换流变压器阀侧出线装置设计方法及出线装置与流程

1.本发明属于变压器生产制造技术领域，尤其涉及一种换流变压器阀侧出线装置设计方法及出线装置。


背景技术：

2.变压器阀侧出线装置通常是由绝缘纸筒、绝缘撑条、绝缘垫块、紧固装置等组成的一套复杂的油纸绝缘系统，对特高压直流换流变压器的阀侧线圈与套管之间引线进行屏蔽，保证载流引线与套管油中端子的连接配合，改善阀侧引线和阀侧套管尾部的交流和直流电场分布，保障引线结构在电场应力下的安全运行。
3.换流变压器阀侧出线装置一般装配在阀侧升高座内，并随阀侧升高座倾斜一定角度装配于换流变压器本体。根据出线装置的应用位置，除保证应用位置电场分布需要外，还需要有足够的机械强度。由于阀侧出线装置一般倾斜一定角度安装至阀侧升高座中，在换流变压器运行过程中受自重及换流变压器运行振动等因素的影响下，阀侧出线装置可能沿阀侧升高座倾斜方向上发生位移，进而导致其电气绝缘裕度减小，情况严重时阀侧出线装置与阀侧升高座之间会发生放电，严重影响换流变压器的安全运行，同时随着直流输电用换流变压器标准化的推进，对阀侧出线装置的标准化应用提出了更高的要求。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题，本发明提出一种换流变压器阀侧出线装置设计方法及出线装置，实现对换流变压器阀侧引线和阀侧套管的可靠连接，保证阀侧出线装置有足够的机械强度和电气强度，保证换流变压器安全可靠运行。本发明所采用的技术方案如下：
5.一种换流变压器阀侧出线装置设计方法，包括以下步骤：采用模块化设计，将换流变压器阀侧出线装置设计为相互独立的出线绝缘和支撑筒两部分，出线绝缘和支撑筒分别带有端部法兰，出线绝缘和支撑筒通过端部法兰分别独立与阀侧升高座装配成一体；将出线绝缘的主体设计为多组交替放置的绝缘纸筒和瓦楞纸筒的结构，在出线绝缘主体的外侧间隔布置三处圆周形状的固定结构，在出线绝缘的主体最内侧纸筒的中部粘接两个屏蔽环；将支撑筒设计为厚硬纸筒结构，在厚硬纸筒的筒身外侧中间位置正下方装配绝缘支撑件；支撑筒的内径大于出线绝缘的外径，装配时出线绝缘位于支撑筒的内部。
6.一种换流变压器阀侧出线装置，应用前述的换流变压器阀侧出线装置设计方法，包括：带有端部法兰的出线绝缘和支撑筒，支撑筒的内径大于出线绝缘的外径，出线绝缘位于支撑筒的内部，出线绝缘和支撑筒通过端部法兰分别独立与阀侧升高座装配成一体。所述的出线绝缘的主体由多组交替放置的绝缘纸筒和瓦楞纸筒构成，瓦楞纸筒位于两层绝缘纸筒之间，在出线绝缘主体的外侧间隔布置三处圆周形状的固定结构，固定结构包括：皱纹纸、环形支撑板和固定角环，硬纸筒的筒身外侧中间位置正下方装配绝缘支撑件，绝缘支撑件形状为与支撑筒的筒身紧密贴合的弧形结构；两个屏蔽环粘接于出线绝缘的主体最内侧纸筒的中部，屏蔽环的两端直径一大一小，小直径的一端靠近阀侧套管。
7.本发明的有益效果是：
8.阀侧出线装置整体性好，结构简洁，强度可靠，模块化设计，标准化程度高，尤其是阀侧出线装置中出线绝缘和支撑筒两部分独立设计、制造，与升高座装分别装配，提高出线装置的装配效率，提高了出线装置的工程应用经济性，有效的适应了直流输电工程及换流变压器的标准化趋势。
9.本发明中，通过端部法兰、交替放置的绝缘纸筒和瓦楞纸筒、固定结构、绝缘支撑件、屏蔽环等部件的设置，大大提高了出线装置的机械强度和电气强度。
附图说明
10.为了更清楚地说明本发明的具体实施方式、或者现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术的描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些具体实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的属于本技术保护范围之内的附图。
11.图1是本发明实施例的出线装置设计方法的流程框图；
12.图2是本发明实施例的出线装置的装配示意图；
13.图3是本发明实施例的出线绝缘的结构示意图；
14.图4是本发明实施例的绝缘纸筒与瓦楞纸筒的装配示意图；
15.图5-1、5-2是本发明实施例的安装法兰的主视图和侧视图；
16.图6是本发明实施例的安装法兰与绝缘主体的装配示意图；
17.图7是本发明实施例的出线绝缘主体外侧固定结构的示意图；
18.图8是本发明实施例的环形支撑板示意图；
19.图9-1、9-2是本发明实施例的固定角环的示意图和a-a示意图；
20.图10-1、10-2是本发明实施例的屏蔽环俯视图和示意图；
21.图11是本发明实施例的支撑筒的示意图；
22.图12-1、12-2是本发明实施例的固定法兰主视图和侧视图；
23.图13-1、13-2是本发明实施例的绝缘支撑件的主视图和侧视图。
24.图中：1为出线绝缘，2为支撑筒，3为阀侧升高座，4为载流引线及屏蔽管，5为阀侧套管，6为安装法兰，7为第一紧固螺栓，8为第一紧固螺母，9为第一蝶形弹簧，10为防护管，11为皱纹纸，12为环形支撑板，13为固定角环，14为屏蔽环，15为绝缘纸筒，16为瓦楞纸筒，17为外侧纸筒限位板，18为第一工艺吊装螺母，19为内侧纸筒限位圆环，20为最外层绝缘纸筒，21为厚硬纸筒，22为固定法兰，23为绝缘支撑件，24为绝缘螺杆，25为绝缘螺母，26为厚硬纸筒固定板，27为第二工艺吊装螺母。
具体实施方式
25.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。
26.如图1所示，是本发明实施例的出线装置设计方法的流程框图。一种换流变压器阀侧出线装置设计方法，包括以下步骤：
27.采用模块化设计，将换流变压器阀侧出线装置设计为相互独立的出线绝缘和支撑
筒两部分，出线绝缘和支撑筒分别带有端部法兰，出线绝缘和支撑筒通过端部法兰分别独立与阀侧升高座装配成一体；
28.将出线绝缘的主体设计为多组交替放置的绝缘纸筒和瓦楞纸筒的结构，将瓦楞纸筒设计为位于两层绝缘纸筒之间，在出线绝缘主体的外侧间隔布置三处圆周形状的固定结构，在出线绝缘的主体最内侧纸筒的中部粘接两个屏蔽环，屏蔽环的两端直径一大一小；
29.将支撑筒设计为厚硬纸筒结构，在厚硬纸筒的筒身外侧中间位置正下方装配绝缘支撑件；
30.支撑筒的内径大于出线绝缘的外径，装配时出线绝缘位于支撑筒的内部。
31.如图2所示，是本发明实施例的出线装置的装配示意图。一种换流变压器阀侧出线装置，应用前述的换流变压器阀侧出线装置设计方法，包括：带有端部法兰的出线绝缘1和支撑筒2，支撑筒2的内径大于出线绝缘1的外径，出线绝缘1位于支撑筒2的内部，出线绝缘1和支撑筒2通过端部法兰分别独立与阀侧升高座3装配成一体，出线绝缘1中装配载流引线及屏蔽管4，阀侧升高座3与阀侧套管5装配成一体。端部法兰上设置有开孔，阀侧升高座3带有开孔的固定板，将二者通过螺栓拧紧固定即可。
32.如图3所示，是本发明实施例的出线绝缘的结构示意图。所述的出线绝缘1的主体由多组交替放置的绝缘纸筒15和瓦楞纸筒16构成，绝缘纸筒15和瓦楞纸筒16的材料均为层压纸板。如图4所示，是本发明实施例的绝缘纸筒与瓦楞纸筒的装配示意图，瓦楞纸筒16位于两层绝缘纸筒15之间。绝缘纸筒15和瓦楞纸筒16层叠放置没有粘接，靠纸筒的圆周张力撑紧，这种绝缘纸筒15和瓦楞纸筒16交替放置结构可以均匀分割油隙并能留有油流通路，均匀电场分布和冷却散热的效果更好，若出线绝缘1都是绝缘纸筒则没有足够的油隙，若出线绝缘1只用瓦楞纸筒，则无法实现多层布置的结构。在绝缘纸筒15和瓦楞纸筒16的端部，通过安装法兰6进行固定装配，如图5-1、5-2所示，是本发明实施例的安装法兰的主视图和侧视图，安装法兰6的侧面通过焊接方式设置有外侧纸筒限位板17、第一工艺吊装螺母18和内侧纸筒限位圆环19，安装法兰6、外侧纸筒限位板17、第一工艺吊装螺母18和内侧纸筒限位圆环19材质均为高强度合金钢、材料均为q355高强度合金钢，出线绝缘1的主体装配在外侧纸筒限位板17和内侧纸筒限位圆环19之间。第一工艺吊装螺母18是焊接到安装法兰6上的，通过吊索具的吊钩拧入该螺母然后起吊，便于安装；因为出线绝缘1的内侧圆周较小，所以设置了内侧纸筒限位圆环19而非限位板。
33.如图6所示，是本发明实施例的安装法兰与绝缘主体的装配示意图。绝缘纸筒15和瓦楞纸筒16通过第一紧固螺栓7、第一紧固螺母8、第一蝶形弹簧9和防护管10装配在外侧纸筒限位板17和内侧纸筒限位圆环19之间。防护管10贯通绝缘纸筒15和瓦楞纸筒16、位于外侧纸筒限位板17和内侧纸筒限位圆环19之间，内侧纸筒限位圆环19设置内螺纹孔、外侧纸筒限位板17设置通孔，第一紧固螺栓7的下端部穿过外侧纸筒限位板17的通孔和防护管10后，与内侧纸筒限位圆环19的内螺纹孔螺纹连接，第一紧固螺栓7的上端部通过第一紧固螺母8固定，在第一紧固螺母8与外侧纸筒限位板17之间设置第一蝶形弹簧9，第一紧固螺栓7、第一紧固螺母8和第一蝶形弹簧9均发黑处理，防护管10为中空管、材料为不锈钢，防护管10的端部开工艺槽用于装配拆卸，防护管10用于对第一紧固螺栓7与出线绝缘1的主体上部开孔连接处进行防护。
34.如图7所示，是本发明实施例的出线绝缘主体外侧固定结构的示意图，参见附图1
和2，在出线绝缘1主体的最外层绝缘纸筒20的外侧间隔布置三处圆周形状的固定结构，固定结构用于对出线绝缘1主体进行固定加强。固定结构包括：皱纹纸11、环形支撑板12和固定角环13，如图7所示，是本发明实施例的环形支撑板示意图；如图9-1、9-2所示，是本发明实施例的固定角环的示意图和a-a示意图。环形支撑板12的外边沿设置有多个缺口，环形支撑板12套装在出线绝缘1主体的外侧且与出线绝缘1主体之间留有空隙，环形支撑板12的两外侧面通过固定角环13进行固定加强，环形支撑板12和固定角环13的材料均为层压绝缘纸板加工成型，固定角环13通过皱纹纸11进行重叠、半叠包扎固定。皱纹纸11、固定角环13与出线绝缘1主体外侧紧密接触，靠外侧纸筒张力撑紧，为过盈配合，没有粘接，胶在高电场区域易产生放电，能不用尽量不用胶粘；环形支撑板12的外边沿设置缺口易于油流流畅地流动。
35.参见附图1和2，两个屏蔽环14粘接于出线绝缘1的主体最内侧纸筒的中部，屏蔽环14的材料为硫酸盐绝缘纸浆。如图10-1、10-2所示，是本发明实施例的屏蔽环俯视图和示意图，屏蔽环14的两端直径一大一小，小直径的一端靠近阀侧套管5。屏蔽环14的位置是引线和套管连接的位置，屏蔽环14在该处将连接处包裹，起到屏蔽连接处的尖角作用。屏蔽环14直径较小的一端匹配阀侧套管5的直径，直径较大的一端匹配引线端部的金属环。
36.如图11所示，是本发明实施例的支撑筒的示意图。支撑筒2由厚硬纸筒21、固定法兰22、绝缘支撑件23、绝缘螺杆24和绝缘螺母25组成。如图12-1、12-2所示，是本发明实施例的固定法兰主视图和侧视图。厚硬纸筒21的材料为层压纸板，固定法兰22的侧面通过焊接方式设置有若干个厚硬纸筒固定板26和第二工艺吊装螺母27，固定法兰22的外边沿设置有多个缺口，厚硬纸筒21的端部通过第二紧固螺母、第二蝶形弹簧和第二紧固螺栓配合硬纸筒固定板26与固定法兰22装配连接成一体。固定法兰22、厚硬纸筒固定板26和第二工艺吊装螺母27的材料均为q355高强度合金钢。升高座内部充满油，固定法兰22的外边沿设置缺口易于油流流畅地流动。
37.如图13-1、13-2所示，是本发明实施例的绝缘支撑件的主视图和侧视图。在厚硬纸筒21的筒身外侧中间位置正下方装配绝缘支撑件23，绝缘支撑件23材料为层压纸板、形状为与厚硬纸筒21的筒身紧密贴合的弧形结构，绝缘支撑件23通过绝缘螺杆24和绝缘螺母25与厚硬纸筒21固定连接成一体，绝缘螺杆24和绝缘螺母25位于绝缘支撑件23的中间位置，绝缘支撑件23上开设用于容纳绝缘螺母25的凹槽，绝缘螺母25位于绝缘螺杆24的端部、但在绝缘支撑件23的凹槽里，不会凸出绝缘支撑件23的外侧。绝缘支撑件23位于厚硬纸筒21的正下方、覆盖90度的范围，阀侧升高座3装配到变压器本体上时，有一定倾斜角度，使得该绝缘支撑件23在厚硬纸筒21的筒身外侧中间位置正下方，90度范围支撑一下即可起到支撑作用。装配后绝缘支撑件23位于出线装置底部，用于支撑出线装置，保证出线装置的机械强度。
38.最后需要说明的是：以上实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此。本领域技术人员应该理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。