赵莉华, 蔡维哲, 黄小龙, 任俊文, 贾利川, 王 仲

(四川大学 电气工程学院， 成都 610065)

高压直流输电技术因自身低造价、高可靠性优势，已成为我国输电系统的关键组成部分，而换流变压器作为连接交流系统与直流系统的关键设备，其部件的损坏会直接影响系统的正常运行。作为支持换流变压器稳定运行的核心元件，套管保证了换流变压器进出线的绝缘并避免环境对导电杆造成损伤。换流变压器阀侧直流套管常采用干式复合绝缘(RIP)套管，该套管以铜/铝管为导电杆，环氧树脂浸纸电容芯子为主绝缘，空气侧采用硅橡胶外护套作为外绝缘，主绝缘与外绝缘之间填充SF6气体，油侧套管插入变压器油中[1]。这种干式套管的绝缘性能和阻燃性能相对优于油纸式绝缘套管，更适合用于高绝缘裕度要求的高压直流输电环境[2]，复合材料套管的抗拉、抗弯性能也优于传统的瓷套管[3]。

换流变压器阀侧套管通过安装法兰固定在变压器油箱的升高座上，如图1所示。安装法兰作为套管连接部位，同时也是套管结构的薄弱部位。工作状态下，换流变压器的绕组和铁心会周期性振动，这种振动会传导给阀侧套管，使阀侧套管受到振动载荷作用，相关研究测得换流变压器表面振动信号最大主频幅值约为1.9g、主要频率集中在100～400 Hz[4]。安装法兰承受着套管自重和变压器振动等复杂环境动力，在长期交变应力作用下易在局部高应力区出现细微裂纹，再由微小裂纹逐步扩展，最终出现疲劳破坏，造成换流变压器停运和巨大经济损失。……