高压套管设计
压力管道穿墙套管设计标准
压力管道穿墙套管设计标准
压力管道穿墙套管的设计标准主要包含以下几个方面：
1. 尺寸要求：套管的内径应比管道外径大10%\~20%，这样能确保套管可
以顺利套在管道上。
套管的长度应不小于150mm，并且套管的端部应该向外倾斜，以防止水流进入管道内部。
2. 壁厚要求：套管的壁厚应符合国家相关标准的要求，一般应大于3mm，以提高套管的抗压能力和耐久性。
3. 材质要求：套管应选用防火材料制造，如钢、不燃塑料等，以确保其具有足够的耐火性能。
4. 安装要求：套管应垂直设置，连接应紧密无缝隙。
套管和管道之间应留有一定的空隙，以便于管道的热胀冷缩。
5. 防水要求：在安装套管时，要确保管道与套管之间的接口处密封可靠，以防止水分和潮气侵入。
可以使用防水胶或密封胶进行密封处理，还可以使用防水套带对套管进行保护。
6. 补强措施：对于较长的套管，可能会有挠曲或下沉的情况。
在这种情况下，应采取加固措施，如加装支撑杆或使用加固板。
7. 检验要求：管道穿墙处需要进行验收，检验要求包括套管的尺寸、材质和连接情况等方面，确保管道穿越建筑物的墙壁或楼板的安全性。
以上是压力管道穿墙套管设计的一些主要标准，实际应用中可能还需要考虑更多的因素，建议咨询相关领域的专家获取更准确的信息。
高压开关用绝缘套管均压环结构设计
高压开关用绝缘套管均压环结构设计摘要：由于一些电站的特殊布置，制造厂的出厂试验工装无法及时满足型式试验和出厂试验对126kV和145kV电压等级气体绝缘金属封闭开关设备（以下简称GIS）的局部放电测量要求。
在以往的GIS套管用均压环结构中，多使用固定螺栓插接，如果是临时使用，则使用软线将均压环捆绑在套管端子板上，这样除了不够便捷外，可能出现电场结构特别不均匀的情况。
为此，设计可通用在瓷套管与复合套管需要屏蔽场景的均压环，极大提升试验效率，同时在结构设计中考虑安装便捷、稳定，使用后也能够方便取下。
关键词：高压开关；绝缘套管；均压环结构；引言ＧＩＳ设备由断路器、隔离开关、接地开关、互感器、避雷器、母线、电缆终端、进出线套管等元件组成，具有运行可靠、占地面积小、检修维护工作量小、安装方便、受周围环境影响小等优点，被广泛应用于各电压等级的变电站中。
ＧＩＳ设备内部充满ＳＦ６气体用于绝缘和灭弧。
通常情况下，电气设备的使用年限在２０年以上。
设备一旦投入运行，就很难对其进行安装位置变更和地基改动，然而在实际运行过程中，由于各种原因引起的地基变化，如地基隆起和地基沉降等，对设备的安全运行产生极大危害，轻则引起设备发生倾斜，重则引起设备破裂或被破坏。
1电气高压开关设备在电力系统中，泛指额定电压3.6kV及以上开关设备统称为高压开关设备，其在系统运行过程中起着通断、控制和保护系统的作用。
高压开关设备不仅可在电网运行过程中按实际需要对部分线路及设备进行投入或退出控制，同时，还可在线路及设备发生故障时将该故障区段迅速从电网中切除，以确保其他无故障区段能够正常运行。
在整个电网中，高压开关设备占据着举足轻重的地位，作为最重要的输配电设备，其运行的安全性和可靠性直接影响着整个电力系统的运行。
高压断路器作为心脏元件，虽然种类繁多，但目前主要采用SF6或真空作为主要灭弧绝缘介质。
SF6是一种较常用的绝缘介质，由于其电弧溶解性强、介质电阻大、物理形态稳定等优点，得到了广泛的应用。
GB4109-1999
前
言
本标准是根据国际电工委员会 第 技术委员会 绝缘子 的第 分技术委员会 绝缘套管
出版物
交流电压高于
的套管 第四版 对
进行修订 在技
术内容上与该国际标准等效 其编写格式和方法符合
标准化工作导则 第 单元 标
准的起草与表述规则 第 部分 标准编写的基本规定 及
产品标准编写规定
根据
对
进行修订时保留了
中经实践证明适
的变压器套管有此要求 且在需方提出要求时才进行此项试验 其峰值电压是全波值
的
截波装置的击穿时间为
表
电压系列 套管的试验电压
额定电压 系统标称电压
工频耐受电压 有效值
干
湿
雷电冲击干耐受电压 峰值 操作冲击耐受电压 峰值
全波
干或湿
电力变压器中性点绝缘套管试验电压 注 分两档的电压值由供需双方协议 表 同
浇铸树脂 非电容式
复合绝缘 其他套管
套管的
最大值
最大值 及以上套管为
及以下套管为
由供需双方商定 由供需双方商定
电容式套管的 变化值 定
油浸纸 胶浸纸为 胶粘纸 气体 浇铸树脂为
在工频电压从
升高到 时应不大于下列规
套管的电容量在工频
下测量 在高压试验以前和以后所测得的电容量的增大值
应小于相当于一层电容量的
不致使变压器在试验时发生内部闪络 需要有高水平的可靠性 应按 条提高变压器套管的工频干耐
受试验电压水平
本文本中没有提到动态电流耐受试验 因为到目前为止为设置一个现实的试验所收集到的经验还
不充分
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中华人民共和国国家标准
高压SF6--空气瓷套管绝缘结构设计
高压SF6--空气瓷套管绝缘结构设计余良清，刘铁涛新东北电气（沈阳）高压开关有限公司摘要：本文理论联系实际，通过电场优化对550kV、252kV 两种SF6-空气瓷套管结构进行了改进，文章在改进原结构的基础上提出了一套较为完整的SF6-空气瓷套管结构设计理论。
关键词：SF6-空气瓷套管电场优化1 引言目前高压开关产品广泛采用SF6气体作为绝缘及灭弧介质，在瓷柱式断路器（P-CB）中，直接采用瓷套管作为SF6气体的封闭容器，在罐式断路器(T-CB)及封闭式组合电器（GIS）中都以金属罐体作为SF6气体的封闭容器，并都用SF6--空气套管作为产品及空气的分界面，套管绝缘结构的设计，对产品的安全运行起着重要作用，本文将分析GIS（T-CB）出线套管的绝缘结构设计，力求合理，科学地把握其设计机理及要领。
2 出线套管的结构典型的出线套管结构如图1所示，套管作为SF6气体与空气的分界面，使高压中心导体由SF6气体绝缘过渡到空气绝缘将电力线路引出（或引入），出线端均压环起到均匀电场，减小电晕，减小无线电干扰水平等作用。
图1 典型出线套管结构3 出线套管电压分布情况分析表征出线套管电气性能参数主要有瓷套的爬电比距及瓷套沿面的爬电距离，爬电比距是以套管爬电距离与系统线电压的比值而定义，其实该参数是一个概念化的定义，在产品实际的运用中，并不说明爬电比距越大越安全可靠，这主要是因为瓷套沿面电压并不以线性分布，因此，其性能更主要的要取决于出线套管整体绝缘结构的设计。
理想而言，我们希望瓷套沿面电压呈线性分布，即从瓷套顶端开始到瓷套管底部的接地法兰，电压均匀过渡到地电位，呈均匀的阻性分布。
但实际上，由于瓷套本身与中心导体的结构布置，决定了其分布电容的存在，用比电容C0（F/cm2）来描述，即介质表面单位面积与另一电极间的电容量来表征。
为了进一步分析介质介电性能和几何尺846847寸对沿面放电的影响，可将介质用电容，电阻来等值表示，将出线套管用等值电路来表示。
高压套管介绍及案例分析
高压套管介绍及案例分析摘要：高压套管主要用于变压器、电抗器、断路器等电力设备的进出线和高压电路穿越墙体等的对地绝缘。
文章主要对高压套管的分类进行分析，并探讨具体的执行方案。
关键词：高压套管；套管缺陷；套管故障；故障案例一、高压套管的分类1.1单一介质套管用纯瓷或树脂绝缘，常制成穿墙套管，用于35千伏及以下电压等级。
其绝缘件为管状，中部卡装或胶装法兰以便固定在穿孔墙上。
法兰一般为灰铸铁，当工作电流大于1500安时常用非磁性材料以减少发热。
单一绝缘套管的绝缘结构分为有空气腔和空气腔短路两类。
空气腔套管用于10千伏及以下电压等级，导体与瓷套之间有空气腔作为辅助绝缘，可以减少套管电容，提高套管的电晕电压和滑闪电压。
当电压等级较高时（20~30千伏），空气腔内部将发生电晕而使上述作用失效，这时采用空气腔短路结构。
这种瓷套管的瓷套内壁涂半导体釉，并用弹簧片与导体接通使空气腔短路，用以消除内部电晕。
但法兰附近仍可能发生电晕和滑闪。
1.2复合介质套管以油或气体作绝缘介质，一般制成变压器套管或断路器套管，常用于35千伏以下的电压等级。
复合绝缘套管的导体与瓷套间的内腔充满变压器油，起径向绝缘作用。
当电压超过35千伏时，在导体上套以绝缘管或包电缆线，以加强绝缘。
复合绝缘套管的导体结构有穿缆式和导杆式两种。
穿缆式利用变压器的引出电缆直接穿过套管，安装方便。
当工作电流大于600安时，穿缆式结构安装比较困难，一般采用导杆式结构。
电容式套管由电容心子、瓷套、金属附件和导体构成。
主要用于超高压变压器和断路器。
其上部在大气中、下部在油箱中工作。
电容式套管的电容心子作为内绝缘，瓷套作为外绝缘，也起到保护电容心子的作用。
瓷套表面的电场受内部电容心子的均压作用而分布均匀，从而提高了套管的电气绝缘性能。
金属附件有中间连接套筒（法兰）、端盖、均压球等。
导体为电缆或硬质钢管。
1.3电容式套管根据绝缘材料不同分为胶纸和油纸电容式套管。
该套管电容心子用胶纸制造时，机械强度高，可以任何角度安装，抗潮气性能好，结构和维修简单，可不用下套管，还可将心子下端车削成短尾式，缩小其尺寸。
高压40mpa大管径卡套管式接头标准尺寸
一、背景介绍随着石油勘探和生产领域的不断发展，对于管道和接头的要求也日益提高。
高压、大管径的卡套管式接头，作为石油管道系统中的重要部件，其标准尺寸的制定和严格执行显得尤为重要。
二、高压40mpa大管径卡套管式接头的作用和特点1.作用：高压40mpa大管径卡套管式接头，作为连接油管和套管的重要部件，能够实现油气的顺利输送和井下作业。
2.特点：具有承受高压、大流量、耐腐蚀等特点，能够适应复杂的地质和井下环境。
三、高压40mpa大管径卡套管式接头的标准尺寸1.外径：根据不同的管径和压力等级，外径有不同的标准尺寸要求，通常为4-1/2"至13-3/8"。
2.长度：根据连接套管和油管的需求，长度一般为150-350mm。
3.螺纹：根据国际标准，螺纹形式为圆形或扁平形，螺纹规格为2-3/8"至6-5/8"。
4.压力等级：标准压力等级一般为40mpa，同时也根据工作压力和工作环境进行定制。
四、高压40mpa大管径卡套管式接头标准尺寸的制定和执行1.制定过程：制定高压40mpa大管径卡套管式接头标准尺寸，需要充分考虑国际标准、行业需求和技术指标，并经过专家评审和行业论证。
2.执行监督：相关部门要加强对高压40mpa大管径卡套管式接头标准尺寸的执行监督，确保生产企业和使用单位严格按照标准要求进行生产和安装。
五、高压40mpa大管径卡套管式接头标准尺寸的重要性1.安全性：标准尺寸能够保证接头的密封性和抗压能力，确保油气输送过程中不发生漏油和爆炸事故。
2.可靠性：标准尺寸能够保证接头在复杂环境下的稳定运行，延长设备寿命，减少维护成本。
3.统一性：标准尺寸能够统一国内外生产和使用单位的生产和安装要求，有利于提升国际竞争力。
六、总结高压40mpa大管径卡套管式接头标准尺寸的制定和执行，对于石油管道系统的安全运行和设备可靠性具有重要意义。
只有严格执行标准尺寸要求，充分发挥该接头的作用和特点，才能更好地推动石油勘探和生产事业的持续健康发展。
国内外电瓷型高压电气设备瓷套管连接设计比较研究
文章编号：1003-8337（2010）02-0015-06收稿日期：2009-08-30作者简介：张文强（1984—），男，硕士，主要从事钢结构电力设备抗震设计研究。
2010年第2期（总第234期）2010年4月电瓷避雷器Insulators and Surge ArrestersNo2.2010(Ser.№.234)Apr.2010国内外电瓷型高压电气设备瓷套管连接设计比较研究张文强1，郝际平1，解琦1，丁媛媛1，李萌1，林山1，张玉明2（1.西安建筑科技大学，陕西西安710055；2.西北电力设计院，陕西西安，710075）摘要：为研究我国电力设备抗震设计规范的的适用性，以中国电力设施抗震设计规范(GB50260-96)、美国变电站抗震设计推荐实施规程(IEEE Std 693-2005)和日本电气设备抗震设计指南(JEAG5003)为研究对象，对比分析了三国规范在法兰-瓷套管连接设计中的不同特点。
通过国内外抗震规范的综合对比，指出了中国电力设备抗震设计规范中存在的错误,分析了我国电气设施抗震设计中瓷套管连接设计存在的优缺点；通过借鉴国外先进的抗震设计理论,对我国的电气设备抗震设计提出了合理化建议。
关键词：高压电气设备；抗弯刚度；法兰-瓷套管连接中图分类号：TU352.1+1；TM64文献标志码：AComparative Study on Porcelain Insulators Design for High-voltageElectric Equipment at Home and AbroadXIE Qi 1，HAO Ji-ping 1，ZHANG Wen-qiang 1，DING Yuan-yuan 1，LI Meng 1，LIN Shan 1，ZHANG Yu-ming 2（1.Xi ′an University of Architecture and Technology,Xi ′an,ShanXi,710055；2.Northwest Electric Power Design Institute,Xi ′an,ShanXi,710075）Abstract ：In order to study the applicability of chinese code for seismic design of electrical e -quipment ，this paper focuses mainly on Chinese Code for seismic design of Electric Power Facilities (GB50260-96),IEEE Recommended Practice for Seismic Design of Substations (IEEE Std 693-2005)and Japan Electric Association Guideline for Seismic Measures in Electrical Facilities of Substations (JEAG5003),comparatively analyses the features and differences of the design for flange-porcelain in -sulator connection.Through comprehensive comparison of domestic and international flange -porcelain insulator connection design thoughts,this paper Points out the error which exists in Chinese Code for seismic design of Electric Power Facilities and the advantages and disadvantages of China ′s seismic de -sign for electrical facilities can be well understood in-depth;Through learning from foreign advanced seismic design theory,this paper provides the rationalization of seismic design recommendations for the revision of China ′s electrical facilities.Key words ：high-voltage electric equipment ；flexural rigidity ；flange-porcelain insulator con -nection15··0引言2008年汶川大地震中，中国的电网供电设施受到了严重破坏。
CB-10KV／400A高压陶瓷穿墙套管安装使用说明书
一、10KV高压陶瓷穿墙套管《CB-10KV／1000A》按装使用说明书技术参数10KV高压陶瓷穿墙套管《CB-10KV／1000A》称可在工作电流范围内进行频繁的操作或多次开断短路电流;机械寿命可高达30,000次，满容量短路电流开断次数可达50次。
《CB-10KV／1000A》适于重合闸操作并有极高的操作可靠性与使用寿命。
《CB-10KV／1000A》(普通型)采用了立式的绝缘筒防御各种气候的影响;且在维护和保养方面，通常仅需对操作机构做间或性的清扫或润滑。
《CB-10KV／1000A》(极柱型)采用了固体绝缘结构—集成固封极柱，实现了免维护。
《CB-10KV／1000A》在开关柜内的安装形式既可以是固定式，也可以是可抽出式的，还可安装于框架上使用二、《CB-10KV／1000A》含义10KV高压陶瓷穿墙套管《CB-10KV／1000A》产品主要由：型号；名称，电压，电流，额定短路开断电流，尺寸，证书，质保!制造单位浙江鼎誉电气有限公司《CB-10KV／1000A》10KV高压陶瓷穿墙套管名称单位数据4s额定短时耐受电流kA202531.5额定绝缘水平短时(1min)工频耐压kV42(断口48)雷电冲击耐压kV75(断口84)额定操作顺序分-0.3S-合分-180S合分机械寿命次10000额定短路开断电流开断次数次50操动机构额定合闸电压（直流）V110,220操动机构额定分闸电压（直流）V110,220额定触头压力N2000±2002500±2003000±300触头开距mm11±1接触行程（触头弹簧压缩长度）mm 3.5±0.5触头分、合闸不同期性ms≤2触头合闸弹跳时间ms≤2平均分闸速度m/s0.9～1.2平均分闸速度m/s0.4～0.8分闸时间最高操作电压下s≤0.05最底操作电压下s≤0.08合闸时间s≤0.1各相主回路电阻uΩ≤503mm动静触头允许磨损累计厚度四、《CB-10KV／1000A》选型用户可根据被保护对象选用不同型号的《CB-10KV／1000A》，对使用场所的不同可选用防污型和高原型。
《3-110kv高压配电装置设计规范》GB50060-2008
中华人民共和国国家标准3-110kV高压配电装置设计规范Code for design of high voltage electricalinstallation中华人民共和国国家标准中华人民共和国住房和城乡建设部公告3-110kV高压配电装置设计规范GB 50060-2008第194号Code for design of high voltage electricalinstallation关于发布国家标准《(3-110kV)高压配电装置设计规范》的公告主编部门：中国电力企业联合会批准部门：中华人民共和国住房和城乡建设部施行日期：2009年6月1日现批准《3-110kV高压配电装置设计规范》为国家标准，编号为GB 50060-2008，自2009年6月1日起实施。
其中，第2.0.10、4.1.9、5.1.1、5.1.3、5.1.4、5.1.7、7. 1.3、7.1.4条为强制性条文，必须严格执行。
原《3-110kV 高压配电装置设计规范》GB 50060-92同时废止。
本规范由我部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行。
中华人民共和国住房和城乡建设部二00八年十二月十五日前言本规范是根据建设部“关于印发《二00四年工程建设国家标准制订、修订计划》的通知，’（建标〔2004]67号）的要求，由中国电力工程顾问集团西北电力设计院对原国家标准((3-110kV高压配电装置设计规范》GB 50060-1992进行修订的基础上编制而成的。
在修订过程中，编写组进行了广泛的调查研究，认真总结了原规范执行以来的经验，征求了全国各有关单位的意见，吸收了国内外先进设计思想，除保留了原(3-110kV高压配电装置设计规范》适用的条文外，补充增加了一些新的内容。
本规范共分7章和2个附录。
主要内容有：总则、一般规定、环境条件、导体和电器的选择、配电装置、气体绝缘金属封闭开关设备配电装置、配电装置对建筑物及构筑物的要求等。
高压电力电缆用改性聚丙烯MPP实壁套管技术规范书
高压电力电缆用改性聚丙烯（MPP）实壁套管技术规范书广西谦嘉电力设计有限公司2017年06月目录前言................................................................................................................................ 错误!未定义书签。
1 产品型号、结构、规格及尺寸 ................................................................................ 错误!未定义书签。
1.1产品型号......................................................................................................... 错误!未定义书签。
1.2 产品结构........................................................................................................ 错误!未定义书签。
1.3规格及尺寸..................................................................................................... 错误!未定义书签。
1.4连接方式......................................................................................................... 错误!未定义书签。
2要求........................................................................................................................ 错误!未定义书签。
高压开关用绝缘套管均压环结构设计
高压开关用绝缘套管均压环结构设计摘要：目前，由于电站布置存在差异性和特殊性，制造厂在开展一系列的试验工作时，其并不能够全面满足所有局部放电测量的实际标准与要求，尤其是在145kv和126kv电压的等级气体绝缘金属封闭开关设备方面的放电测量要求尤为严格。
在常规的气体绝缘金属封闭开关设备套管使用均压环结构的过程中，固定螺栓插接是常用的方式与结构，该结构的便捷性不足，电场的结构缺乏一定的均匀性。
鉴于此，设计高压开关用绝缘套管均压环结构，使得均压环能够适用于复合套管和瓷套管需要屏蔽的场景，这样使其试验效率能够得到大大提升，促进结构设计稳定性与便捷性的更好提升，增强均压环应用的实效性与便捷性。
关键词：高压开关；绝缘套管；均压环；结构设计气体绝缘金属封闭开关设备简称GIS，其主要由电缆终端、母线、避雷器、互感器、接地开关、隔离开关、断路器以及进出线套管等院线构成。
GIS设备具有较小的维修工作量、较小的占地面积、可靠性强、安装简便且受周围环境影响较小等特征和优势，因而在各类电压等级的变电站中得以广泛应用。
GIS的组成设备中的部件通常会全部被封闭在金属接地的外科当中，且内部会有一定压力的SF6绝缘气体填充其中，该气体主要用于灭弧与绝缘。
GIS设备具有较高的运行可靠性，且与其他常规的设备相比，其故障率相对较低。
但是GIS设备由于受到绝缘子老化、导电杂质存在以及外部水分深入、SF6气体泄露等因素的约束和影响，其容易导致GIS设备出现内部故障，再加上GIS设备的结构属于全密封状态，涉及的元件也比较多，因而在定位故障及其检修时容易面对很多麻烦和困难，延长了设备检修的时间，增加了检修工作难度。
因此重视绝缘套管均压环结构的科学设计与优化，使得高压开关能够对其进行更好地应用，减少设备运行故障率，提升运行整体效果与水平[1]。
1高压开关设备简述所谓的高压开关设备主要指的是电力系统中额定高压在3.6kv以上的开关设备。
高压开关设备在电力系统中发挥着保护、控制、通断的作用与价值。
浅谈高压套管在工程应用中的一般计算
浅谈高压套管在工程应用中的一般计算摘要：高压套管具有结构简单，易安装、易维护的特点。
它在电力设备上，既是绝缘连接件，又是电气连接件，是电力系统中的重要部件。
探讨合理的高压套管绝缘设计，对于工程应用具有很重要的意义。
关键词：高压套管；GIS；闪洛；外绝缘；修正0引言随着电力系统的发展，电力系统自身可靠和稳定运行变的越来越重要。
高压套管作为配合高压电器设备使用的关键部件，其绝缘性能和机械强度性能成为影响整个电力系统稳定性的重要因素。
高压套管做为一种特殊的绝缘子，既是电气的通路，同时又起着高压电器和环境绝缘的重要作用。
高压组合电气（气体绝缘金属封闭开关，简称GIS）以其高可靠性和长时间免维护性，在近20年左右的时间，在国内电力系统中得到了越来越广泛应用。
高压套管在GIS工程中有大量的应用，作为GIS生产厂家，如何在工程设计中合理计算高压套管外绝缘强度，是个值得关注的问题。
高压套管在GIS工程中使用时，其内部和GIS本体连通，充以高压SF6气体，其内绝缘性能不受外部环境和海拔的影响，性能稳定；套管外部和环境接触，外绝缘性能受到周围环境和海拔影响。
因此在工程设计时需着重考虑套管的外绝缘能否满足实际需要。
本文仅以110KVGIS工程设计为背景，探讨高压套管外绝缘计算的一般方法。
1GIS用高压套分类及特点GIS用高压套管，目前主要是气体绝缘套管(简称空气套管)，是一种内部充以绝缘气体，由绝缘气体构成主绝缘的套管。
其典型结构见图1图1 高压套管典型结构目前GIS工程中常用的高压空气套管主要分为瓷套管和复合套管。
两种套管都具充气（SF6）套管的轻、小、简、廉、工艺方便特点，尤其是它内绝缘可靠，无局部放电干扰。
瓷套管由于其技术、工艺成熟，价格低廉，无鸟类啄食，在工程中有大量运用。
随着复合套管（主要是甲基乙烯基高温硫化硅橡胶管套管）工艺和材料技术的逐渐成熟，价格逐渐和瓷套接近；再复合套管具有以下优点：（1）疏水性优于瓷套管，不易发生污闪或湿闪，在同样电压等级下缘高度有可能比瓷套管小20%左右；（2）优良的抗紫外线、抗老化能力，保证复合绝缘子长期可靠运行；（3）重量比瓷套管轻（一般为同电压等级瓷套管的25%重量），抗震、抗拉、抗扭、抗弯、方爆破能力优于瓷套管，可安装在人员密集区、多震区；基于以上有点，复合套管在工程应用中也逐步普及。
高压电课件第8章-高压套管和高压互感器绝缘L
1.2 充油套管
1 高压套管
多油隙套管：35kV以上
多个绝缘桶以提高击穿电压，油隙 分隔得越细耐压越高，有时在绝缘 桶上包金属极板。 起晕电压：
油中最大径向场强Erm不宜超过45-
65kV/cm。
内部设有接地屏以降低法兰处瓷套
外表面的场强。
13/48
1.3 电容式套管
1 高压套管
110kV及以上
7/48
1.1 概述
1 高压套管
8/48
1.2 充油套管
1 高压套管
单油隙套管：35kV及以下 外绝缘： 设计套管时：需校验电晕起始电压和滑 闪起始电压。 1 电晕起始电压应高于工作电压； 2 滑闪起始电压应高于工频试验电压和 干闪电压
固体介电常数比 液体高，降低导 杆处场强
9/48
1.2 充油套管
1 高压套管
以高压套管为代表的强垂直分量与切线分量同时存在的情况 下，滑闪放电常常从法兰的边缘处开始。当沿面距离较长时， 套管的沿面闪络电压Uf比棒形绝缘子低很多。
起晕电压
比电容 F/cm2
滑闪放电起始电压
5/48
1.1 概述
1 高压套管
当外施电压高到出现刷状放电 时，放电长度
在工频电压下，k1在空气或油中 分别为5kV/mm或12.8kV/mm。
1.3 电容式套管
电容芯子轴向场强的选择，常按工频击穿电压（常为 1.2倍干试电压）下不出现轴向闪络来考虑。
26/48
1 高压套管
1.3 电容式套管
主要设计内容： 正确选择各种场强； 算出各均压极板的合适尺寸以使 径向、轴向电场分布较均匀，且 两者关系较合理； 考虑芯子与瓷套间的合理配合， 有利于提高瓷套外部的放电电压
一种110kV通用型GIS组合电器试验套管设计
90研究与探索Research and Exploration ·工艺流程与应用中国设备工程 2020.09 (上)一种110kV 通用型GIS 组合电器试验套管设计王唯1，汪奇1，单亚雄1，程俊祺2，李林广1（1.北京电力工程有限公司，北京 100076；2.山东泰开高压开关有限公司，山东 泰安 271000）摘要：共箱GIS 组合电器中，对于电缆进出线间隔及其他间隔，现场安装或检修完成后需对其进行耐压试验，现场耐压需在罐体位置增加耐压套管装置，通过耐压套管对A、B、C 三相导体进行耐压。
据此研究一套可免拆装换相的耐压装置，装置本体安装一相套管，仅在单相套管上加压，通过内部换相转换，分别实现GIS 设备的三相耐压。
关键词：试验套管；耐压装置；通用接口；内部换相中图分类号：TM595 文献标识码：A 文章编号：1671-0711（2020）09（上）-0090-03变电站现场，对GIS 设备进行绝缘试验时，有时受空间、结构等限制各相耐压时，三相套管不能同时安装，各相需分别安装耐压套管。
这样在换相耐压时，每相均需进行气室气体回收、套管拆解与装配、气室抽真空、充气等工序，降低工作效率，耗费人力物力，特此开发一套可免拆装换相的耐压装置是有必要的。
目前现场各主流厂家的耐压方案是在电缆罐体上安装三相试验套管，具体如图1所示。
图1 常规电缆耐压装置安装示意1 新型耐压装置设计1.1 耐压装置主要研究内容（1）耐压装置采用单支套管，在满足整体工频绝缘的水平下，套管高度尽量缩小，提高耐压装置安装的灵活性。
（2）耐压装置本体可实现内部换相，由于电缆间隔为三相共箱式设备，对其中一相进行耐压试验时，需保证另外两相处在接地状态。
（3）耐压装置的接口单元实现互换性与通用性，即此耐压装置的设计需满足不同厂家GIS 设备耐压的需要。
（4）耐压装置需满足耐压试验时各项技术参数要求，如工频电压下的绝缘性能、SF6气室的密封性能、局部放电水平等满足试验要求。
陶瓷高压穿墙瓷套管
概述：高压穿墙瓷套管是引导一个或数个高压导体穿过隔板（例如墙壁或箱壳）并使导体与隔板绝缘的一种结构，还包括固定到隔板上去的部件，如法兰或其他紧固装置。
导体可以是套管的一个部件，使用时其两(接线)端用螺栓与外部引线相连。
为了便于安装，有时穿墙套管导体在安装时由施工单位临时配给，制造厂出厂时仅供应绝缘套和套管两端的封端盖板，这种套管称为母线式套管。
用于额定电压6～35kV、频率15～60Hz的三相交流系统电站和变电所配电装置上用的户内、户外－户内穿墙瓷套管（简称套管），套管安装地点环境温度应为－40℃～＋40℃。
结构特点：纯瓷穿墙套管由瓷套、导体、中间法兰和端部附件组成。
瓷套是套管的主绝缘。
中间法兰正常接地，导体正常通过高压电流，端部附件起导体和瓷套间的连接作用。
套管中间法兰和瓷套间以胶装为主。
胶装有水泥胶装。
套管额定电流600A及以下者，中间法兰由灰铸铁制成，1000A及以上的由非磁性材料如硅铝合金制成（7.2～12kV级套管1000A者仍可用灰铸铁)，以减少铁磁性物质在电磁场中的磁滞和涡流损耗。
24～40.5kV套管瓷套和导体间由于空气间隙较小，导体表面容易产生电晕，且常常造成间隙放电，产生无线电干扰。
为此使瓷套内孔壁被覆半导电釉并经接触弹簧片与导体相连，短接了此间隙。
瓷套外表设置有伞棱以增大爬电距离，提高放电特性。
为提高24～40.5kV套管电晕和滑闪电压，瓷套在法兰两侧均设有大伞裙并被覆半导电釉。
过去这种穿墙套管瓷套内孔和安装法兰部位外部圆周部分不是被覆半导电釉，而是喷铝或涂半导体漆，使用中普遍反映铝层或半导体漆剥落造成放电，甚至导致严重无线电干扰，影响电视和无线电设备的正常工作。
被覆半导电釉套管，由于半导电釉层是通过1200℃以上高温烧成的，釉层不会剥落，且性能稳定，克服了上述缺陷。
穿墙套管载流导体有铜导体和铝导体两种。
采用了铝导体穿墙套管有如下优点：（1）节约铜材和铜铝过渡端子。
由于我国变电设备中铝母线较多，为了将铜导体与铝母线相接，常采用铜铝过渡端子，以避免由于铜铝直接相连而产生电化腐蚀，导致接触电阻大，温升过高，烧损接线端子，影响设备运行。
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绝缘结构设计原理课程设计专业：高电压与绝缘技术班级：电气05-8班姓名：高享想学号：0503010827设计题目：330KV 油纸/胶纸电容式变压器套管一 技术要求：额定电压 330KV 额定电流 300A最大工作电压363KV1Min 工频试验电压510KV 干试电压670KV 湿试电压510KV1.2/50μs 全波冲击试验电压1175KV 二 设计任务：1、确定电容芯子电气参数 绝缘层最小厚度min d 绝缘层数n极板上台阶长度1λ 极板下台阶长度2λ 接地极板长度n l 接地极板半径n r 零序极板长度0l 零序极板半径0r 各层极板长度x l 各层极板半径x r 套管最大温升θ∆ 套管热击穿电压j U2、选出上下套管并进行电气强度校核3、画出r E r -分布图画出极板布置图电容式套管的结构概述电容式套管具有内绝缘和外绝缘。
内绝缘或称主绝缘，为一圆柱形电容芯子，外绝缘为瓷套。
瓷套的中部有供安装用的金属连接套筒，或称法兰。
套管头部有供油量变化的金属容器称为油枕。
套管内部抽真空并充满矿物油。
套管的整体连接(电容芯子、瓷套、连接套筒和油枕等的连接)有两种基本形式，即用强力弹簧通过导杆压紧得方式(大多用于油纸式电容套管)以及用螺栓在连接处直接卡装的方式(大多用于胶纸式电容套管)。
连接处必须采用优质的耐油橡皮垫圈以保证套管的密封(不漏油和不使潮气侵入)，要有一定的机械强度和弹性。
油纸式电容套管内部有弹性板，与弹簧共同对因温度变化所引起的长度变化起调节作用，以防密封的破坏。
套管除主体结构外，还有运行维护所需要的装置，如在油枕上装有油面指示器，联接套筒上装有测量用的接头(运行时和联接套筒接通)，取油样装置及注油孔等。
电容式套管的瓷套是外绝缘，同时也为内绝缘和油的容器。
变压器套管上瓷套表面有伞裙，以提高外绝缘抵抗大气条件如雨、雾、露、潮湿、脏污等的能力，下瓷套在油中工作，表面有棱。
胶纸式变压器套管无下瓷套。
电容套管的电气计算电容芯子设计电容芯子内部是按轴向场强均匀分布的原则设计的，即各绝缘层的电容相等以及各极板间的长度差相等，而绝缘厚度不等。
此时得到径向场强只是稍不均匀的。
由于零部件对电场的影响，内部电极布置时尚应注意各部分的电屏蔽，才能获得较好的电气特性。
电容芯子电气参数电容套管的主要设计参数是电容芯子的辐向最大工作场强E rm其次是在干闪络试验电压下，电容芯子上部和下部的轴向场强E1和E2。
这些参数决定套管电容芯子的径向和轴向尺寸，同时必须有一定的绝缘裕度以保证必要的电性要求。
rmE按最大工作电压下不发生有害局放这一原则而决定。
对于油纸绝缘，更须考虑由足够的裕度，以免局部放电发展。
一330KV油纸电容式变压器套管1rmE的确定根据工艺情况选定绝缘层最小厚度min 1.3d mm=油纸绝缘金属极板在油中110.6k=1min 0.450.5510.6 3.5 1.3 4.823/k r E k d MV m ε--==⨯⨯=设绝缘裕度为1.8/1.8 4.823/1.8 2.68/rm k E E MV m ===2 确定绝缘层数nmin /()363/ 61(rm n U E d ===层） 此时厚度最小绝缘层的滑闪电压()()0.450.451/27.2 1.3/3.517.419kv w r U k d ε==⨯=与干试电压相比，安全裕度=()17.419/670/61 1.586= 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B L ，取272B L cm =。
()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1E 和2E 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，1E 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%B L ，下端为10%B L ，则电容芯子的上端绝缘长度为10.10.20.7B B B B n L L L L λ=--=10.7/0.7272/61 3.2B L n cm λ==⨯=令下台阶为上台阶的60%210.60.6 3.2 2.0cm λλ==⨯=在干试电压下的下端轴向场强()2670/20610.549/E MV m =⨯=则12 3.22 5.2cm λλλ=+=+=()2确定接地极板长度n l ，零序极板长度0l 及各层极板长度x l由于法兰长度f L 未做规定，可选则最有利的条件 4.1r l ξξ==，则()()/161 5.2/ 4.11103n l n cm λξ=-=⨯-=法兰长度()(0.111)103271165f n B L l L cm cm =-+=-+=其中11cm 为选取对下瓷套的屏蔽长度。
下瓷套长度2110.1H H L n L λ=++(61211)/0.9148H L cm =⨯+=010361 5.2420n l l n cm λ=+=+⨯=所以实际上0/420/103 4.08n l l ξ===下瓷套闪络电压，可以放放电平均场强0.65/MV m 来校核，则14800.65962670s U kv kv =⨯=>序数为1的极板长度10420 5.2414.8l l cm λ=-=-=0420 5.2x l l x x λ=-=-具体数据见附表，因此[]1()/2ln (414.8103)61/2ln 4.0811232n A l l n ξ=+=+⨯=()3确定零序极板半径0r ,接地极板半径n r 及各层极板半径x rmax 011/263/11232 3.4826.861414.8rm rm U U A A r cm E nl E nl ===⨯=⨯接地极板半径n 0 4.08 3.4814.20cm r r ξ==⨯=序数为x 的极板半径()01 r exp /2x x r l l x A ⎡⎤=+⎣⎦具体数据见附录一4 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0.3/MV m ,干闪络电压272 3.0816U kv =⨯=干，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()0.770.613.56 2.65/U L nl a a =+湿其中L -套管的瓷套有效高度1a -伞内两点间的最大距离 a -裙宽 l -裙距1272,22,10,0.55,/ 1.5L cm n cm l cm a l cm a a ====== 0.770.63.56272 2.652210 1.5614.87U kv =⨯+⨯⨯⨯=湿与湿试电压相比较，安全裕度为614.87/510 1.20 1.0=>，满足裕度。
(3)1.2/50s μ雷电波电压40 5.0640 5.062721420s U a kv =+=+⨯=与1.2/50μs 全波冲击试验电压1175KV 相比， 安全裕度为1420/1175 1.21=>，满足裕度。
5 计算套管最大温升θ∆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。
12120/22/ln(/)2n n p p p p r r r θπλπσ++∆=+式中n r - 芯子浸油部分最大外半径()m ；0r - 导管外半径()m ；λ- 芯子绝缘层的导热系数()/W m c ︒⋅，胶纸0.22，油纸0.25σ- 芯子在油中的表面散热系数，一般可取0.05/W m c ︒⋅；1p - 单位长度的导杆发热量()/W m , 21p I R =,其中I 为额定电流，R 导杆单位长度有效电阻2p - 套管单位长度的介质发热量()/W m ，22/p U Ctg L ωδ=，式中U 为额定电压；011r ()22ln 910n rl l C εξ+=⨯⨯为套管总电容，2314f ωπ==，0.007tg δ=，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2/2p ；后一部分代表套管表面与周围有的温度差。
12120/22/ln(/)2n n p p p p r r r θπλπσ++∆=+5.4138.617/2 5.4138.617 7.552520.25/ln(14.20/3.48)214.200.05o o C C ππ++=+=<⨯⨯⨯ 6 计算套管热击穿电压j U电容套管辐向电击穿，在一般材料质地良好和制造上无重大缺陷时不会发生。
但是，电容套管热击穿的可能性还是存在的，特别是胶纸套管，当胶纸的tg δ和温度系数大时可能发生。
热击穿电压可以按单向冷却圆柱结构的情况计算，由于忽略了轴向散热，计算值常偏低。
()1.910j U c =⨯即1.210j U =⨯式中0tg δ- 电容芯子在周围环境温度下的介质损耗值； a - 介质损耗的温度系数，取0.049α=；r f λε-、、 符号同前；()c ϕ- 与结构尺寸和导散热量有关的系数，一般取()0.63c ϕ=。
因此可得套管热击穿电压1.2101.210245j U kv =⨯=⨯=附录一运行程序及结果：单位 ()cmL0=420,R0=3.48; for i=1:1:61;L(i)=L0-5.2*i;R(i)=R0*exp(((L(1)+L(i))*i)/(2*11232)); endfor i=1:1:61;fprintf('L[%d]=%f,R[%d]=%f\n',i,L(i),i,R(i)); end二 330KV 胶纸电容式变压器套管1 rm E 的确定根据工艺情况选定绝缘层最小厚度 min 1.3d mm = 胶纸绝缘半导体极板在空气中 1 4.3k =1min 0.450.554.34 1.3/ 1.995k r E k d MV m ε--==⨯⨯=胶纸绝缘的rm E 直接取k E ，即/1.995rm k MV m E E ==2 确定绝缘层数nmin /()363/ 1.3)81(rm n U E d ⨯===层）此时厚度最小绝缘层的滑闪电压()()0.450.451/27.2 1.3/411.708kv w r U k d ε==⨯=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B L ，取272B L cm =。