0,R[16]=5.943867 0,R[17]=6.121963 0,R[18]=6.302476 0,R[19]=6.485309 0,R[20]=6.670357 0,R[21]=6.857509 0,R[22]=7.046649 0,R[23]=7.237655 0,R[24]=7.430397 0,R[25]=7.624741 0,R[26]=7.820547 0,R[47]=11.968626 0,R[48]=12.151585 0,R[49]=12.331631 0,R[50]=12.508553 0,R[51]=12.682140 0,R[52]=12.852184 0,R[53]=13.018480 0,R[54]=13.180824 0,R[55]=13.339016 0,R[56]=13.492858 0,R[57]=13.642157 x=17,L[17]=331.60000x=48,L[48]=170.40000x=18,L[18]=326.40000x=49,L[49]=165.20000x=19,L[19]=321.20000x=50,L[50]=160.00000x=20,L[20]=316.00000x=51,L[51]=154.80000x=21,L[21]=310.80000x=52,L[52]=149.60000x=22,L[22]=305.60000x=53,L[53]=144.40000x=23,L[23]=300.40000x=54,L[54]=139.20000x=24,L[24]=295.20000x=55,L[55]=134.00000x=25,L[25]=290.00000x=56,L[56]=128.80000x=26,L[26]=284.80000x=57,L[57]=123.60000x=27,L[27]=279.60000x=58,L[58]=118.40000
11
0,R[27]=8.017669 0,R[28]=8.215954 0,R[29]=8.415246 0,R[30]=8.615384 x=31,L[31]=258.800000,R[31]=8.816198
0,R[58]=13.786724 0,R[59]=13.926374 0,R[60]=14.060927 0,R[61]=14.190209
x=28,L[28]=274.40000x=59,L[59]=113.20000x=29,L[29]=269.20000x=60,L[60]=108.00000x=30,L[30]=264.00000x=61,L[61]=102.80000
二 330KV胶纸电容式变压器套管
12
1 Erm的确定
根据工艺情况选定绝缘层最小厚度 dmin?1.3mm 胶纸绝缘半导体极板在空气中 k1?4.3
Ek?k1?rdmin?4.3?4?0.45?1.3?0.55? 1.995MV/m
胶纸绝缘的Erm直接取Ek，即
Erm?Ek?1.995MV/m
2 确定绝缘层数n
n?U/(Ermdmin)?363/3(1.995?1.3)?81(层）此时厚度最小绝缘层的滑闪电压
Uw?k1?d/?r?0.45?27.2??1.3/4?0.45?11.708kv
与干试电压相比，
安全裕度=11.708/?670/81??1.415>1 3 长度计算
可依据《电气绝缘结构设计原理》图2-69或经验确定上瓷套长度LB，取LB?272cm。
?1?确定极板上台阶长度λ1和极板下台阶长度λ2
电容芯子轴向场强E1和E2的选择，要保证在干闪络电压下，电容芯子的上部或下部不发生轴向闪络。一般上部较长，E1较低，发生这种闪 络的可能性极小，因此，下部轴向场强是主要的。
选择内绝缘对上瓷套的屏蔽长度，上端为20%LB，下端为10%LB，则电容芯子的上端绝缘长度为
n?1?LB?0.1LB?0.2LB?0.7LB
?1?0.7LB/n?0.7?272/81?2.4cm ?2?0.6?1?0.6?2.4?1.5cm
令下台阶为上台阶的60% 在干试电压下的下端轴向场强
E2?670/?20?81??0.414MV/m
则
?2?确定接地极板长度ln，零序极板长度l0及各层极板长度lx
由于法兰长度Lf未做规定，可选则最有利的条件?r??l?4.1，则
ln?n?/???1??81?3.9/?4.1?1??102cm
法兰长度
Lf?ln?(0.1LB?11cm)?102??27?11??64cm
13
???1??2?2.4?1.5?3.9cm
其中11cm为选取对下瓷套的屏蔽长度。 下瓷套长度
LH?n?2?11?0.1LH
LH?(81?1.5?11)/0.9?148cm l0?ln?n??102?81?3.9?418cm
所以实际上
??l0/ln?418/102?4.098
下瓷套闪络电压，可以放放电平均场强0.65MV/m来校核，则
Us?1370?0.65?890kv?670kv
序数为1的极板长度
l1?l0???418?3.9?414.1cm lx?l0??x?418?3.9x
具体数据见附表，因此
A?(l1?ln)n/2ln???(414.1?102)?81?/2ln4.098?14819 ?3?确定零序极板半径r0,接地极板半径rn及各层极板半径rx
rUAE?Umax/3A?263/319.95?148190?81?414.4? 4.647cm
rmnl1Ermnl1接地极板半径
rn??r0?4.098?4.647?19.05cm
序数为x的极板半径
rx? r0exp?具体数据见附录二。
??l1?lx?x/2A??
4 选上瓷套进行电气强度效验
(1)干闪电压
干放平均场强约为0.3MV/m,干闪络电U干?272?3.0?816kv，与干试电压相比较， 安全裕度为816/670?1.22?1.0,满足裕度。 (2)湿闪电压
U湿?3.56L0.77?2.65nl0.6?a1/a?
其中
L?套管的瓷套有效高度
a1?伞内两点间的最大距离 a?裙宽 l?裙距
14
压
L?272cm,n?22cm,l?10cm,a?0.5l?5cm,a1/a?1.5 U湿?3.56?2720.77?2.65?22?100.6?1.5?614.87kv
与湿试电压相比较，
安全裕度为614.87/510?1.20?1.0，满足裕度。 (3)1.2/50?s雷电波电压
Us?40?5.06a?40?5.06?272?1420kv
与1.2/50μs全波冲击试验电压1175KV相比， 安全裕度为1420/1175?1.2?1，满足裕度。 5 计算套管最大温升??
温升计算的目的是使套管在工作电流的长期作用下，发热温度不超过材料的耐热性要求(油纸105℃，胶纸120℃)。
套管的发热和散热情况类似圆柱体结构，但因存在轴向散热现象，故比单芯电缆结构要复杂得多。一般最大温升的计算忽略了轴向导出热量的问题，所得数值常偏高。
p1?p2/2p1?p2???2??/ln(rn/r0)2?rn?式中
rn? 芯子浸油部分最大外半径?m?；
r0? 导管外半径?m?；
?? 芯子绝缘层的导热系数W/m??c，胶纸0.22，油纸0.25
?? 芯子在油中的表面散热系数，一般可取0.05W/m??c；
p1? 单位长度的导杆发热量?W/m?, p1?I2R,其中I为额定
电流，R导杆单位长度有效电阻
?? p2? 套管单位长度的介质发热量?W/m?，p2?U2?Ctg?/L，
(l0?ln)2式中U为额定电压；C?为套管总电容，
112ln?r?9?10?r??2?f?314，tg??0.01，为在工作状态下的介质损耗，
L为电容芯子绝缘部分总长度?m?。
式中包含两部分，前一部分代表套管内部热传导的温度差，分散
热源如介质损耗的等效热功率为p2/2；后一部分代表套管表面与周围有的温度差。
15
绝缘结构设计原理课程设计
