CN101419856B - 直流复合支柱绝缘子及其伞裙结构 - Google Patents
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Abstract
一种直流复合支柱绝缘子，包括芯棒和芯棒的端部法兰，在芯棒上设置硅橡胶护套，硅橡胶护套上设置硅橡胶伞裙，该伞裙由若干直径相等的大伞及每两相邻大伞之间的一个小伞排列组成，相邻大伞伞间距为83～87毫米，平均伞伸出为58～79毫米。其通过改变大、小伞的伞伸出、伞间距，获得了直流污闪特性最优的复合支柱绝缘子的伞裙结构参数，该最优伞裙结构参数能直接应用于复合支柱绝缘子的设计和生产，使复合支柱绝缘子在相同的结构高度的条件下具有优异的耐污湿性能，并且能大大降低绝缘子伞裙材料的消耗。
Description
技术领域
本发明属于绝缘子制造技术领域，具体是一种直流复合支柱绝缘子及其伞裙结构。
背景技术
支柱绝缘子是电力系统中最为重要的元件之一，是换流站的重要组成部分，在电力系统中有着十分重要的地位。随着电压等级的不断提高，采用传统的瓷支柱绝缘子，势必会增加绝缘子的结构高度来增大爬电距离。然而对于生产厂家来说，生产制造出即满足外绝缘要求，又满足机械强度的瓷支柱绝缘子难度较大。复合绝缘材料因其外绝缘特性优于传统绝缘材料而越来越受到重视。
对于直流复合支柱绝缘子，目前研究多从运行经验出发，单纯的靠增加爬电距离来确保绝缘子的外绝缘性能。然而，对于特定结构高度的绝缘子，生产厂家可以通过改变支柱绝缘子的芯棒直径、伞间距和伞伸出来得到任意爬电距离的直流复合支柱绝缘子。但是与交流电压相比，直流电压下飘弧特性使得支柱绝缘子的外绝缘特性并不随着爬电距离的增加而线性增加，并且伞裙结构对直流复合支柱绝缘子的直流闪络特性影响很大，因此需要针对复合支柱绝缘子的伞裙参数进行系统的研究，提出直流外绝缘特性较优的复合支柱绝缘子伞裙结构设计。
目前国内外研究机构已在直流电压下，对不同伞裙结构的瓷支柱绝缘子的直流污闪特性进行了研究。由于硅橡胶表面具有良好的憎水迁移特性，使得复合支柱绝缘子染污表面的电弧发展特性与瓷支柱绝缘子相差很大，因此，两者的直流污闪特性差别很大，且复合支柱绝缘子的直流污闪特性明显优于瓷支柱绝缘子。但是到目前为止，不同伞裙结构参数条件下，复合支柱绝缘子直流污闪特性研究较少，不能给出污闪特性较优的复合支柱绝缘子参数，因此，复合支柱绝缘子伞裙结构参数优化设计领域尚属空白。
专利内容
为避免现有复合绝缘子存在的上述缺陷，本发明提供一种直流复合支柱绝缘子及其伞裙结构。它对伞裙结构的伞伸出、伞间距等参数进行了优化设计，以提高爬电距离的利用率以及单位绝缘高度的直流污闪电压，同时降低绝缘子伞裙材料的消耗。
本发明直流复合支柱绝缘子的伞裙结构由若干直径相等的大伞及每两相邻大伞之间的一个小伞排列组成，相邻大伞伞间距为83～87毫米，平均伞伸出为58～79毫米。
采用上述伞裙结构的直流复合支柱绝缘子，包括芯棒和芯棒的端部法兰，在芯棒上设置硅橡胶护套，硅橡胶护套上设置硅橡胶伞裙，该伞裙由若干直径相等的大伞及每两相邻大伞之间的一个小伞排列组成，相邻大伞伞间距为83～87毫米，平均伞伸出为58～79毫米。
本发明采用人工污秽法对复合支柱绝缘子伞裙结构参数对直流污闪电压的影响进行了研究，研究结果表明：合理的优化设计复合支柱绝缘子的伞裙结构参数，可较大程度提高直流污闪电压。伞裙结构参数优化设计不仅可提高爬电距离的利用率，还可较大程度地提高爬电比距，从而降低制造的技术难度。
本发明通过改变大、小伞的伞伸出、伞间距，获得了直流污闪特性最优的复合支柱绝缘子的伞裙结构参数，即相邻大伞伞间距为83～87毫米，平均伞伸出为58～79毫米。该最优伞裙结构参数可以直接应用于复合支柱绝缘子设计和生产，使复合支柱绝缘子在相同的结构高度的条件下具有优异的耐污湿性能，并且能大大降低绝缘子伞裙材料的消耗。
附图说明
图1为一直流复合支柱绝缘子实施例结构示意图；
图2为五种不同伞裙结构的直流复合支柱绝缘子试品的直流污闪特性曲线。
具体实施方式
以下结合本发明实施例详细说明。
图1所示直流复合支柱绝缘子采用了本发明优化设计的伞裙结构，图1中，P1为大伞伞伸出，P2为小伞伞伸出，S1为大伞伞间距S1，S2为相邻伞伞间距，P1和P2的均值Pav＝(P1+P2)/2为平均伞伸出。
该直流复合支柱绝缘子包括芯棒1和芯棒的端部法兰2，在瓷芯棒上设置硅橡胶护套3，硅橡胶护套3上带有硅橡胶伞裙4，该硅橡胶伞裙4由若干直径相等的大伞41及每两相邻大伞之间的一个小伞42排列组成，相邻大伞伞间距S1为83～87毫米，平均伞伸出Pav为58～79毫米。
本发明通过改变大、小伞的伞伸出、伞间距，来获得直流污闪特性最优的复合支柱绝缘子伞裙结构参数。其伞裙结构由若干直径相等的大伞及每两相邻大伞之间的一个小伞排列组成，相邻大伞伞间距S1为83～87毫米，平均伞伸出Pav为58～79毫米。
下面结合人工污秽试验对本发明作进一步说明。
1、平均伞伸出的影响
由于支柱绝缘子的直径相差较大，根据试品参数情况分成两类(大直径支柱绝缘子和小直径支柱绝缘子)进行比较讨论，其中，大直径、小直径是相对而言的，这样便于比较伞裙结构对污闪电压的影响。
五种不同伞裙结构的直流复合支柱绝缘子试品的参数见表1。
图2表示五种不同伞裙结构的直流复合支柱绝缘子试品的直流污闪特性曲线，横坐标表示盐密(单位mg/cm2)，纵坐标表示绝缘高度污闪电压(单位kV/m)，其中，标记有“■”、“●”、“
”、
及“◆”的曲线分别对应1#～5#试品的直流污闪特性曲线。
表1
(1)由表1可以看出，1#和5#两种复合支柱绝缘子的芯棒直径(带护套)分别为270mm和264mm，直径相对较大，但相差不大，对两者的污闪特性进行比较。
由图2可以看出，5#复合支柱绝缘子污闪特性明显高于1#，说明5#复合支柱绝缘子的参数设计比较合理，其大伞伸出P1为87mm，小伞伸出P2为70mm，平均伞伸出Pav为78.5mm，取其整数为79mm。
(2)由表1可以看出，2#、3#和4#三种复合支柱绝缘子的芯棒直径(带护套)分别为147mm、184mm和164mm，直径相对较小，但相差不大，对其污闪特性进行比较。
由图2可以看出，4#复合支柱绝缘子污闪特性高于2#、3#，说明4#复合支柱绝缘子的参数设计比较合理，其大伞伸出P1为68mm，小伞伸出P2为48mm，平均伞伸出Pav为58mm。
以上分析可以得出，当复合支柱绝缘子的平均伞伸出Pav为58mm～79mm时，其污闪特性较优。
2、伞间距的影响
由表1和图2可以看出，污闪特性最优的5#大直径支柱绝缘子和4#小直径支柱绝缘子的伞间距S1均为85mm，因此，当支柱绝缘子的伞间距S1的取值在83mm～87mm时，其污闪特性较优。
上述研究结果表明：合理的优化设计复合支柱绝缘子的伞裙结构参数，可较大程度提高直流污闪电压。伞裙结构参数优化设计不仅可提高爬电距离的利用率，还可较大程度地提高爬电比距，从而降低制造的技术难度。
Claims (2)
1.一种直流复合支柱绝缘子的伞裙结构，由若干大伞及每两相邻大伞之间的一个小伞排列组成，并且大伞的直径都相等，小伞的直径都相等，其特征是：采用人工污秽法建立复合支柱绝缘子伞裙结构参数对直流污闪电压影响的直流污闪特性曲线，进而优化确定的其伞裙结构参数为：相邻大伞伞间距为85毫米；平均伞伸出为78.5毫米，并且大伞伸出和小伞伸出的差值为17毫米。
2.采用权利要求1所述伞裙结构的直流复合支柱绝缘子，包括：芯棒和芯棒的端部法兰，在芯棒上设置硅橡胶护套，硅橡胶护套上设置硅橡胶伞裙，其特征是：该伞裙由若干大伞及每两相邻大伞之间的一个小伞排列组成，并且大伞的直径都相等，小伞的直径都相等，相邻大伞伞间距为85毫米，平均伞伸出为78.5毫米，并且大伞伸出和小伞伸出的差值为17；带护套的芯棒直径为264mm。
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