基于有限元方法的套管电容屏断裂状态电场分析

姜 巍 李文博

沈阳和新套管有限公司 辽宁 沈阳 110000

油纸电容式套管在制造过程中需要对绝缘纸进行干燥处理,以减少水分对电气性能的影响,固体绝缘厚度对干燥工艺的实施存在负面影响,因此往往需要采取辅助干燥措施,行业内有采用在电容屏上打孔以增加干燥效率的方法,此种方法对于干燥工艺效果提升较为明显,但由于打孔减小了铝箔的强度,运行中加大了电容屏断裂导致放电故障的可能性,文章通过使用有限元分析软件对套管建立电容屏断裂形式下的计算模型,对电容屏不同断裂位置和状态下的套管性能变化情况进行了简要分析,计算结果可对工程上相似问题的分析提供参考依据。

1 电容屏断裂位置及电场计算模型的建立

油纸电容式套管内绝缘电容芯体主要由油浸电缆纸及按照电容分布规律布置的若干同轴电极铝箔组成,由于芯体制作过程中一般为卷制工艺,内部电缆纸和铝箔在芯体整体重力作用下受到的拉力要大于外部部分,所以若发生铝箔断裂,内层铝箔的发生概率要高于外层,而根据对工程上发生过的此种问题案例的统计可知,芯体绝缘内侧第1至第3层电容屏发生不同程度断裂的概率要高于其它位置,基于此种概率统计基础,本文选取126k V油纸电容式套管作为问题分析的主体,将断屏故障条件定义为芯体内径侧第2-3层共2层屏发生5mm均匀断裂的情况。为了较为完整的对问题进行分析,分别选取空气端台阶位置和中部法兰位置两种典型状态建立有限元计算模型,并分别进行研究。……