CN101488383B - 一种抗冻雨绝缘子 - Google Patents

Abstract

一种抗冻雨绝缘子，涉及一种输送高压电用的能抗冻雨灾害的设施。其特点是：按照冻雨天气PTC涂层的表面发热状况或泄漏电流的大小，选用热敏保护点温度为5℃-15℃的正温度系数热敏电阻材料作为PTC涂层(7)，该热敏电阻材料为市售的PTC陶瓷材料，在绝缘子的绝缘件(4)的上、下表面覆盖PTC涂层(7)，该PTC涂层(7)的厚度尺寸沿绝缘件(4)的半径方向由内至外逐渐变小，厚度变化范围为0.25mm-0.05mm；PTC涂层(7)的外面均匀覆盖一层厚度为0.05mm的绝缘陶瓷涂层(9)，由此控制住冻雨天气中绝缘子的表面发热或泄漏电流，成为一种能抗冻雨的绝缘子。本发明工艺简单，成本低廉，在绝缘子的表面不会发生结冰的现象，从而避免由于冻雨对电力系统造成的损失。

Description

一种抗冻雨绝缘子

技术领域

一种抗冻雨绝缘子，涉及一种输送高压电用的能抗冻雨灾害的设施。

技术背景

冻雨是初冬或冬末春初时节见到的一种天气现象。当地面温度接近或低于零度时，空中由暖湿气流形成的雨滴下落时碰到地面上的物体时产生冻结现象，这就是冻雨。如果这种冻雨发生在高电压送电用的绝缘子上，结冰的区域会随时间逐渐积累起来。以悬式绝缘子为例，当各个绝缘子上的结冰区域积累到将各个绝缘子连接起来的时候，绝缘子表面的闪络放电现象随即就发生了，即“冰闪”。在闪络放电发生时，供电系统的自动保护装置就会自动切断回路停止供电。在高压供电线路由于闪络放电而停止供电以后，本来处于工作状态的输电线不再发热，这时下落在输电线上的雨滴也开始发生冻结现象。冻雨发生的时间越长，冻结在输电线上的冰凌就越多越重，以至最后导致电线杆压垮倒地，俗称“垮杆”，造成重大的损失。因此，在输送高压电设施的绝缘子设计中，设计一种能抗冻雨的绝缘子显得十分重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单，能够克服冻雨灾害的绝缘子，用本发明的绝缘子能解决高电压送电用的绝缘子上因冻雨引起的“垮杆”问题。

为了达到上述目的，本发明在原有绝缘子结构的基础上，通过将悬式绝缘子的表面上施以正温度系数(positive temperature coefficient，PTC)热敏电阻材料，正温度系数热敏电阻是一种典型具有温度敏感性的半导体电阻，超过选定的温度(居里温度)时，它的电阻值随着温度的升高呈阶跃性的增高。当绝缘子处于工作状态时，绝缘子的表面有微小的电流流过，所以绝缘子的表面会保持一定的温度，这样在绝缘子的表面就不会发生结冰的现象，从而可以避免由于冻雨对电力系统造成的损失。具体结构如下：包括绝缘件，绝缘件外面头部罩有的帽，通过弹性销将绝缘件和帽两者连接成一体，绝缘件内设有销接头，销接头上部设有纸垫，通过绝缘件外面与帽之间的空隙，以及绝缘件内部与销接头之间的空隙中设有的硅酸盐水泥，将绝缘件、帽和销接头三者固定连接，其特征是：在绝缘件的上、下表面覆盖PTC涂层，该PTC涂层的厚度沿绝缘件的半径方向由内至外逐渐变薄，PTC涂层的厚度变化范围为0.25mm-0.05mm，该PTC涂层是市售的PTC陶瓷材料，该PTC陶瓷材料是热敏保护点温度为5℃-15℃的正温度系数热敏电阻材料；PTC涂层的外面均匀覆盖一层厚度为0.05mm的绝缘陶瓷涂层，以消除PTC涂层对绝缘子表面闪络性能产生的影响。由此控制住冻雨天气中绝缘子的表面发热或泄漏电流，成为一种能抗冻雨的绝缘子。本发明的涂层的阻值大小控制在能够保证绝缘子的绝缘性能并且不影响绝缘子的表面闪络性能，涂层中的发热功率大约控制在10-100瓦以内。

对于悬式绝缘子，PTC涂层可以看成是环状阻抗带，通过控制PTC涂层厚度的逐渐变化使阻抗带沿半径方向均匀分布。当PTC涂层处于工作状态时，由于阻抗带均匀分布，PTC涂层上各处的发热功率也相同，这时由于PTC涂层是PTC陶瓷材料，按照PTC陶瓷材料的特性，涂层上的阻抗会随着发热增加较为明显，当涂层温度达到该PTC陶瓷材料热敏温度点时，PTC涂层上的阻抗呈数量级增长，泄露电流就同时呈数量级减少，这时涂层的发热功率就大大减少，从而达到利用PTC涂层热敏特性很好地控制发热量。

本发明具有如下优点和效果：

1.由于本发明在原有的绝缘子的表层上施以PTC涂层，因此，在绝缘子的表面就不会发生结冰的现象，从而可以避免由于冻雨对电力系统造成的损失。

2.由于表面釉层使用的是热敏保护点温度为5℃-15℃的正温度系数热敏电阻材料，所以在夏季气温较高的时候，表面通过的电流就较小，不会造成表面釉层过热对绝缘子造成损坏。

3.本发明的悬式绝缘子PTC涂层厚度沿绝缘件的半径方向由内至外逐渐变薄，可以看成是阻抗均匀分布的环状阻抗带，PTC涂层各处具有相同的发热功率，PTC涂层表面各处具有相同的温度，因此，同样可以避免由于冻雨对电力系统造成的损失。

4.在PTC涂层的表面涂有绝缘陶瓷层，可以消除由于PTC涂层的引入对绝缘子的闪络性能造成的影响。

5.本发明工艺简单，成本低廉。

附图说明

图1为本发明的结构示意图

图2为本发明的悬式绝缘子的结构示意图

图中

1-弹性销；2-纸垫；3-硅酸盐水泥；4-绝缘件；5-销接头；6-帽；7-PTC涂层；8-裙；9-绝缘陶瓷涂层。

具体实施方式

实施例1

请参阅图1。按照冻雨天气PTC涂层的表面发热状况或泄漏电流的大小，选择用热敏保护点温度为5℃-15℃的正温度系数热敏电阻材料市售的PTC陶瓷材料作为PTC涂层7，通过喷涂的办法在绝缘子的绝缘件4的上下层表面覆盖有PTC涂层7，涂层厚度沿绝缘件4的半径方向由内至外逐渐变薄，，厚度变化范围约为0.25mm-0.05mm。通过这个PTC涂层7，可以将弹性销1和销接头5连起来。PTC涂层7的电流由弹性销1和销接头5之间的电势差及PTC涂层7的温度决定。当PTC涂层7温度小于所选用材料的热敏温度时，电流较大，PTC涂层7温度上升，当温度上升至热敏温度时，热敏层的电阻急速增加，PTC涂层7中的电流就会迅速降低，这时涂层的温度就不会继续上升，从而起到一个保护作用，使原有的绝缘子具有抗冻雨灾害的功能。为消除PTC陶瓷涂层对绝缘子表面闪络性能产生可能的影响，在PTC涂层上通过高温喷涂的办法从帽6下边缘a开始沿绝缘件4的裙8的边缘直至b点在PTC陶瓷7上均匀覆盖一层厚度为0.05mm的绝缘陶瓷涂层9。

实施例2

请参阅图2。为了使原有的绝缘子具有抗冻雨灾害的功能，可以选择热敏保护点温度为10℃左右的PTC陶瓷作为涂层材料。通过高温喷涂的办法从绝缘子的帽6下边缘a开始沿绝缘件4的裙8的边缘直至b点，喷涂正温度系数热敏材料PTC涂层7，涂层厚度沿绝缘件4的半径方向由内至外逐渐变薄，厚度变化范围约为0.25mm-0.05mm。通过这个PTC涂层7，可以将绝缘子的金属的帽6和销接头5连起来。PTC涂层7的电流由弹性销1和销接头5之间的电势差及PTC涂层7本身的温度决定。当PTC涂层7温度小于所选用材料的热敏温度时，电流较大，PTC涂层7温度上升，当温度上升至热敏温度时，组成PTC涂层7的热敏层的电阻急速增加，PTC涂层7中的电流就会迅速降低，这时PTC涂层7的温度就不会继续上升，从而起到一个保护作用。为消除PTC陶瓷涂层对绝缘子表面闪络性能产生的影响，在PTC涂层7上通过高温喷涂的办法在PTC涂层7上均匀覆盖一层厚度为0.05mm的绝缘陶瓷涂层9。

Claims (1)

1.一种抗冻雨绝缘子，包括绝缘件(4)，绝缘件(4)外面头部罩有的帽(6)，通过弹性销(1)将两者连接成一体，绝缘件(4)内设有销接头(5)，销接头(5)上部设有纸垫(2)，通过绝缘件(4)与帽(6)之间，以及绝缘件(4)与销接头(5)之间共两处的空隙中设有的硅酸盐水泥(3)将帽(6)、绝缘件(4)、销接头(5)三者固定连接，其特征在于：在绝缘件(4)的上、下表面覆盖正温度系数涂层(7)，该正温度系数涂层(7)的厚度尺寸沿绝缘件(4)的半径方向由内至外逐渐变小，厚度变化范围为0.25mm-0.05mm，该正温度系数涂层(7)是市售的正温度系数陶瓷材料，该正温度系数陶瓷材料是热敏保护点温度为5℃-15℃的正温度系数热敏电阻材料；正温度系数涂层(7)的外面均匀覆盖一层厚度为0.05mm的绝缘陶瓷涂层(9)。

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