高压套管的结构特点及原理docx

  高压套管属于电站、电器类高压绝缘子，它的作用是将载流导体引入或引出变压器、断路器、电容器等电气设备的金属外壳（电器用套管）；也将载流导体穿过建筑物或墙壁〔电站用套管〕。

  如图1所示为最简单的绝缘套管，包括绝缘部分1，金具固定连接套筒（又称法兰）2，以及中心导电杆3，外部瓷套，瓷套与中间导电杆之间则有各种结构方式，按套管的不同结构方式而分为纯瓷套管、充油套管和电容套管。

  纯瓷套管以电瓷（或还有空气）为绝缘，结构相对比较简单，维护方便。纯瓷套管又分为空心和实心两种。如图2所示即为空心纯瓷套管，在瓷件与导电杆之间有一空气腔。

  纯瓷空心套管一般只能用于较低电压等级。当电压过高时，由于导电杆周围电场强度甚高，空气腔产生电晕，使套管表面易发生滑闪放电。在空气腔套管的导电杆上缠有几层胶纸（约3~5mm厚），因纸的ε，较空气的大，所以导电杆部位在交流电压下的电场强度降低。能大大的提升起晕电压，来提升了套管的闪络电压。

  空心纯瓷套管的缺点是中部直径大，内部鼓形空腔的制造不方便，导电杆如用纸层包裹也容易老化或受潮。因此，目前我国在20kV以上则采用无空气腔的实心套管。实心套管在瓷件与导电杆之间没有空气腔，瓷件内壁涂以半导体釉均压层，然后用弹簧片与导电杆接通，使瓷件与导电杆同电位，这样内腔的气隙不承受电压，以免发生电晕。

  纯瓷套管一般只做到35kV及以下较低电压等级。当电压更高时，则采用充油套管或电容套管。

  充油套管就等于在纯瓷套管的空心内腔里充以绝缘油。充油套管的击穿电压、散热性能比原来空心时大为改善。

  20kV及以下的充油套管，主要就靠瓷套里所充的变压器油作绝缘。当电压较高，如35kV以上时，导电杆表面处油道里的电场强度已经很高，为此，常在导电杆上套以胶纸管或包以电缆纸（5~15mm），这样做才能够明显提高油道的击穿电压。

  对于60kV或110kV以上的充油套管，只是在导电杆上套装胶纸管或包绕电缆纸，其击

  穿电压往往不能满足规定的要求，需在油隙中再加入几个胶纸筒，利用屏蔽作用来提高击穿电压。将油隙分得越细，击穿电压越高。如图3所示为高压试验变压器充油套管主要部件局部截面示意图。

  由图可知，在导电杆1与法兰6间有4个壁厚3mm的胶纸筒3；为减小导电杆附近油道中的场强，在导电杆上包以40mm厚的油纸2；为降低法兰处场强，提高沿瓷面的滑闪电压，在法兰内设有接地屏4，运行中接地屏与法兰用导线相连。在高压充油套管的屏障（胶纸筒）上，有时还覆有金属箔（黄铜或铝箔），这已带有下述电容式套管中的均压极板的作用—调整径向及轴向的电位分布，从而进一步改善套管的电气性能。

  充油套管中，屏障数目不能太多（通常不超过6~8个），数目太多会使套管的制造发生困难，油循环也受到阻碍；何况充油套管里总还有较宽的油道，其电气强度远比纸层更低，所以更高电压时改用电容式套管。如图4所示为电容式套管示意图，它主要由导电杆1、电容芯子5、瓷套3、法兰4等组成。

  电容式套管的性能主要根据电容芯子。电容芯子是在导电杆上用绝缘纸和金属箔（铝箔）交替缠绕而成，如图5所示。

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