区别高压套管的均压环与均压球

油纸电容式变压器为电力行业交流输变电系统中传输电能的重要设备，60～kV电压范围归属于中压等级，这类电气设备均为油浸式结构，即变压器的绕组和铁芯放在密封铁制油箱内，箱内充满变压器绝缘油，变压器本体内部的绕组与外部输变电线路的连接通过安装在箱盖上的油纸电容式变压器套管实现。

套管是一种具有规定的电气强度和足够机械强度的载流出线装置，套管上部与外部空气或电缆出线装置油接触，套管的中部固定在测量装置或箱盖法兰上，套管下部位于油箱的内部油中，而套管下部带电部分到接地部分如：油箱壁、法兰、铁芯夹件之间必须具有一定的绝缘距离，它是由变压器试验电压来确定，不同的电压等级对接地部分的距离是随电压等级的升高而加大的，并且绝缘距离的大小又与套管带电部分的结构和接地部分的形状有关，60kV级以上电压等级的套管下端装有边缘倒圆角的均压球，接地部分的形状则有尖角、圆弧或平面等多种形状。

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变压器套管上部的均压环，是安装在绝缘子套管顶部的一个环形钢圈。其主要用途是？

由于对地分布电容作用，绝缘体遭雷击时，其承受的电压分布不均，在其遭雷击的一端起很短距离内分布了大部分电压降，也就是说，绝缘体这部分的绝缘强度必须很高，否则一旦局部击穿，这种电压分布不均将延续到下一段绝缘体中去，随着绝缘体击穿长度的增加，情况将更为恶劣。而绝缘强度的增加势必造成造价的飞速增长，如果在绝缘子头部（遭受雷击的部位）加装一个均压环，以其电感效应平衡对地电容电流，那么雷击过电压分布将相对均匀，即可以充分利用绝缘子的全长来耐受雷电的冲击。（改善电场分布，避免个别部位或者说是点的场强过大。）

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变压器套管下部的均压球，与升高座配合，如何优化？

变压器是电网的核心设备，套管作为变压器的重要附属件，是连接电力系统和变压器的枢纽，正是因为套管在整个电能传输过程中起的作用非常关键，套管的可靠性很大程度决定了变压器及电网的安全稳定性。对于高电压等级变压器来说，绝缘故障是所有故障中概率最高的，因此对变压器套管内部绝缘问题进行详细的分析是十分必要的。目前套管绝缘研究大多都是针对套管自身耐压进行，缺乏与变压器相结合的研究，忽略了套管最终安装在变压器上的实际情况，因此有必要将套管与变压器的升高座一起，对套管内部的电场分布情况进行相关研究，提高套管内部绝缘可靠性的同时，达到升高座轻量化的目的。 　　

有相关文献在变压器油的击穿理论分析基础上，讨论了套管尾部均压球周围的电场分布特征，着重介绍了变压器绝缘设计中重要的理论—油体积理论，在此基础上提出了变压器内部绝缘设计中许用场强的计算方法；并以国网kV变压器的高压套管均压球和升高座为研究对象，重点分析套管尾部电场分布情况，采用了两种不同的电场仿真计算方法，表面电荷法和有限元法。在对均压球表面场强进行详细计算的基础上，分析影响均压球表面场强的因素，着重对均压球圆倒角和表面绝缘覆盖厚度进行研究计算。同时结合制造的可行性，得出圆倒角和绝缘覆盖厚度的优化方案。结合均压球表面场强优化措施，该文献还对升高座直径进行了小型化的研究，借助于有限元法对升高座直径减小后的均压球表面电场变化情况进行了详细计算，同时运用油体积理论得到许用场强，保证具有足够的安全裕度。最后，将优化方案应用于实际kV变压器套管上，对套管分别进行单独试验和全装配在变压器后的绝缘试验。所有绝缘试验顺利通过，从侧面证明了本文研究的优化方案具有可靠性。该文献论述的均压球优化方案，从均压球圆倒角和表面绝缘包覆两方面进行，进而对升高座直径进行缩减，达到缩小升高座体积的目的，节约了制造成本，在解决实际问题的同时为今后相应电压等级套管升高座尺寸的选取具有一定的参考和指导意义。

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