高壓電器超高壓換流變壓器和平波電抗器絕緣結構簡述宓傳龍西安西電變壓器有限責任公司，陜西西安710077述了直流設備與交流設備絕緣結構的主要差別，以及影響換流變壓器和平波電抗器主絕緣安全和可靠性的主要因素。

　　換流變壓器和平波電抗器是直流輸電系統中的關鍵設備，其產品質量和可靠性對系統的安全運行十分重要。隨著直流輸電技術的發展，輸送功率和電壓等級的提高，絕緣問始終是換流變壓器和平波電抗器設計成畋的關鍵，也是設備制造企業不斷深入研究的主要課。

　　設計換流變壓器與設計電力變壓器的主要差別在絕緣結構上，關鍵技術也在絕緣結構中，產品在試驗和運行中事故率比較高的當屬絕緣故障。這個差別主要由以下原因造成。

　　超高壓換流變壓器端子上的電位取決于某任意瞬間導通閥的組合情況，閥側線圈對應高壓直流電極的全直流電壓，因此，換流變壓器閥側線圈必須按全絕緣設計，對鐵軛的絕緣距離大于電力變壓器。

　　超高壓換流變壓器的個內線圈如果同樣是超高壓電壓等級時，端部超高壓出線的絕緣結構也是設計的難點。

　　超高壓換流變壓器的閥側線圈不僅承受交流電壓的作用，同時還承受著直流電壓的作用，因此，閥側線圈對應的主絕緣承受著交直流復合電場的共同作用。

　　較大的端絕緣和主絕緣距離使換流變壓器易使換流變壓器內部產生局部過熱，影響固體絕緣的絕緣特性。

　　在直流電場作用下，固體絕緣面產生空間電荷，在極性反轉電壓突變時更容易造成絕緣的損壞而發生事故。

　　平波電抗器串聯在直流線路中，本身壓降很小，因此，電感線圈的設計同樣按全絕緣考慮。平波電抗器承受直流電場和諧波電場的共同作用，與換流變壓器相比略有不同，但絕緣結構設計方法和考慮的問基本相同，有別于交流電抗器。

　　換流變壓器和平波電抗器在縱絕緣設計上與電力變壓器相比沒有什么特殊的地方。由于線圈結構考慮了較好的沖擊特性，有更多的絕緣裕度，因此，縱絕緣具有較強的電氣性能。

　　在主絕緣設計方面情況就完全不同了。在交流電壓作用下，油紙復合絕緣結構的電場分布取決于介電常數呈容性分布；而在直流電壓作用下，油紙復合絕緣結構的電場分布取決于材料的電阻率0，呈阻性分布。這是換流變壓器和電力變壓器電場分布特性的根本區別。電場按容性分布，不隨溫度場強等因素而變化，此時交流電場的分布呈線性各向同性；電場按阻性分布，材料的電阻率隨溫度場強等因素的變化而變化，其變化幅值可達到3個數量級，直流電場的分布呈非線性各項下轉第15頁〉局壓電器閹7試驗布置意閣加載電流A感應電流A磁場屏蔽率3數值計算實測低阻抗連接實測高阻抗連接5結論在單電流從金屬管返回的情況下，磁場被限制在金屬管內，金屬管外的區域得到了很好的屏蔽，但在電氣安裝實踐中，這通常是不允許的。金屬管能有效屏蔽來回電流產生的磁場。但在沒有形成外部閉合回路的情況下，金屬管對單電流產生的磁場沒有屏蔽效果。為有效屏蔽這種磁場，金屬管的兩端必須經低阻抗導體連接或有效接地，以形成閉合的渦流回路。這種屏蔽的效果取決于金屬管的材料尺寸和閉合回路的阻抗。，男，博士研究生，主要從事電磁兼容和高電壓試驗測量技術方面的研究。

　　在直流電場的作用下，電場大部分集中在固體絕緣中，在沒有發生擊穿的情況下，局放不會在固體絕緣面留下電損傷痕跡。而在交流電場的作用下，由于油的介電常數較低，油承擔著較大的電場應力，局放易在固體絕緣纖維孔隙的油中發生，造成固體絕緣內部或面不可恢復的電損傷，隨著電場作用時間的延長，這種損傷不斷擴大，以致于引起絕緣損壞；如果局放發生在較大的油隙中，由油中的雜質或氣泡產生，隨著油的流動雜質的燒融氣泡的消失，油的絕緣特性是可以恢復的，局放量將趨于穩定。在直流電場的作用下，固體絕緣面積累了大量的空間電荷，當電壓發生突變時如發生操作過電壓極性反轉，空間電荷在重新分配的過程中，突變電壓與空間電荷的電場相疊加，引起電場分布的突變，更易引起固體絕緣纖維孔隙中的油產生放電或擊穿。

　　因此，在直流耐壓試驗極性反轉過程中，對換流變壓器和平波電抗器主絕緣的考驗較嚴厲。空間電荷的存在，將吸引油中的雜質，使之聚集在固體絕緣面，或形成連續或不連續的小橋。盡管經受了直流耐壓試驗的考驗，但在之后的交流耐壓試驗中，這些雜質的放電將在固體絕緣面造成放電侵蝕。在多次試驗中認識到，換流變壓器和平波電抗器的絕緣結構，不僅需要設計優化需要足夠的安全裕度，采用優質清潔的材料控制作用場地的降塵量和油中顆粒度，對換流變壓器和平波電抗器的質量和安全可靠性同樣十分重要。

　　換流變壓器和平波電抗器絕緣結構的研究遠不止這些。隨著技術的更新材料更新工藝水平的提高，需要研宄和探討的問還很多，研究人員將在實踐中不斷地深入下去。

　　直從事特種變壓器和電力變壓器的設計，研宄與制造。