用于隔离单相绝缘筒式变压器内外电场相互影响的金属内电极及其方法

摘要

本发明公开了一种隔离单相绝缘筒式变压器内外电场相互影响的方法，该方法在绝缘筒内的介电强度高的矿物油中，紧贴绝缘筒的内壁、靠近外电极处采取增设与外电极同电位的截面为半圆至整圆的环形内电极或圆筒形内电极。本发明达到抑制、隔离绝缘筒式变压器的内、外部电极结构形成电场的相互影响；内电极的使用使外电极、绝缘筒和空气三结合处形成等电位的低电场区，抑制了沿面放电的起源；内电极抑制或隔离了变压器高电位绕组对外均压结构的影响。该方法使单相绝缘筒式变压器、试验变压器做到无结构性的电晕及放电隐忧，达到更安全、更广泛的应用。

说明书

技术领域

本发明属于高电压设备和试验技术领域，具体是一种金属内电极及其方法，尤其是抑制应用于各电压等级的单相绝缘筒式变压器内外电场相互影响的方法。

背景技术

现有的单相变压器，尤其是试验变压器，绝大多数是铁壳式的，单台变压器在一次电压较低情况下，变比不能很大、电压不能升到很高。因而要升到很高电压时，需要多台变压器级联。对于铁壳式变压器，级联式绝缘结构复杂，占地面积大。

而绝缘筒式变压器，虽然单台时情况与铁壳式变压器的变比、升压情况类似，但由于其外壳是绝缘材料，级联时可以直接在低电位的下级变压器的基础上垂直堆叠，因而绝缘结构简单，占地面积小。所以绝缘筒式单相变压器，尤其是试验变压器，逐渐得到应用。

然而，绝缘筒式变压器的内、外部电极结构，由于没有了处于低电位的铁壳隔离，形成的电场会相互影响，特别是内部电极的影响导致外电极的电场急剧增大，引起处于介电强度低的空气介质中的外电极电晕甚至击穿。对于这个技术问题，现有技术和文献并没有解决。

发明内容

本发明公开了一种用于隔离单相绝缘筒式变压器内外电场相互影响的金属内电极及其方法，技术方案如下：

所述金属内电极紧贴绝缘筒1的内壁处设置，金属内电极与外电极同电位。所述金属内电极为圆环形4，圆环形的截面为半圆或整圆。所述金属内电极为圆筒形7，其截面为上下边沿有倒角的矩形。所述金属内电极上设置有支架；所述支架固定在与均压环2等电位的金属法兰3上并与金属法兰3电气连接。所述金属内电极外径小于等于绝缘筒1内径；所述金属内电极的内径为10-300mm。

隔离单相绝缘筒式变压器内外电场相互影响的方法，(1)制作圆环形或圆筒形金属内电极，圆环形金属内电极4截面为半圆或整圆，圆筒形金属内电极7截面为上下边沿有倒角的矩形；(2)将金属内电极设置在绝缘筒1内的介电强度高的矿物油中，并紧贴绝缘筒1的内壁处设置，使其与外电极同电位；(3)在金属内电极上设置支架；使支架固定在与均压环2等电位的金属法兰3上并与金属法兰3电气连接。所述金属内电极外径小于等于绝缘筒1内径；所述金属内电极的内径为10-300mm。

本发明的其它一些特点：所述环形内电极4由支架和环构成整体，环的形状为截面为半圆至整圆，支架固定在与外电极等电位的金属法兰3上；或者内电极为圆筒形金属内电极7，圆筒形金属内电极截面为上下边沿有倒角的矩形。

附图说明

图1是环形金属内电极隔离内外电场的结构示意图。

图2是筒形金属内电极隔离内外电场的结构示意图。

图3是无内电极时内部高压绕组对外均压结构的影响示意图。

图中1为绝缘筒，2为均压环，3为金属法兰，4为环形内电极，5为高压绕组，6为铁芯，7为筒形内电极。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参见图1、2、3，一种用于隔离单相绝缘筒式变压器内外电场相互影响的金属内电极：所述金属内电极紧贴绝缘筒1的内壁处设置，金属内电极与外电极同电位。所述金属内电极为圆环形4，圆环形的截面为半圆或整圆。所述金属内电极为圆筒形7，其截面为矩形。所述金属内电极上设置有支架；所述支架固定在与均压环2等电位的金属法兰3上并与金属法兰3电气连接。所述金属内电极外径小于等于绝缘筒1内径；所述金属内电极的内径为10-300mm。

隔离单相绝缘筒式变压器内外电场相互影响的方法，(1)制作圆环形或圆筒形金属内电极，圆环形金属内电极截面为半圆或整圆，圆筒形金属内电极截面为上下沿有倒角的矩形；(2)将金属内电极设置在绝缘筒1内的介电强度高的矿物油中，并紧贴绝缘筒1的内壁处设置，使其与外电极同电位；(3)在金属内电极上设置支架；使支架固定在与均压环2等电位的金属法兰3上并与金属法兰3电气连接。所述金属内电极外径小于等于绝缘筒1内径；所述金属内电极的内径为10-300mm。

该方法在绝缘筒1内的介电强度高的矿物油中，紧贴绝缘筒1的内壁、靠近外电极处采取增设与外电极同电位的截面为半圆至整圆的环形内电极4或圆筒形内电极7。本发明达到抑制、隔离绝缘筒1式变压器的内、外部电极结构形成电场的相互影响；内电极的使用使外电极、绝缘筒1和空气三结合处形成等电位的低电场区，抑制了沿面放电的起源；内电极抑制或隔离了变压器高电位绕组对外均压结构的影响。该方法使单相绝缘筒1式变压器、试验变压器做到无结构性的电晕及放电隐忧，达到更安全、更广泛的应用。

内电极和均压环2配置法实施方案是：在绝缘筒1内的介电强度高的矿物油中，紧贴绝缘筒1的内壁、靠近外电极处采取增设与外电极同电位的截面为半圆到整圆形状的环形内电极4或圆筒形内电极7；

内电极抑制、隔离了绝缘筒1式变压器的内、外部电极结构形成电场的相互影响；

内电极的使用使外电极、绝缘筒1和空气三结合处形成等电位的低电场区，抑制了沿面放电的起源；

内电极抑制或隔离了变压器高电位绕组对外均压结构的影响；当内电极高度较高于均压环2时，降低了均压环2的电场强度。

参见图1，所述的金属内电极为环形时，环外径与绝缘筒1的内径相等或近似相等，环内径为10-300mm，罩入深度从等电位的金属法兰3到变压器绕组的最高高度；

参见图2，所述的金属内电极为圆筒形时，外径与绝缘筒1的内径相等或近似相等，内径比外径小10-300mm，高度可覆盖从等电位的金属法兰3到变压器绕组的最高高度，见图2的7区域，圆筒顶部倒角或截面为半圆形等。

由图3可见，没有内电极时，高压绕组5与均压环2构成了距离相对较近的一对电极，中间绝缘介质为绝缘筒1和矿物油，这样使均压环2的电场强度很大。

申请人对内电极隔离单相绝缘筒式变压器内外电场相互影响的方法进行了仿真计算、实验室和现场实测研究。本发明的隔离单相绝缘筒式变压器内外电场相互影响的方法，可抑制了沿面放电的起源；内电极隔离了变压器高电位绕组对外均压结构的影响。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。