專利名稱：一種復(fù)合型變壓器中性點(diǎn)保護(hù)間隙的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電力系統(tǒng)過電壓保護(hù)，尤其是對(duì)變壓器中性點(diǎn)的過電壓保護(hù)。
現(xiàn)有技術(shù)目前，國(guó)內(nèi)110kV、220kV變壓器中性點(diǎn)的保護(hù)間隙為一種并聯(lián)的純空氣間隙，采用分體式棒間隙結(jié)構(gòu)，其高、低壓電極分別被固定在兩個(gè)支柱絕緣子上。這種保護(hù)間隙分垂直安裝和水平安裝兩種形式，間隙的距離靠現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)調(diào)節(jié)，它的高、低壓電極一般選用Φ12～16mm的鋼棒，其端部為半球頭。110kV變壓器所采用的間隙距離一般選為105～115m；220kV變壓器所采用間隙距離一般選為255～300mm。
現(xiàn)行的110kV、220kV變壓器中性點(diǎn)保護(hù)間隙存在如下缺點(diǎn)高、低壓電極分體安裝，同心度差，間隙距離調(diào)節(jié)精度不高；高、低電極為棒—棒結(jié)構(gòu)，在運(yùn)行中一旦間隙動(dòng)作，工頻電弧會(huì)燒蝕高、低壓電極的端部，電極的形狀和間隙距離必然發(fā)生變化，影響了放電電壓的穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有變壓器中性點(diǎn)保護(hù)間隙存在的安裝精度差，電極形狀和間隙距離因工頻電弧燒蝕端部而發(fā)生變化進(jìn)而影響放電電壓穩(wěn)定性等缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提供了一種由羊角形電極和復(fù)合絕緣子組合而成的變壓器中性點(diǎn)保護(hù)間隙(以下簡(jiǎn)稱復(fù)合型變壓器中性點(diǎn)保護(hù)間隙)，這種構(gòu)造的間隙可以解決上述的缺點(diǎn)和不足。
這種復(fù)合型變壓器中性點(diǎn)保護(hù)間隙，包括復(fù)合絕緣子(9)，固定在復(fù)合絕緣子(9)兩端的接線端(8)，以及與該接線端(8)連接的兩個(gè)羊角形電極(7)。兩個(gè)羊角形電極(7)分別與復(fù)合絕緣子(9)兩端的接線端(8)一體連接，形成為整體的復(fù)合型結(jié)構(gòu)。兩個(gè)羊角形電極(7)關(guān)于復(fù)合絕緣子(9)的中心對(duì)稱設(shè)置；羊角形電極(7)的形狀由下到上依次經(jīng)過一段斜向上的連桿部(10)，和一段水平的連桿部(3)，然后再彎折向上而大致形成一種羊角形，在羊角形電極(7)的末端是一段燃弧端(1)。
這種保護(hù)間隙中。復(fù)合絕緣子(9)起到機(jī)械支撐作用，間隙距離不需要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)節(jié)，從而解決了分體式結(jié)構(gòu)的間隙同心度差；羊角形電極(7)之間的放電間隙和燃弧間隙分離，使間隙放電電壓穩(wěn)定。復(fù)合絕緣子(9)在正常運(yùn)行時(shí)承受著變壓器中性點(diǎn)上的不平衡電壓，暫態(tài)情況下承受暫時(shí)過電壓。當(dāng)暫時(shí)過電壓(諧振、操作和雷電過電壓)超過設(shè)定值時(shí)，兩個(gè)羊角形電極(7)之間的放電間隙擊穿接地，保護(hù)了變壓器中性點(diǎn)的絕緣，避免系統(tǒng)發(fā)生局部失地。
本實(shí)用新型和現(xiàn)有技術(shù)相比具有三方面優(yōu)點(diǎn)(1)現(xiàn)行分體式棒—棒保護(hù)間隙距離是工人現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)調(diào)節(jié)的，安裝精度差。本實(shí)用新型采用復(fù)合型結(jié)構(gòu)，將復(fù)合絕緣子(9)和兩個(gè)羊角形電極(7)一體連接，形成為一個(gè)整體式結(jié)構(gòu)，兩個(gè)羊角形電極(7)之間的放電間隙距離和同心度在產(chǎn)品制造時(shí)確定，不用現(xiàn)場(chǎng)調(diào)節(jié)，因此可使得放電間隙距離精度較高，同心度也較好，可保證變壓器運(yùn)行中的放電電壓的穩(wěn)定性。
(2)現(xiàn)行的保護(hù)間隙采用棒—棒電極結(jié)構(gòu)，電極形狀和間隙距離因工頻電弧燒蝕端部而發(fā)生變化進(jìn)而影響放電電壓穩(wěn)定性。本實(shí)用新型的電極采用羊角形結(jié)構(gòu)，使得兩個(gè)羊角形電極(7)之間的放電間隙和燃弧間隙分離，羊角形電極(7)的放電間隙表面不被電弧燒蝕，保證了放電電壓的穩(wěn)定性。
(3)分體式棒—棒間隙的“沖擊系數(shù)”(操作波擊穿電壓和工頻擊穿電壓比值)較小，若保證在工頻過電壓下可靠動(dòng)作，則在操作過電壓下不該放電時(shí)，間隙放電幾率就會(huì)增加，使得分體式棒—棒間隙難于在系統(tǒng)中各種過電壓下都有較高的動(dòng)作的可靠性。本實(shí)用新型由于羊角形電極(7)的形狀呈向上彎曲的羊角形，使得“沖擊系數(shù)”提高，因此復(fù)合型放電間隙在不同過電壓下都有較高動(dòng)作可靠性，更適合變壓器中性點(diǎn)保護(hù)，間隙的動(dòng)作可靠率提高，可以達(dá)到97.7％以上。


圖1是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)圖。
圖2是本實(shí)用新型第一種羊角形電極的末端局部圖。
圖3是本實(shí)用新型第二種羊角形電極的末端局部圖。
圖4是本實(shí)用新型第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。
圖5是本實(shí)用新型第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，兩個(gè)羊角形電極(7)分別與復(fù)合絕緣子(9)兩端的接線端(8)一體連接，形成為整體的復(fù)合型構(gòu)造；兩個(gè)羊角形電極(7)分別呈向上彎曲的羊角形，并且關(guān)于復(fù)合絕緣子(9)中心對(duì)稱設(shè)置。
該羊角形電極(7)的形狀由下到上依次經(jīng)過一段斜向上的連桿部(10)，和一段水平的連桿部(3)，然后再彎折向上而大致形成一種羊角形，在羊角形電極(7)的末端是一段燃弧端(1)。
該羊角形電極(7)采用Φ10mm～Φ25mm耐腐蝕金屬棒制成。
如圖2和圖3所示，本實(shí)用新型所采用的羊角形電極末端可具有兩種形狀。
第一種羊角形電極的形狀如圖2所示在該羊角形電極(7)的末端，電極的燃弧端(1)、垂直的連桿部(4)和斜向上的連桿部(2)大致形成U形；燃弧端(1)的長(zhǎng)度范圍是100～300mm；斜向上的連桿部(2)的長(zhǎng)度是100～300mm；垂直連桿部(4)的長(zhǎng)度小于50mm；電極的燃弧端(1)和垂直連桿部(4)之間的夾角α范圍是85°～175°；斜向上的連桿部(2)與其下方的水平連桿部(3)之間的夾角β為95°～175°；垂直連桿部(4)是該羊角形電極(7)的放電端；電極的燃弧端(1)、垂直連桿部(4)的交點(diǎn)(6)的圓弧外半徑為R10～R40mm。
第二種羊角形電極的形狀見圖(3)所示在該羊角形電極(7)的末端，燃弧端(1)和斜向上的連桿部(2)大致形成V形；燃弧端(1)的長(zhǎng)度范圍是100～300mm；斜向上的連桿部(2)的長(zhǎng)度是100～300mm；斜向上的連桿部(2)與其下方的水平連桿部(3)之間的夾角β為95°～175°；電極的燃弧端(1)和連桿部(2)之間的夾角γ范圍是25°～80°；燃弧端(1)與連桿部(2)的交點(diǎn)(6)，即夾角γ的頂點(diǎn)是該羊角形電極(7)的放電端，該頂點(diǎn)的圓弧外半徑為R5～R20mm。
圖4表示了本實(shí)用新型第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖，表示一種采用了如圖2所示形狀的羊角形電極的變壓器中性點(diǎn)保護(hù)間隙結(jié)構(gòu)。兩個(gè)羊角形電極(7)分別與復(fù)合絕緣子(9)兩端的接線端一體連接，形成為整體的復(fù)合型構(gòu)造；這兩個(gè)羊角形電極(7)分別呈向上彎曲的羊角形；并且關(guān)于復(fù)合絕緣子(9)的中心對(duì)稱設(shè)置，在兩個(gè)羊角形電極(7)距離最近的垂直連桿部(4)-(4)之間形成放電間隙(5)。
該羊角形電極(7)的形狀由下到上依次經(jīng)過一段斜向上的連桿部(10)，一段水平的連桿部(3)，經(jīng)過一個(gè)彎角β，然后再經(jīng)過斜向上的連桿部(2)，和一段垂直的連桿部(4)，再經(jīng)過一個(gè)彎角α，在羊角形電極的末端是一段燃弧端(1)。在該羊角形電極(7)中，電極的燃弧端(1)、垂直的連桿部(4)和斜向上的連桿部(2)大致形成U形。
燃弧端(1)長(zhǎng)度是100～300mm，連桿部(2)長(zhǎng)度為100～300mm；垂直連桿部(4)長(zhǎng)度為10～50mm；復(fù)合絕緣子(9)的中心對(duì)稱線和水平連桿部(3)中心對(duì)稱線的距離為≥200mm；燃弧端(1)和垂直連桿部(4)之間的夾角α為85°～175°，斜向上的連桿部(2)與其下方的水平連桿部(3)之間的夾角β為95°～175°；電極的燃弧端(1)、垂直連桿部(4)的交點(diǎn)(6)的圓弧外半徑為R10～R40mm。
這兩個(gè)羊角形電極(7)采用Φ10mm～Φ25mm耐腐蝕金屬棒材料制成。
放電間隙距離參數(shù)如下用于220kV變壓器中性點(diǎn)當(dāng)X0/X1＜2.9時(shí)，放電間隙距離可選160～200mm。
按照上述條件下的距離范圍，放電間隙能以97.7％的置信度保證正確動(dòng)作。
圖5表示了本實(shí)用新型第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖，表示一種采用了如圖3所示羊角形電極的復(fù)合型變壓器中性點(diǎn)保護(hù)間隙的構(gòu)造。
兩個(gè)羊角形電極(7)分別與復(fù)合絕緣子(9)兩端的接線端(8)一體連接，形成為整體的復(fù)合型構(gòu)造；這兩個(gè)羊角形電極(7)分別呈向上彎曲的羊角形，并且關(guān)于復(fù)合絕緣子(9)的中心對(duì)稱設(shè)置；在兩個(gè)羊角形電極(7)的距離最近處，即燃弧端(1)與斜向上的連桿部(2)的交點(diǎn)(6)-(6)之間形成放電間隙。
該羊角形電極(7)的形狀由下到上依次經(jīng)過一段斜向上的連桿部(10)，一段水平的連桿部(3)，經(jīng)過一個(gè)彎角γ，在羊角形電極的末端是一段燃弧端(1)。在該羊角形電極(7)的末端，電極的燃弧端(1)和斜向上的連桿部(2)大致形成V形。
燃弧端(1)長(zhǎng)度是100～300mm，連桿部(2)長(zhǎng)度為100～300mm；復(fù)合絕緣子(9)的中心對(duì)稱線和水平連桿部(3)中心對(duì)稱線的距離為≥200mm。斜向上的連桿部(2)與其下方的水平連桿部(3)之間的夾角β為95°～175°；燃弧端(1)和連桿部(2)之間的夾角γ為25°～85°；燃弧端(1)和連桿部(2)之間的夾角γ的頂點(diǎn)(6)是羊角形電極(7)的放電端，其圓弧外半徑為的外徑為R5～R20mm。，兩個(gè)羊角形電極(7)的放電端(6)之間的放電間隙距離參數(shù)是1、對(duì)于110kV變壓器中性點(diǎn)當(dāng)X0/X1＜2.3時(shí)間隙距離可選60～110mm。
當(dāng)3＞X0/X1＞2.3時(shí)，間隙距離可選為95±15mm。
2、對(duì)于220kV變壓器中性點(diǎn)當(dāng)X0/X1＜2.3時(shí)，間隙距離可選230～290mm。
當(dāng)2.3＜X0/X1＜3時(shí)，間隙距離可選275±15mm。
按照上述條件下的距離范圍，間隙能以97.7％的置信度保證正確動(dòng)作。
這兩個(gè)羊角形電極(7)采用Φ10mm～Φ25mm耐腐蝕金屬棒材料制成。
對(duì)于絕緣子的選擇
1、對(duì)于110kV變壓器中性點(diǎn)選用≥35kV等級(jí)復(fù)合絕緣子。
2、對(duì)于220kV變壓器中性點(diǎn)選用≥110kV等級(jí)復(fù)合絕緣子。
權(quán)利要求1.一種由羊角形電極和復(fù)合絕緣子組合而成的復(fù)合型變壓器中性點(diǎn)保護(hù)間隙，包括復(fù)合絕緣子(9)，固定在復(fù)合絕緣子(9)兩端的接線端(8)，以及與該接線端(8)連接的兩個(gè)羊角形電極(7)，其特征在于兩個(gè)羊角形電極(7)分別與復(fù)合絕緣子(9)兩端的接線端(8)一體連接，形成整體的復(fù)合型構(gòu)造；這兩個(gè)羊角形電極(7)關(guān)于復(fù)合絕緣子(9)中心對(duì)稱設(shè)置；該羊角形電極(7)的形狀由下到上依次經(jīng)過一段斜向上的連桿部(10)，和一段水平的連桿部(3)，然后彎折向上形成一種羊角形，在羊角形電極(7)的末端是一段燃弧端(1)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合型變壓器中性點(diǎn)保護(hù)間隙，其特征在于在羊角形電極(7)中，電極的燃弧端(1)、垂直連桿部(4)和斜向上的連桿部(2)形成U形；垂直連桿部(4)為該羊角形電極(7)的放電端，兩個(gè)羊角形電極距離最近的垂直連桿部(4)-(4)之間形成放電間隙。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合型變壓器中性點(diǎn)保護(hù)間隙，其特征在于在羊角形電極(7)中，電極的燃弧端(1)與斜向上的連桿部(2)形成V形；電極的燃弧端(1)與斜向上的連桿部(2)的交點(diǎn)(6)為該羊角形電極(7)的放電端；兩個(gè)羊角形電極距離最近的(6)-(6)之間形成放電間隙。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合型變壓器中性點(diǎn)保護(hù)間隙，其特征在于電極的燃弧端(1)的長(zhǎng)度范圍是100～300mm；斜向上的連桿部(2)的長(zhǎng)度是100～300mm；垂直連桿部(4)的長(zhǎng)度為10～50mm；復(fù)合絕緣子(9)的中心對(duì)稱線和水平連桿部(3)中心對(duì)稱線的距離為≥200mm；電極的燃弧端(1)和垂直連桿部(4)之間的夾角α的范圍是85°～175°；斜向上的連桿部(2)與其下方的水平連桿部(3)之間的夾角β為95°～175°；電極的燃弧端(1)、垂直連桿部(4)的交點(diǎn)(6)的圓弧外半徑為R10～R40mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的復(fù)合型變壓器中性點(diǎn)保護(hù)間隙，其特征在于電極的燃弧端(1)的長(zhǎng)度是100～300mm；斜向上的連桿部(2)的長(zhǎng)度是100～300mm；復(fù)合絕緣子(9)的中心對(duì)稱線和水平連桿部(3)中心對(duì)稱線的距離為≥200mm；斜向上的連桿部(2)與其下方的水平連桿部(3)之間的夾角β為95°～175°；電極的燃弧端(1)和斜向上的連桿部(2)之間的夾角γ為25°～80°，該夾角γ的頂點(diǎn)(6)圓弧外半徑為R5～R20mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的復(fù)合型變壓器中性點(diǎn)保護(hù)間隙，其特征在于該復(fù)合型變壓器中性點(diǎn)保護(hù)間隙用于220kV變壓器中性點(diǎn)，當(dāng)X0/X1＜2.9時(shí)，其間隙距離范圍為160～200mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求3或5所述的復(fù)合型變壓器中性點(diǎn)保護(hù)間隙，其特征在于該復(fù)合型變壓器中性點(diǎn)保護(hù)間隙用于110kV變壓器中性點(diǎn)，當(dāng)X0/X1＜2.3時(shí)，其間隙距離范圍為60～110mm；當(dāng)3＞X0/X1＞2.3時(shí)，其間隙距離范圍為95±15mm；對(duì)于220kV變壓器中性點(diǎn)，當(dāng)X0/X1＜2.3時(shí)，其間隙距離范圍為230～290mm；當(dāng)2.3＜X0/X1＜3時(shí)，其間隙距離范圍為275±15mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4或5所述的復(fù)合型變壓器中性點(diǎn)保護(hù)間隙，其特征在于復(fù)合絕緣子(9)對(duì)于110kV變壓器中性點(diǎn)選用≥35kV等級(jí)復(fù)合絕緣子，對(duì)于220kV變壓器中性點(diǎn)選用≥110kV等級(jí)復(fù)合絕緣子。
專利摘要本實(shí)用新型為一種具有羊角電極的復(fù)合型變壓器中性點(diǎn)保護(hù)間隙，涉及電力系統(tǒng)過電壓保護(hù)領(lǐng)域。包括復(fù)合絕緣子，固定在復(fù)合絕緣子兩端的接線端，以及與該接線端連接的兩個(gè)羊角電極。兩個(gè)羊角電極分別與復(fù)合絕緣子兩端的接線端一體連接，形成為一體的復(fù)合型構(gòu)造；該羊角電極關(guān)于復(fù)合絕緣子的中心對(duì)稱設(shè)置，彎折向上而大致形成一種羊角形，在羊角電極的末端是一段燃弧端。由于電極的形狀為向上彎曲的羊角形，使得該羊角電極的放電間隙和燃弧間隙分離，放電間隙表面不被工頻電弧燒蝕，保證了放電電壓的穩(wěn)定性；還使得不同波形下的擊穿電壓和棒間隙不同，更適合變壓器中性點(diǎn)保護(hù)，間隙的動(dòng)作可靠率提高，可以達(dá)到97.7％以上。
文檔編號(hào)H01F27/34GK2779573SQ20052000058
公開日2006年5月10日 申請(qǐng)日期2005年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月13日
發(fā)明者陳維江, 李成榕, 騰國(guó)利, 孫昭英, 彭飛, 魏寧, 林耀洲 申請(qǐng)人:中國(guó)電力科學(xué)研究院, 華北電力大學(xué)(北京), 山東泰光電氣有限公司