CN101114538A - 一种复合绝缘子 - Google Patents

Abstract

本发明属于高电压技术领域，尤其涉及到高压输变电系统中的棒形悬式复合绝缘子。一种复合绝缘子，由芯棒、连接金具、绝缘橡胶护套和伞裙组成，其特征是：复合绝缘子上至少有一个“钟罩式”伞裙；“钟罩式”伞裙的主伞裙体的顶部与护套相连接，主伞裙体从顶部开始向下倾斜延伸，形成一个大于等于45毫米深度的下端敞开的内腔。本发明的一种复合绝缘子的部分或全部伞裙采用“钟罩式”伞裙，“钟罩式”伞裙的内表面不易受潮，能在湿润的气候环境抑制复合绝缘子表面的泄漏电流的增大和局部电弧的产生，提高复合绝缘子的老化性能和可靠性。

Description

一种复合绝缘子

技术领域

本发明属于高电压技术领域，尤其涉及到高压输变电系统中以垂直方式安装使用的复合绝缘子，特别是输变电线路中使用的棒形悬式复合绝缘子。

背景技术

复合绝缘子由芯棒、芯棒两端的连接金具、芯棒外包覆的绝缘护套和伞裙组成，新兴的复合绝缘子因其质轻高强、电性能好、易于维护等优点被电力系统广泛使用。现有的复合绝缘子的伞裙型式都是属于“上、下结构”，现有的伞裙的伞裙体是以中线为单一直线段的、有一定厚度的截面的回转体，伞裙体的顶部与护套相连接并以小于30°的倾斜角向外延伸，伞裙体的外绝缘表面由上表面和下表面构成，上/下表面的倾斜角一般为18°/10°，如邱志贤编著、中国电力出版社2006年出版的发行的《高压复合绝缘子及其应用》一书中的第二章第四节第5段《复合长棒形绝缘子的外绝缘设计》中论述的，以及浙江省电力公司编、中国电力出版社2003年2月第一版的《输电线路绝缘子运行技术手册》中的《附录G/高压线路用复合绝缘子使用导则》中提出了现有的复合绝缘子的伞裙具体的结构型式，《附录E/部分国产复合绝缘子技术数据》中也以图表方式列举了现有的复合绝缘子的结构型式。自然老化的复合绝缘子的寿命在30年以上，然而在实际运行中，由于局部外绝缘材料的加速老化，部分现有的复合绝缘子仅仅三、五年就严重老化，严重老化的复合绝缘子易于发生闪络、断裂的事故，直接影响了电网的安全运行，西安电瓷研究所主办的专业期刊《电瓷避雷器》2005年第4期《运行断裂的500KV棒形悬式复合绝缘子蚀损试验和电场计算分析》一文中提供了典型的复合绝缘子的外绝缘材料严重老化而导致线路故障的实例。所以，现有的复合绝缘子存在的问题是：复合绝缘子因局部外绝缘材料加速老化而寿命短，可靠性不高。

发明内容

针对上述现有复合绝缘子的问题，本发明的目的在于提供一种能改善外绝缘材料老化加速问题的复合绝缘子，提高复合绝缘子的可靠性和使用寿命。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种复合绝缘子，由芯棒、连接金具、绝缘橡胶护套和伞裙组成，其特征是：复合绝缘子上至少有一个“钟罩式”伞裙；“钟罩式”伞裙的主伞裙体是以1-20毫米厚度的、中线为非单一直线段的截面的回转体，主伞裙体顶部与护套相连接，主伞裙体从顶部开始向下倾斜延伸，形成一个大于等于45毫米深度的下端敞开的内腔。

所述的中线为非单一直线段的截面，其主伞裙体的轴向半剖截面的中线为一个弧线段或多个串连的弧线段形成的曲线段，部分弧线段的切线与水平线的夹角即倾斜角，大于等于60°。

所述的中线为非单一直线段的截面，其主伞裙体的轴向半剖截面的中线为由两段或两段以上的直线段相串连连接形成的弯折线段，相邻的直线段具有不同的倾斜角，相邻的直线段间以弧线段相过渡连接，部分直线段与水平线的夹角即倾斜角，大于等于60°。

所述的护套是由包覆在芯棒表面的内护套和套装在内护套外的与“钟罩式”伞裙的主伞裙体相连接的外护套组成。

所述的“钟罩式”伞裙的主伞裙体上有伸出的副伞裙体。

复合绝缘子的外绝缘材料的加速老化的原因是：处于高压电场中的复合绝缘子的沿面电压分布极不均匀，特别是连接高压导线的一端更是处于强电场区域，当复合绝缘子的外绝缘表面积污和受潮后，复合绝缘子的表面泄漏电流急剧加大，局部外绝缘表面还会产生电弧，使复合绝缘子的外绝缘材料的老化加速。现有的复合绝缘子的外绝缘表面的护套表面和伞裙体的上表面、下表面都完全暴露于空气气流中，而且伞裙体的上、下表面的倾斜角较小，一般小于30°，空气气流中的污秽物质容易吸附和沉积在外绝缘表面上；外绝缘表面积污的现有的复合绝缘子处于小雨、凝露、雾等湿润的气候环境中时，现有的复合绝缘子的外绝缘表面几乎是同时受潮，使现有的复合绝缘子的表面泄漏电流急速增大，甚至有局部电弧产生，加速局部外绝缘材料的老化；外绝缘表面积污的现有的复合绝缘子处于较大的降雨环境中时，滴落在下一片现有的伞裙的上表面的雨滴会产生向上的回溅，将溶解有污秽物质的水珠回溅到护套上和上一片现有的伞裙的下表面上，导致这些部位的湿润受潮，使现有的复合绝缘子的表面泄漏电流急速增大，甚至有局部电弧产生，加速局部外绝缘材料的老化；现有的复合绝缘子处于冬季寒冷地区时，由于现有的伞裙的倾斜角较小，现有的伞裙上易于积雪、结冰，在融雪、融冰时，溶解有污秽物质的冰水、雪水会引发现有的复合绝缘子的冰闪，会严重灼伤现有的复合绝缘子的外绝缘材料，加速局部外绝缘材料的老化。

避免复合绝缘子因表面泄漏电流急剧的加大而导致复合绝缘子的外绝缘材料加速老化，需要采取措施减少或避免复合绝缘子的外绝缘表面积污，或者减缓或避免复合绝缘子的外绝缘表面的同时受潮。本发明的一种复合绝缘子在局部或全部的外绝缘结构上使用了“钟罩式”伞裙，“钟罩式”伞裙的主伞裙体是以1-20毫米厚度、中线非单一直线段的截面的回转体，主伞裙体从顶部开始向下倾斜延伸，形成一个大于等于45毫米深度的下端敞开的内腔；主伞裙体部分表面的倾斜角大于等于60°。这种具有较深内腔的“钟罩式”伞裙的外绝缘表面由内表面和外表面组成，而且主伞裙体是以非单一直线段为截面的回转体，形成的内腔的容积较大，空气气流在通过“钟罩式”伞裙时，进入主伞裙体的内腔的气流会减速，使主伞裙体的内表面和部分护套的外绝缘表面上的积污减少，在处于如小雨、雾、凝露等湿润的气候条件下，主伞裙体的内表面和护套外绝缘表面的受潮较外表面缓慢，而且由于部分主伞裙体具有大于等于60°的倾斜角，有利于内表面的小水珠的聚合和滚落，保持主伞裙体的内表面有较大面积的干燥区，抑制本发明的复合绝缘子的表面泄漏电流的增大和局部电弧的产生；在本发明的一种复合绝缘子处于较大的降雨情况下，“钟罩式”伞裙的具有较大倾斜角的外表面上，特别是在具有大于60°倾斜角的外表面上，雨滴不会产生回溅的情况，能够保持受雨的“钟罩式”伞裙的上面一片伞裙的下表面或内表面以及护套的外绝缘表面的干燥，抑制本发明的复合绝缘子的表面泄漏电流的增大和局部电弧的产生；在冬季寒冷地区，由于本发明的复合绝缘子的“钟罩式”伞裙的主伞裙体倾斜角较大，其外绝缘表面上的积雪、积冰量较现有的复合绝缘子要少，而且“钟罩式”伞裙由柔性材料绝缘橡胶制成，“钟罩式”伞裙的主伞裙体具有一定的柔性，会在外力的作用下轻微摆动，在融雪、融冰的时候，很易于冰雪的滑落而避免本发明的复合绝缘子的冰闪的发生。

本发明的一种复合绝缘子的在“钟罩式”伞裙的主伞裙体上的伸出的副伞裙体具有增大复合绝缘子的爬电距离的作用；包覆芯棒的内护套和连接“钟罩式”伞裙的主伞裙体的外护套组成的护套结构有利于优化生产工艺，便于本发明的复合绝缘子的生产；“钟罩式”伞裙的主伞裙体的轴向半剖截面的中线为弧线段或曲线段和“钟罩式”伞裙的主伞裙体的半剖截面的中线为由两段或两段以上的直线段相串连连接形成的折线段，相邻的直线型段间以圆弧段过渡相连接，是本发明的两种优选的“钟罩式”伞裙结构。

综上所述，本发明的一种复合绝缘子上的“钟罩式”伞裙具有内表面积污量少且不易受潮的特点，能够在潮湿环境中保持较大面积的干燥区域，抑制本发明的复合绝缘子的表面泄漏电流的急剧增大和局部电弧的产生，使本发明的复合绝缘子的外绝缘材料不会加速老化，所以，本发明的一种复合绝缘子具有良好的老化性能，提高了复合绝缘子的可靠性。

附图说明

图1是一支现有的复合绝缘子的半剖结构示意图。

图2是现有的复合绝缘子上的一个现有的伞裙的半剖结构示意图。

图3是本发明的一种复合绝缘子上的一个”钟罩式”伞裙——弧型“钟罩式”伞裙的半剖结构示意图。

图4是本发明的一种复合绝缘子上的一个“钟罩式”伞裙——双直线型“钟罩式”伞裙的半剖结构示意图。

图5是本发明的一种复合绝缘子上的一个”钟罩式”伞裙——三直线大爬距型“钟罩式”伞裙的半剖结构示意图。

图6是一支本发明的一种复合绝缘子的局部半剖结构示意图。

图7是另一支本发明的一种复合绝缘子的半剖结构示意图。

图中：1-芯棒，2-连接金具，3-护套，4-伞裙体，5-内护套，6-外护套，7-主伞裙体，8-副伞裙体，9-端部密封层，10-双直线型“钟罩式”伞裙，11-三直线大爬距型“钟罩式”伞裙，12-内表面，13-外表面，14-下表面，15-上表面，16-现有的伞裙，17-弧型“钟罩式”伞裙。

具体实施方式

图6是一支本发明的一种复合绝缘子的结构示意图，该复合绝缘子的上部份采用了多个现有的伞裙，下部份采用两个如图3的弧型“钟罩式”伞裙串接，弧型“钟罩式”伞裙的主伞裙体的轴向半剖截面的中线是一个弧线段，部分弧线段的倾斜角大于60°，主伞裙体的内腔深度大于45毫米。图6的一支本发明的复合绝缘子是这样制造而得到的：1)使用弧型“钟罩式”伞裙专用模具分别模压成型两个如图3的硅橡胶材质的连接有外护套的弧型“钟罩式”伞裙，并清理检查；2)将清洁和干燥的芯棒放入整体式现有的伞裙、护套专用模具中，置于注射硫化机上，向模具型腔注入硅橡胶并硫化，模压成型本发明的复合绝缘子上部份的现有的伞裙、护套及下部份的内护套，并清理检查；3)依次将与两个弧型“钟罩式”伞裙连接在一起的外护套按顺序套装在内护套上，内护套与外护套间用粘接剂相粘连；4)分别将两个连接金具套装在芯棒的两端并用压接机将连接金具压装在芯棒上；5)采用端部密封层专用模具分别在两端的连接金具与护套间模压成型硅橡胶端部密封层；6)对产品清理并检查无缺陷后，即得到一支如图6的本发明的一种复合绝缘子。

图7的另一支本发明的一种复合绝缘子，该复合绝缘子仅具有3个如图5的三直线大爬距型“钟罩式”伞裙，三直线大爬距型“钟罩式”伞裙的主伞裙体的轴向半剖截面的中线是由三个直线段通过两个弧线段相连接形成的一个弯折线段，上一个直线段与外护套相连接，中间一个直线段的倾斜角大于60°，主伞裙体的内腔深度大于45毫米，主伞裙体上有两个向外伸出的副伞裙体。图7的另一支本发明的复合绝缘子是这样制造而得到的：1)使用内护套专用模具将清洁干燥的芯棒外模压成型一层橡胶内护套；2)使用三直线大爬距型“钟罩式”伞裙专用模具分别模压成型3个如图5的硅橡胶材质的连接有外护套的三直线大爬距型“钟罩式”伞裙，并清理和检查；3)依次将三个与三直线大爬距型“钟罩式”伞裙连接在一起的外护套按顺序套装在内护套上，内护套与外护套间用粘接剂相粘连；4)分别将两个连接金具套装在芯棒的两端并用压接机将连接金具压装在芯棒上；5)采用端部密封层专用模具分别在两端的连接金具与护套间模压成型硅橡胶端部密封层；6)清理并检查制造完成的复合绝缘子无缺陷，即得到一支合格的如图7的本发明的一种复合绝缘子。

图6和图7的两种本发明的复合绝缘子上的“钟罩式”异型伞裙可以按需要选择单独使用或者是组合使用弧型“钟罩式”伞裙、双直线型“钟罩式”伞裙或三直线大爬距型“钟罩式”伞裙，此外，凡是具有“主伞裙体是以中线为非单一直线段为截面的回转体，主伞裙体从顶部开始向下倾斜延伸，形成大于等于45毫米深度的下端敞开的内腔。”特征伞裙的复合绝缘子，都归于本发明要求保护的范围内。

Claims (6)

1.一种复合绝缘子，由芯棒、连接金具、绝缘橡胶护套和伞裙组成，其特征是：复合绝缘子上至少有一个“钟罩式”伞裙；“钟罩式”伞裙的主伞裙体是以1-20毫米厚度的、中线为非单一直线段的截面的回转体，主伞裙体顶部与护套相连接，主伞裙体从顶部开始向下倾斜延伸，形成一个大于等于45毫米深度的下端敞开的内腔。

2.根据权利要求1所述的一种复合绝缘子，其特征是：所述的中线为非单一直线段的截面，其主伞裙体的轴向半剖截面的中线为一个弧线段或多个串连的弧线段形成的曲线段，部分弧线段的切线与水平线的夹角即倾斜角，大于等于60°。

3.根据权利要求1所述的一种复合绝缘子，其特征是：所述的中线为非单一直线段的截面，其主伞裙体的轴向半剖截面的中线为由两段或两段以上的直线段相串连连接形成的弯折线段，部分直线段与水平线的夹角即倾斜角，大于等于60°。

4.根据权利要求3所述的一种复合绝缘子，其特征是：所述的两段或两段以上的直线段相串连连接，其相邻的直线段具有不同的倾斜角，相邻的直线段间以弧线段相过渡连接。

5.根据权利要求1所述的一种复合绝缘子，其特征是：所述的护套是由包覆在芯棒表面的内护套和套装在内护套外的与“钟罩式”伞裙的主伞裙体相连接的外护套组成。

6.根据权利要求1所述的一种复合绝缘子，其特征是：所述的“钟罩式”伞裙的主伞裙体上有伸出的副伞裙体。

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