一种直流输电换流变网侧套管的设计方法

摘要

本发明公开了一种直流输电换流变网侧套管的设计方法，其包括以下步骤：A、套管上瓷套高度L₁的确定；B、套管芯子中各均压极板长度的确定；C、套管芯子内外均压极半径的确定。本发明提高了换流变网侧套管在尾部绝缘距离、绝缘厚度、绝缘裕度、场强设计、机械尺寸设计、密闭性等方面的性能，该类型高可靠性套管可作为换流变网侧高压套管备品，保证换流变套管设备的安全运行，提高直流系统的输电可靠率。

主权项

一种直流输电换流变网侧套管的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：A、套管上瓷套高度L₁的确定：基于换流变套管工频一分钟耐受电压值U₁、套管在空气中的平均干闪场强E₁、保障套管一定裕度参数A₁，采用式(1)L₁＝U₁*(1+A₁)/E₁            (1)确定套管上瓷套高度L₁；B、套管芯子中各均压极板长度的确定，包括以下步骤：B1、相邻极板间的绝缘层所承受电压的确定：结合套管绝缘层的层数n、套管最高工作相电压U₂，根据式(2)U₃＝U₂/n              (2)确定相邻极板间的绝缘层所承受电压U₃；B2、套管轴向均压极板的台阶总长的确定：结合兼顾改善瓷套外表面电场分布的上台阶λ₁，电极边缘直接浸于油中的下台阶λ₂，根据式(3)：L₃＝n*(λ₁+λ₂)              (3)确定套管轴向均压极板的台阶总长L₃；B3、极板距离套管上端盖最小距离的校核：结合卡装高度h₁、以及步骤A中计算的套管上瓷套高度L₁，根据式(4)h₀＝L₁‑h₁‑n*λ₁‑10％*L₁           (4)计算极板距离套管上端盖最小距离h₀，其中，所述卡装高度h₁的范围为(8％～10％)*L₁，所述极板距离套管上端盖最小距离h₀的范围为(20％～40％)*L₁；B4、套管各极板高度的确定：结合所述卡装高度h₁、以及中间法兰高度h₂、装设电流互感器高度h₃，根据式(5)：l_n＝h₁+h₂+h₃+10％*L₁                                 (5)l_i＝l_n+(n‑i)(λ₁+λ₂)计算套管最短极板高度l_n和套管第i层的极板高度l_i，其中i＝(0,1…,n‑1)，所述第0层的极板高度为套管最长极板高度l₀；C、套管芯子内外均压极半径的确定，包括以下步骤：C1、套管芯子外均压极半径的确定：结合电极间的绝缘介质厚度d₁、套管径向许用工作场强经验系数k₁、以及步骤B4中计算的套管最短极板高度l_n和套管最长极板高度l₀，根据式(6)$r_n=\frac{U_2}{2*(k_1/{\left(d_1\right)}^{0.5})}*\frac{\frac{l_0}{l_n}+1}{1n\frac{l_0}{l_n}}---\left(6\right)$确定套管芯子外均压极半径r_n；C2、套管芯子内均压极半径的确定：根据式(7)$r_0=\left(r_n\right)/\left(\frac{l_0}{l_n}\right)---\left(7\right)$确定套管芯子内均压极半径r₀；C3、套管芯子除内外均压极外其他均压极板半径的确定：结合套管芯子外均压极半径r_n、套管芯子内均压极半径r₀、套管最短极板高度l_n、套管第1层的极板高度l₁，根据式(8)$\frac{l_j}{1n\frac{r_j}{r_{j-1}}}=\frac{\frac{n}{2}(l_1+l_n)}{1n\frac{r_n}{r_0}}---\left(8\right)$确定第j层均压极板的半径r_j；其中j＝(1,2…,n‑1)。