)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(shí)工頻耐壓水平不低于5kV (有效值)；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IO、 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，其高度應(yīng)大于等于8米。對(duì)于需要經(jīng)常運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)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)的正立式特高壓標(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(gè)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(gè)相互獨(dú)立密封的艙室，以便拆裝運(yùn)輸，罐體1應(yīng)立式運(yùn)輸; 拆裝時(shí)僅對(duì)過渡氣室16釋放或施加SF6氣體，以便標(biāo)準(zhǔn)電容器頻繁拆裝、運(yùn)輸、 用于現(xiàn)場(chǎng)使用，梅花觸頭組件18用于髙壓引線的過渡連接，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(chǎng)使用的特髙壓測(cè)量器具，可用于高壓 標(biāo)準(zhǔn)電容檢測(cè)、髙壓標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器電壓系數(shù)測(cè)量及髙壓設(shè)備(裝置)的介質(zhì) 損耗測(cè)量，其原理還可拓展到電壓等級(jí)低于800kV電壓等級(jí)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(gè)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(gè)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,其髙度大于等于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(gè)盆式絕緣子(17) 和兩個(gè)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)。
專利摘要本實(shí)用新型是一種特高壓標(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(jí)的提高影響其電壓系數(shù)的提高的問題；對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)用結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型將標(biāo)準(zhǔn)電容器分成3個(gè)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(chǎng)試驗(yàn)及檢測(cè)，本發(fā)明用于特高壓標(biāo)準(zhǔn)電容器時(shí)的絕緣水平極高，短時(shí)工頻電壓耐受能力可超過1600kV，長(zhǎng)期額定工作電壓超過1200kV，電壓系數(shù)優(yōu)于2×10^-6。本實(shí)用新型也可用于額定工作電壓小于1600kV電壓等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)電容器制做。
文檔編號(hào)G01R35/02GK201110866SQ20072008903
公開日2008年9月3日 申請(qǐng)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(guó)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(qǐng)人:國(guó)網(wǎng)武漢高壓研究院