2000kV油纸电容式变压器套管的制作方法

本实用新型涉及高压套管技术领域，尤其是指一种2000kV油纸电容式变压器套管。

背景技术：

随着我国经济持续增长，电力需求增长迅猛。为了节省土地资源、提高输电效率，国家计划建立特高压交流和特高压直流输电网架，特高压交直流输电项目在未来将愈来愈多。为了满足特高压交直流输变电设备对1000kV电抗器温升试验、交直流 1000kV套管电气试验、1000kV电抗器绝缘试验和励磁特性试验等试验要求，需要设计、制造一台额定电压为2000kV的试验变压器。

其中，2000kV油纸电容式变压器套管是为2000kV试验变压器配套的重要部件，对变压器起绝缘、支撑、通流的作用。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种2000kV油纸电容式变压器套管，能与2000kV试验变压器配套使用，对2000kV试验变压器起绝缘、支撑及流通的作用。

为达到上述目的，本实用新型提供了一种2000kV油纸电容式变压器套管，其中，所述2000kV油纸电容式变压器套管包括头部结构、外绝缘、内绝缘、尾部结构及载流结构，所述头部结构、所述载流结构及所述尾部结构由上至下顺次连接，且所述载流结构分别与所述头部结构、所述尾部结构电连接，所述外绝缘套设于所述载流结构的外侧，所述外绝缘的上端与所述头部结构密封相接，所述外绝缘的下端与所述尾部结构密封相接，所述外绝缘与所述载流结构之间形成第一环空，所述内绝缘套设于所述载流结构上并位于所述载流结构与所述外绝缘之间，所述内绝缘与所述载流结构之间形成第二环空，且所述内绝缘的外侧表面与所述外绝缘的内侧表面之间具有间隙，所述第一环空与所述第二环空连通且所述第一环空与所述第二环空中均填装有绝缘油。

如上所述的2000kV油纸电容式变压器套管，其中，所述外绝缘包括由上至下顺次密封连接的上瓷套、连接套筒及下瓷件，所述上瓷套的上端与所述上瓷套的下端分别形成有胶装法兰，所述上瓷套通过其上端设置的所述胶装法兰能拆装地与所述头部结构密封相接，所述上瓷套通过其下端设置的所述胶装法兰与所述连接套筒的上端能拆装地密封相接，连接套筒所述胶装法兰的胶装比为0.41～0.45。

如上所述的2000kV油纸电容式变压器套管，其中，所述上瓷套的外表面上由上至下凸设形成有多个伞形结构，各所述伞形结构均沿所述上瓷套的周向环绕凸设于所述上瓷套的外表面上，各所述伞形结构的上表面均为沿着远离所述上瓷套的轴线的方向逐渐下降的锥面，所述伞形结构包括多个大伞结构与多个小伞结构，所述大伞结构与所述小伞结构由上至下交替间隔设置，所述大伞结构的直径大于所述小伞结构的直径，所述上瓷套的公称爬电距离大于38000mm。

如上所述的2000kV油纸电容式变压器套管，其中，所述上瓷套包括多节由上至下顺次连接的瓷件，每两节相邻的所述瓷件之间无机粘结结合，所述上瓷套的上段呈由上至下直径相同的柱状，所述上瓷套的中段呈由上至下直径渐扩的锥状，所述上瓷套的下段呈由上至下直径相同的柱状，所述上瓷套的上端的直径与所述上瓷套的中段的上端的直径相等，所述上瓷套的下段的直径与所述上瓷套的中段的下端的直径相等，所述上瓷套的下段的底部位于所述上瓷套的下端的所述胶装法兰的上方设有底部伞结构，沿所述外绝缘的轴向，所述底部伞结构的厚度大于所述大伞结构的厚度。

如上所述的2000kV油纸电容式变压器套管，其中，所述上瓷套的高度大于 10000mm，且所述上瓷套的下端的所述胶装法兰的外径大于1200mm。

如上所述的2000kV油纸电容式变压器套管，其中，所述上瓷套的上段的所述伞形结构的直径大于或等于650mm，所述上瓷套的上段的所述大伞结构凸出所述上瓷套的上段的外表面的尺寸为70mm～80mm，且所述上瓷套的上段的所述小伞结构凸出所述上瓷套的上段的外表面的尺寸为50mm～60mm，所述上瓷套的上段的相邻的所述大伞结构与所述小伞结构之间的间距为70mm～75mm；

所述上瓷套的中段的所述大伞结构凸出所述上瓷套的中段的外表面的尺寸为 60mm～65mm，且所述上瓷套的中段的所述小伞结构凸出所述上瓷套的中段的外表面的尺寸为45mm～50mm，所述上瓷套的中段的相邻的所述大伞结构与所述小伞结构之间的间距为65mm～75mm；

所述上瓷套的下段的所述伞形结构的直径小于或等于1100mm，所述上瓷套的下段的所述大伞结构凸出所述上瓷套的下段的外表面的尺寸为50mm～55mm，且所述上瓷套的下段的所述小伞结构凸出所述上瓷套的下段的外表面的尺寸为35mm～40mm，所述上瓷套的上段的相邻的所述大伞结构与所述小伞结构之间的间距为 55mm～65mm。

如上所述的2000kV油纸电容式变压器套管，其中，所述载流结构包括导电管，所述导电管的下端与所述尾部结构连接，所述导电管的上端与所述头部结构连接；所述头部结构包括油枕、盖板、导电密封头、波纹管及接线板，所述油枕为内部中空的筒状结构，所述油枕的底板上开设有第一通孔，所述油枕的顶板上开设有第二通孔，所述导电管的上端由下至上顺次贯穿所述油枕的底板上的所述第一通孔及所述油枕的顶板上的所述第二通孔伸至所述油枕的上方，所述盖板上开设有第三通孔，所述盖板通过所述第三通孔套设于所述导电管上，所述盖板与所述油枕的顶板能拆装地连接并封闭所述第二通孔，所述导电密封头能拆装地套设于所述导电管的顶部，所述波纹管套设于位于所述盖板上方的所述导电管的外侧，所述波纹管的下端与所述盖板能拆装地连接，所述波纹管的上端与所述导电密封头能拆装地连接，所述接线板设于所述导电密封头的顶部，且所述接线板与所述导电密封头电连接。

如上所述的2000kV油纸电容式变压器套管，其中，所述内绝缘包括芯体卷制管、多层铝箔及多层电缆纸，所述芯体卷制管同轴地套设于所述导电管上，所述芯体卷制管的下端与所述尾部结构连接，所述芯体卷制管的上端通过定位环板与所述导电管保持同轴，所述芯体卷制管与所述导电管之间形成所述第二环空，多层所述电缆纸与多层所述铝箔交替间隔地卷绕包覆于所述芯体卷制管上，且每两层所述铝箔之间均卷绕有多层所述电缆纸，所述芯体卷制管的上端与所述芯体卷制管的下端分别沿其径向开设有连通孔，两所述连通孔连通所述第一环空与所述第二环空；所述内绝缘上套设有芯子夹紧套，所述芯子夹紧套能保持所述内绝缘与所述导电管之间以及所述内绝缘与所述外绝缘之间同轴定位。

如上所述的2000kV油纸电容式变压器套管，其中，所述尾部结构包括载流底座和定位座，所述载流底座与所述外绝缘的下端面密封相接，所述定位座能拆装地安装所述载流底座的上表面上，所述定位座的侧表面与所述外绝缘的内表面密封相接，所述载流底座的中央沿其轴向形成有贯通孔，所述导电管的下端贯穿所述定位座与所述载流底座的所述贯通孔定位密封相接，所述芯体卷制管的下端与所述定位座定位相接。

如上所述的2000kV油纸电容式变压器套管，其中，所述载流结构还包括接线端子、定位锥及拉杆，所述拉杆同轴地设于所述导电管的内部，所述拉杆的下端与所述接线端子相接，所述拉杆的上端通过弹性拉紧结构与所述头部结构相接，所述接线端子的上表面与所述载流底座的下端面抵接，所述定位锥套设于所述拉杆上，且所述定位锥的下端与所述接线端子抵接。

与现有技术相比，本实用新型的优点如下：

本实用新型提供的2000kV油纸电容式变压器套管能与2000kV试验变压器配套使用，对2000kV试验变压器起绝缘、支撑及流通的作用，填补这一技术的空白。

附图说明

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：

图1是本实用新型提供的2000kV油纸电容式变压器套管的结构示意图；

图2是本实用新型提供的2000kV油纸电容式变压器套管的外绝缘的上瓷套的结构示意图；

图3是本实用新型提供的2000kV油纸电容式变压器套管的外绝缘的上瓷套的胶装法兰的结构示意图；

图4是本实用新型提供的2000kV油纸电容式变压器套管的外绝缘的上瓷套的上段的伞形结构的结构示意图；

图5是本实用新型提供的2000kV油纸电容式变压器套管的外绝缘的上瓷套的中段的伞形结构的结构示意图；

图6是本实用新型提供的2000kV油纸电容式变压器套管的外绝缘的上瓷套的下段的伞形结构的结构示意图；

图7是本实用新型提供的2000kV油纸电容式变压器套管的头部结构的结构示意图；

图8是本实用新型提供的2000kV油纸电容式变压器套管的内绝缘的结构示意图；

图9是本实用新型提供的2000kV油纸电容式变压器套管的外绝缘的上瓷套与连接套筒之间的连接处的局部结构示意图；

图10是本实用新型提供的2000kV油纸电容式变压器套管的尾部结构的结构示意图；

图11是本实用新型提供的2000kV油纸电容式变压器套管的载流结构示意图；

图12是本实用新型提供的2000kV油纸电容式变压器套管的载流结构的另一状态的结构示意图。

附图标号说明：

1、头部结构；

11、油枕；

12、盖板；

13、导电密封头；

14、波纹管；

15、接线板；

16、弹性拉紧结构；

17、保护罩；

2、外绝缘；

21、第一环空；

22、第二环空；

23、上瓷套；

231、胶装法兰；

232、上段；

233、中段；

234、下段；

235、伞形结构；

2351、大伞结构；

2352、小伞结构；

24、连接套筒；

241、连接法兰；

25、下瓷件；

3、内绝缘；

31、芯体卷制管；

311、连通孔；

32、铝箔；

33、电缆纸；

34、芯子夹紧套；

341、夹紧套筒；

342、连接凸耳；

343、过渡法兰；

4、尾部结构；

41、载流底座；

42、定位座；

5、载流结构；

51、导电管；

52、接线端子；

53、定位锥；

54、拉杆

具体实施方式

为了对本实用新型的技术方案、目的和效果有更清楚的理解，现结合附图说明本实用新型的具体实施方式。

如图1～图12所示，本实用新型提供了一种2000kV油纸电容式变压器套管，其中，2000kV油纸电容式变压器套管包括头部结构1、外绝缘2、内绝缘3、尾部结构 4及载流结构5，头部结构1、载流结构5及尾部结构4由上至下顺次连接，且载流结构5分别与头部结构1、尾部结构4电连接，外绝缘2套设于载流结构5的外侧，外绝缘2的上端与头部结构1密封相接，外绝缘2的下端与尾部结构4密封相接，外绝缘2与载流结构5之间形成第一环空21，内绝缘3套设于载流结构5上并位于载流结构5与外绝缘2之间，内绝缘3与载流结构5之间形成第二环空22，且内绝缘3 的外侧表面与外绝缘2的内侧表面之间具有间隙，第一环空21与第二环空22连通且第一环空21与第二环空22中均填装有绝缘油。本实用新型提供的2000kV油纸电容式变压器套管能与2000kV试验变压器配套使用，对2000kV试验变压器起绝缘、支撑及流通的作用。

进一步地，如图1～图6、图9及图10所示，本实用新型提供的2000kV油纸电容式变压器套管，其中，外绝缘2包括由上至下顺次密封连接的上瓷套23、连接套筒24及下瓷件25，上瓷套23、连接套筒24及下瓷件25共同形成一个上下开口且内部中空的筒状结构，上瓷套23的上端与上瓷套23的下端分别形成有胶装法兰231，上瓷套23通过其上端设置的胶装法兰231能拆装地与头部结构1密封相接，上瓷套23通过其下端设置的胶装法兰231与连接套筒24的上端能拆装地密封相接，其中，连接套筒24的上端设有连接法兰241，上瓷套23的下端的胶装法兰231与连接套筒 24的上端的连接法兰241能拆装地连接，连接套筒24为铝焊接件；胶装法兰231的胶装比为0.41～0.45，法兰的胶装比为水泥胶合剂在上瓷套23的轴向上的高度与上瓷套23的对应位置处的外径的比值，作为优选，上瓷套23的下端的胶装法兰231的胶装比为0.427，此时，外绝缘2具有较高的抗震性能；胶装法兰231的设置方式为，在法兰主体的内壁上设置多个与上瓷套23的对应位置处同轴的环状胶装槽，上瓷套 23外表面上与环状胶装槽对应的位置处粘接有型砂，从而增强上瓷套23与连接套筒 24以及上瓷套23与头部结构1之间的连接机械强度，从而提高本实用新型的抗震性能。

更进一步地，如图1～图2及图4～图6所示，本实用新型提供的2000kV油纸电容式变压器套管，其中，上瓷套23的外表面上由上至下凸设形成有多个伞形结构235，各伞形结构235均沿上瓷套23的周向环绕凸设于上瓷套23的外表面上，各伞形结构 235的上表面均为沿着远离上瓷套23的轴线的方向逐渐下降的锥面，各伞形结构235 的下表面均为沿着上瓷套23的径向延伸的水平面，伞形结构235包括多个大伞结构 2351与多个小伞结构2352，大伞结构2351与小伞结构2352由上至下交替间隔设置，大伞结构2351的直径大于小伞结构2352的直径，伞形结构235不但利于提高闪络电压和耐污水平，还具有良好的空气动力学特性，有利于外绝缘2的自洁，并满足上瓷套23的公称爬电距离大于38000mm的要求。

更进一步地，本实用新型提供的2000kV油纸电容式变压器套管，其中，上瓷套23包括多节由上至下顺次连接的瓷件，每两节相邻的瓷件之间无机粘结结合，各节瓷件均采用高强电瓷制造，上瓷套23的上段232呈由上至下直径相同的柱状，上瓷套23的中段233呈由上至下直径渐扩的锥状，上瓷套23的下段234呈由上至下直径相同的柱状，上瓷套23的上端的直径与上瓷套23的中段233的上端的直径相等，上瓷套23的下段234的直径与上瓷套23的中段233的下端的直径相等，使得上瓷套 23呈类似“塔型”结构，有利于降低上瓷套23的重心，以提高本实用新型的稳定性，上瓷套23的下段234的底部位于上瓷套23的下端的胶装法兰231的上方设有底部伞结构，底部伞结构的厚度大于大伞结构2351的厚度，厚度是指底部伞结构与大伞结构2351在外绝缘2的轴向上的尺寸，以提高上瓷套23起吊时的强度。

更进一步地，上瓷套23的高度大于10000mm，且上瓷套23的下端的胶装法兰 231的外径大于1200mm。

其中，作为优选，上瓷套23包括8节瓷件，上瓷套23的高度为11300mm，需要说明的是，如此设置仅为本实用新型的较佳实施例，本领域技术人员还可以对上瓷套23的高度及组成瓷件的节数进行调整，本实用新型并不以此为限。

作为优选，如图4～图6所示，本实用新型提供的2000kV油纸电容式变压器套管，其中，上瓷套23的上段232的伞形结构235的直径大于或等于650mm，上瓷套23 的上段232的大伞结构2351凸出上瓷套23的上段232的外表面的尺寸为 70mm～80mm，优选75mm，且上瓷套23的上段232的小伞结构2352凸出上瓷套23 的上段232的外表面的尺寸为50mm～60mm，优选55mm，上瓷套23的上段232的相邻的大伞结构2351与小伞结构2352之间的间距为70mm～75mm，优选72mm；

上瓷套23的中段233的大伞结构2351凸出上瓷套23的中段233的外表面的尺寸为60mm～65mm，优选62mm，且上瓷套23的中段233的小伞结构2352凸出上瓷套23的中段233的外表面的尺寸为45mm～50mm，优选47mm，上瓷套23的中段233 的相邻的大伞结构2351与小伞结构2352之间的间距为65mm～75mm，优选70mm；

上瓷套23的下段234的伞形结构235的直径小于或等于1100mm，上瓷套23的下段234的大伞结构2351凸出上瓷套23的下段234的外表面的尺寸为50mm～55mm，优选51mm，且上瓷套23的下段234的小伞结构2352凸出上瓷套23的下段234的外表面的尺寸为35mm～40mm，优选36mm，上瓷套23的上段232的相邻的大伞结构2351与小伞结构2352之间的间距为55mm～65mm，优选60mm。

上述各伞形结构235的尺寸范围配合上述外绝缘2的结构尺寸的设计，能在满足上瓷套23的爬电距离要求的前提下最大限度减少上瓷套23的主体直径，降低制造难度。

进一步地，如图1、图7及图9～图12所示，本实用新型提供的2000kV油纸电容式变压器套管，其中，载流结构5包括导电管51，导电管51的下端与尾部结构4 连接，导电管51的上端与头部结构1连接；头部结构1包括油枕11、盖板12、导电密封头13、波纹管14及接线板15，油枕11为内部中空的筒状结构，油枕11的底板上开设有第一通孔，油枕11的顶板上开设有第二通孔，导电管51的上端由下至上顺次贯穿油枕11的底板上的第一通孔及油枕11的顶板上的第二通孔伸至油枕11的上方，油枕11的内部承装有绝缘油，油枕11内部的绝缘油用于在第一环空21中的绝缘油不足时向第一环空21中补充绝缘油，其中，可以直接通过第一通孔进行绝缘油的补充，也可以另外在油枕11的底板上开设补油孔，同时，油枕11的侧壁上靠近其顶部处开设有供油口，以向油枕11的内部输入绝缘油；盖板12上开设有第三通孔，盖板12通过第三通孔套设于导电管51上，盖板12与油枕11的顶板能拆装地连接并封闭第二通孔，导电密封头13能拆装地套设于导电管51的顶部，作为优选，二者之间采用螺纹连接，提高螺纹接触面的连接质量，实现电流的导通，波纹管14套设于位于盖板12上方的导电管51的外侧，波纹管14的下端与盖板12能拆装地连接，波纹管14的上端与导电密封头13能拆装地连接，波纹管14能对伸至盖板12上方的导电管51进行隔绝保护，同时采用波纹管14，通过波纹管14的伸缩特性能适应导电管51的上下伸缩；接线板15设于导电密封头13的顶部，且接线板15与导电密封头 13电连接，接线板15与导电密封头13以平面接触形式连接并通过螺栓等连接件紧固，从而提高二者之间的接触面的接触质量，实现电流的导通。

作为优选，波纹管14的外侧还罩设有保护罩17，保护罩17的顶部与导电密封头13能拆装地密封相接，以更进一步地对导电管51伸至盖板12上方的部分、导电管51与导电密封头13之间的连接处及波纹管14进行保护，实现防雨、防尘的作用。

进一步地，如图1及图8～图10所示，本实用新型提供的2000kV油纸电容式变压器套管，其中，内绝缘3包括芯体卷制管31、多层铝箔32及多层电缆纸33，芯体卷制管31同轴地套设于导电管51上，芯体卷制管31的下端与尾部结构4连接，芯体卷制管31的上端通过定位环板与导电管51保持同轴，定位环板与导电管51之间为滑动接触，在导电管51产生位移的过程中始终能能保证二者之间的同轴性，芯体卷制管31与导电管51之间形成第二环空22，多层电缆纸33和多层铝箔32交替间隔地卷绕在芯体卷制管31上，具体为，在芯体卷制管31上首先卷绕多层电缆纸33，接着在电缆纸33外侧卷绕一层铝箔32，接着再次卷绕多层电缆纸33，如此交替设置多层，并最终卷绕电缆纸33完成内绝缘3的制作，内绝缘3可以理解为是在导电管 51外包绕铝箔32作为极板、油浸电缆纸33作为极间介质组成的串联同轴圆柱电容器。内绝缘3采用“等裕度”的设计方法，合理选择屏蔽，内绝缘3的最大径向场强为5.13MV/m，有害局部放电起始电压计算值988.2kV，滑闪放电起始电压计算值 2994.5kV；芯体卷制管31采用黄铜管，内绝缘3的最大外径为824mm；芯体卷制管 31的上端与芯体卷制管31的下端分别沿其径向开设有连通孔311，两连通孔311连通第一环空21与第二环空22；内绝缘3上套设有芯子夹紧套34，芯子夹紧套34包括箍套于内绝缘3外侧的夹紧套筒341，夹紧套筒341的外表面凸设有连接凸耳342，在上瓷套23的下端面与连接套筒24的上端面之间设置过渡法兰343，过渡法兰343 同轴地套设于内绝缘3的外侧，过渡法兰343分别与上瓷套23的下端的胶装法兰231、连接套筒24上端的连接法兰241能拆装地连接，从而实现上瓷套23与连接套筒24 之间的连接，过渡法兰343的内侧面凸出于连接套筒24的内侧表面并形成了朝下的台阶面，夹紧套筒341通过连接凸耳342能拆装地安装于过渡法兰343上，如此保证内绝缘3与外绝缘2的同轴性，同时能确保内绝缘3在运输、起吊和使用过程中不会产生任何径向转动及轴向位移，芯子夹紧套34为不锈钢材质制成。

进一步地，如图10～图12所示，本实用新型提供的2000kV油纸电容式变压器套管，其中，尾部结构4包括载流底座41和定位座42，载流底座41与外绝缘2的下端面密封相接，定位座42通过螺栓能拆装地安装载流底座41的上表面上，实现二者之间的电位导通，定位座42的侧表面与外绝缘2的内表面密封相接，载流底座41 的中央沿其轴向形成有贯通孔，导电管51的下端贯穿定位座42与载流底座41的贯通孔定位密封相接，芯体卷制管31的下端与定位座42定位相接。

更进一步地，如图11及图12所示，本实用新型提供的2000kV油纸电容式变压器套管，其中，载流结构5还包括接线端子52、定位锥53及拉杆54，拉杆54同轴地设于导电管51的内部，拉杆54的下端与接线端子52相接，拉杆54的上端通过弹性拉紧结构16与头部结构1相接，接线端子52的上表面与载流底座41的下端面抵接，通过弹性拉紧结构16向拉杆54施加向上的拉力，使得拉杆54向接线端子52 施加向上的力，通过接线端子52紧密抵靠在载流底座41上，保证二者之间的电流导通；作为优选，导电管51的上端通过另一弹性拉紧结构弹性定位于油枕11的内部，导电管51向载流底座41施加向上的力，从而将载流底座41、下瓷件25、连接套筒 24由下至上拉紧，如此能将各个组成部分的可靠连接；定位锥53套设于拉杆54上，且定位锥53的下端与接线端子52抵接，定位锥53为由上至下直径渐扩的锥状，通过设置定位锥53能对接线端子52的安装起到引导作用，使接线端子52准确的与载流底座41抵接。需要说明的是，弹性拉紧结构16的结构并没有具体限制，只要能起到向上拉紧拉杆54(和导电管51)的作用即可，本实用新型并不以此为限。

与现有技术相比，本实用新型的优点如下：

本实用新型提供的2000kV油纸电容式变压器套管能与2000kV试验变压器配套使用，对2000kV试验变压器起绝缘、支撑及流通的作用，填补这一技术的空白。

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。