電容式套管絕緣缺陷設(shè)計方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及高電壓與絕緣技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及到絕緣設(shè)備的分析設(shè)計技術(shù)領(lǐng) 域。
【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)載流導(dǎo)體需要穿過與其電位不同的金屬箱殼或墻壁時，需要使用套管將導(dǎo)體與 零電位的金屬箱殼或墻壁隔開。套管在高電壓領(lǐng)域是十分重要的絕緣設(shè)備。高壓套管分為 充油式套管和電容式套管，充油式套管中的電纜紙類似于電容式套管中的均壓極板，而電 容式套管中的電容芯子就是一串同軸圓柱形的電容器。充油式套管又可分為單油隙套管和 多油隙套管，電容式套管又可分為膠紙和油紙?zhí)坠堋?br>[0003] IlOkV交流以上的高壓套管常用電容式套管，它主要靠電容芯子改善電場分布。 電容式套管在運行中受到電、熱、機(jī)械應(yīng)力和環(huán)境的聯(lián)合作用，常常因為制造過程中電纜紙 干燥不充分、折邊效果不好、卷制預(yù)緊力不足使得芯子內(nèi)部隱含缺陷，若在出廠試驗及設(shè)備 交接試驗中沒有監(jiān)測出帶缺陷的套管，投入使用后極易引發(fā)套管芯子內(nèi)部放電甚至爆炸故 障。目前套管出廠試驗及例行試驗對套管的監(jiān)測與診斷主要采用傳統(tǒng)的局部放電檢測及介 損測量，對內(nèi)部潛伏性缺陷的診斷準(zhǔn)確度不高。
[0004] 一般說來，電容器套管絕緣缺陷設(shè)計主要包括基于脫落層向下位移缺陷、電容芯 子首層受潮缺陷、電容芯子末層受潮缺陷模型，獲得套管內(nèi)部缺陷對原電場分布的影響，是 分析套管絕緣缺陷放電過程的重要手段之一。目前已公開的套管絕緣缺陷的設(shè)計方法中， 很少有考慮到絕緣缺陷對原電場畸變程度的影響。在實際試驗過程中，絕緣缺陷模型引起 場強(qiáng)畸變過于嚴(yán)重，會使得試驗?zāi)Ｐ驮诙虝r間內(nèi)發(fā)生擊穿，不能很好的觀測到絕緣缺陷放 電的發(fā)展過程。而絕緣缺陷模型引起場強(qiáng)畸變效果微弱，會使得在加壓時間過長，試驗困難 及成本難以承受。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 鑒于此，本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種能夠考慮到絕緣缺陷 對原電場畸變程度的影響的電容式套管絕緣缺陷設(shè)計方法，通過調(diào)整電容式套管模型的物 理屬性，衡量電容式套管的電容分布和電場畸變程度，從而為電容式套管絕緣缺陷引起的 放電發(fā)展分析提供基礎(chǔ)。
[0006] 為了實現(xiàn)此目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為如下。
[0007] 一種電容式套管絕緣缺陷設(shè)計方法，包括步驟：
[0008] A、建立電容式套管正常模型，確定電容式套管正常模型的電場分布，提取電容式 套管正常模型的場強(qiáng)最大值；
[0009] B、調(diào)整電容式套管正常模型的物理屬性以建立電容式套管絕緣缺陷模型；
[0010] C、確定電容式套管絕緣缺陷模型的電場分布，提取絕緣缺陷模型的場強(qiáng)最大值， 根據(jù)電容式套管正常模型的場強(qiáng)最大值和絕緣缺陷模型的場強(qiáng)最大值，確定最大場強(qiáng)畸變 倍數(shù)；
[0011] D、若所述最大場強(qiáng)畸變倍數(shù)小于第一預(yù)定閾值，或最大場強(qiáng)畸變倍數(shù)大于第二預(yù) 定閾值，則調(diào)整絕緣缺陷模型的物理屬性，重新確定最大場強(qiáng)畸變倍數(shù)，直至最大場強(qiáng)畸變 倍數(shù)處于第一預(yù)定閾值和第二預(yù)定閾值之間。
[0012] 其中所述第一預(yù)定閾值為1. 1，第二預(yù)定閾值為1. 2。
[0013] 另外，所述絕緣缺陷模型的物理屬性為脫落層向下位移該層極板的長度，相應(yīng)地，
[0014] 當(dāng)所述最大場強(qiáng)畸變倍數(shù)小于第一預(yù)定閾值時，增大脫落層向下位移該層極板的 長度；
[0015] 當(dāng)所述最大場強(qiáng)畸變倍數(shù)大于第二預(yù)定閾值時，減小脫落層向下位移該層極板的 長度。
[0016] 或者所述絕緣缺陷模型的物理屬性為電容芯子受潮首層的含水率，相應(yīng)地，
[0017] 當(dāng)所述最大場強(qiáng)畸變倍數(shù)小于第一預(yù)定閾值時，增大電容芯子受潮首層的含水 率；
[0018] 當(dāng)所述最大場強(qiáng)畸變倍數(shù)大于第二預(yù)定閾值時，減小電容芯子受潮首層的含水 率。
[0019] 又或者所述絕緣缺陷模型的物理屬性為電容芯子受潮末層的含水率，相應(yīng)地，
[0020] 當(dāng)所述最大場強(qiáng)畸變倍數(shù)小于第一預(yù)定閾值時，增大電容芯子受潮末層的含水 率；
[0021] 當(dāng)所述最大場強(qiáng)畸變倍數(shù)大于第二預(yù)定閾值時，減小電容芯子受潮末層的含水 率。
[0022] 步驟D之后，進(jìn)一步包括：
[0023] E、針對脫落層向下位移缺陷，當(dāng)與最大值相差5%以內(nèi)場強(qiáng)分布體積超過所述脫 落層體積的10%，則確定為合理絕緣缺陷。
[0024] 或者步驟D之后，進(jìn)一步包括：
[0025] E、針對電容芯子首層受潮缺陷或電容芯子末層受潮缺陷，當(dāng)受潮缺陷體積超過電 容芯子體積的15%，則確定為合理絕緣缺陷。
[0026] 特別地，所述電容式套管正常模型或電容式套管絕緣缺陷模型包括電容芯子、中 心導(dǎo)桿、浸漬、法蘭和外套，采用有限元方法分析電容式套管正常模型或電容式套管絕緣缺 陷模型的電場分布，其中電容式套管正常模型或電容式套管絕緣缺陷模型的網(wǎng)格劃分精度 為 0? 001mm。
[0027] 一種電容式套管絕緣缺陷設(shè)計裝置，包括正常模型分析單元、絕緣缺陷模型建立 單元、絕緣缺陷模型分析單元和絕緣缺陷模型調(diào)整單元，其中，
[0028] 正常模型分析單元用于建立電容式套管正常模型，確定電容式套管正常模型的電 場分布，提取電容式套管正常模型的場強(qiáng)最大值；
[0029] 絕緣缺陷模型建立單元用于調(diào)整電容式套管正常模型的物理屬性以建立電容式 套管絕緣缺陷模型；
[0030] 絕緣缺陷模型分析單元用于確定電容式套管絕緣缺陷模型的電場分布，提取絕緣 缺陷模型的場強(qiáng)最大值，根據(jù)電容式套管正常模型的場強(qiáng)最大值和絕緣缺陷模型的場強(qiáng)最 大值，確定最大場強(qiáng)畸變倍數(shù)；
[0031] 絕緣缺陷模型調(diào)整單元，用于當(dāng)所述最大場強(qiáng)畸變倍數(shù)小于第一預(yù)定閾值，或最 大場強(qiáng)畸變倍數(shù)大于第二預(yù)定閾值時，調(diào)整絕緣缺陷模型的物理屬性，重新確定最大場強(qiáng) 畸變倍數(shù)，直至最大場強(qiáng)畸變倍數(shù)處于第一預(yù)定閾值和第二預(yù)定閾值之間。
[0032] 通過采用本發(fā)明的電容式套管絕緣缺陷設(shè)計方法，能夠使得電容式套管的絕緣缺 陷模型電場分布可控、參數(shù)便于調(diào)整、與實際情況吻合度好；能夠方便用于電容式套管絕緣 缺陷引起的放電發(fā)展分析，從而為尋求典型絕緣缺陷提供高效的診斷方法。
【附圖說明】
[0033] 圖1為本發(fā)明實施方式中電容式套管絕緣缺陷設(shè)計方法的流程示意圖。
[0034] 圖2為本發(fā)明實施方式中電容式套管正常模型的電場分布示意圖。
[0035] 圖3為本發(fā)明實施方式中電容式套管發(fā)生脫落層向下位移缺陷時電場分布示意 圖。
[0036] 圖4為本發(fā)明實施方式中電容式套管發(fā)生電容芯子首層受潮缺陷時電場分布示 意圖。
[0037] 圖5為本發(fā)明實施方式中電容式套管發(fā)生電容芯子末層受潮缺陷時電場分布;^ 意圖。
【具體實施方式】
[003