一种内置均压环及电抗器的制作方法

本技术属于一种内置均压环及电抗器，特别涉及一种内置均压环及电抗器。

背景技术：

1、我国幅员辽阔，能源资源与负荷中心呈逆向分布，西部地区风光等清洁能源丰富，而东部地区用电需求集中。特高压直流输电因其在大容量、远距离输电中损耗低、控制灵活等突出优势，已成为"西电东送"的核心技术手段。

2、然而，我国地势西高东低，西部能源基地海拔普遍较高，特高压直流输电工程在向东部长距离输电过程中，必须面对高海拔地区的特殊环境挑战。海拔升高导致空气密度下降、相对湿度变化，这些气象条件会显著降低电气设备的外绝缘性能和起晕场强。目前在建的藏粤直流等重大工程，其换流站选址位于高海拔区域，对站内关键设备的绝缘设计与均压屏蔽提出了更苛刻的要求。

3、干式空心电抗器作为直流输电系统中实现滤波、限流、功率调节等功能不可或缺的主设备，其长期稳定运行直接影响系统安全与电能质量。随着直流系统电压等级不断提升，电抗器表面尤其是线圈端部与金属附件区域的电场强度显著增大。在高海拔环境下，空气绝缘强度下降，金具表面起晕场强进一步降低，使得电抗器上、下端部等处极易发生电晕放电。持续的电晕不仅会引起绝缘材料老化、局部过热，还可能逐步发展为电弧放电甚至绝缘击穿，严重威胁整个输电系统的安全稳定运行。

4、因此，针对高海拔特殊环境，如何合理设计干式空心电抗器的均压屏蔽装置，有效抑制电晕产生、改善电场分布，已成为当前特高压直流工程设计与建设中所面临的关键技术难题，对保障重大输电工程长期可靠运行具有重要的工程实际意义。

技术实现思路

1、本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题提供一种内置均压环及电抗器，特别适用于高海拔地区的干式空心电抗器，用于增强整体结构的耐绝缘能力，尤其是线圈上、下星型架之间的操作冲击耐受能力。均压环的独特结构设计避免了涡流损耗过大而温升高的现象。

2、本实用新型包括如下技术方案：一种内置均压环，包括管体、球头、支架及中心轴；所述中心轴设置在管体内、与管体的长度方向平行且通过支架与管体固定，管体两端分别设置一个球头，球头与管体之间设有间隙且与中心轴固定连接。

3、进一步的，所述管体由曲面薄壁空心圆管制成，管体上设有若干平行于管体长度方向的开口。

4、进一步的，所述开口为在圆管上沿圆周方向均匀阵列式的开槽形成，开槽方向由两端向中部延伸，中部保留一定宽度并未贯通，用以保持曲面薄壁空心圆管的整体性。

5、进一步的，所述圆管切割后两端形成的格栅结构的棱边均做倒圆角处理。

6、进一步的，所述球头为空心半球型结构，内部焊接有螺杆结构，球头的棱边区域作一定的倒圆角处理。

7、进一步的，所述中心轴为空心圆管，两端设有丝孔，丝孔内设置的螺纹与球头内部的所述螺杆结构进行连接。

8、进一步的，所述支架固定在管体中部未被开口贯通的部分。

9、进一步的，所述支架垂直于中心轴，支架与中心轴相接处设有贴合其外表面弧度的凹槽，以便于固定中心轴。在管体中部未贯通的部分进行一定的开槽处理，插入支架后，分别焊接支架与管体的接触区域及支架与中心轴的连接区域。

10、一种电抗器，包括星臂架和线圈，星臂架内侧连接线圈，还包括上述的内置均压环，若干所述内置均压环沿周向位置均匀阵列布置且绕线圈的中心轴圆周阵列组成均压环组；所述线圈内径的上部和下部各设有一个均压环组；所述均压环组中的相邻内置均压环之间设有间隙，以将均压环组分段分散涡流路径，通过间隙使多个内置均压环组成分段式均压环组，从而间隙阻断热传导路径，单段故障不影响整体运行。

11、进一步的，所述电抗器顶部还安装有防雨帽，防雨帽下方设有外置均压环；防雨帽为防护顶部结构，防止雨水、灰尘侵入线圈或内置均压环，确保绝缘性能长期稳定，尤其适用于户外变电站或新能源电站等环境。

12、本实用新型具有的优点和积极效果：

13、本实用新型通过断开球头与管体的连接以阻断电流路径，避免涡流通过管体与球头从而形成较大的涡流回路，在保证对线圈与星架臂之间的电场的优化效果基本不变的情况下，有效降低了均压环涡流损耗发热的热点温升。

14、本实用新型采用管体上设置若干条形开口的设计，开口从管体两端向中间延伸，以阻断管体上的电流通路，同时可以进一步增加散热面积；管体两端的边缘进行了倒角，避免端部电场畸变。

15、本实用新型通过在上、下星型架附近（也即线圈上部、下部）加装内置均压环，提高了电抗器的绝缘耐受能力；采用本实用新型中的内置均压环结构，可以使热点温升比普通均压环结构降低约87%。

1.一种内置均压环，其特征在于：包括管体、球头、支架及中心轴；所述中心轴设置在管体内、与管体的长度方向平行且通过支架与管体固定，管体两端分别设置一个球头，球头与管体之间设有间隙且与中心轴固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种内置均压环，其特征在于：所述管体由曲面薄壁空心圆管制成，管体上设有若干平行于管体长度方向的开口。

3.根据权利要求2所述的一种内置均压环，其特征在于：所述开口为在圆管上沿圆周方向均匀阵列式的开槽形成，开槽方向由两端向中部延伸，中部保留一定宽度并未贯通。

4.根据权利要求3所述的一种内置均压环，其特征在于：所述圆管切割后两端形成的格栅结构的棱边均做倒圆角处理。

5.根据权利要求1所述的一种内置均压环，其特征在于：所述球头为空心半球型结构，内部焊接有螺杆结构，球头的棱边区域倒圆角处理。

6.根据权利要求5所述的一种内置均压环，其特征在于：所述中心轴为空心圆管，两端设有丝孔，丝孔内设置的螺纹与球头内部的所述螺杆结构进行连接。

7.根据权利要求3所述的一种内置均压环，其特征在于：所述支架固定在管体中部未被开口贯通的部分。

8.根据权利要求7所述的一种内置均压环，其特征在于：所述支架垂直于中心轴，支架与中心轴相接处设有贴合其外表面弧度的凹槽。

9.一种电抗器，包括星臂架和线圈，星臂架内侧连接线圈，其特征在于：还包括如权利要求1-8任一所述的内置均压环，若干所述内置均压环沿周向位置均匀阵列布置且绕线圈的中心轴圆周阵列组成均压环组；所述线圈内径的上部和下部各设有一个均压环组；所述均压环组中的相邻内置均压环之间设有间隙。

10.根据权利要求9所述的一种电抗器，其特征在于：所述电抗器顶部还安装有防雨帽，防雨帽下方设有外置均压环。