CN101567238A - 直流棒形支柱瓷绝缘子 - Google Patents
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Abstract
本发明属于支柱瓷绝缘子技术领域，具体涉及的是用于±800kV特高压直流输电工程且能支持平波电抗器、母线支柱及开关支柱等设备的棒形支柱瓷绝缘子，其特点是它由6节等高的瓷元件组成；每个瓷元件均由瓷件和上、下法兰通过水泥胶合剂胶装而成，各瓷元件之间通过法兰紧固连接。其伞形可采用一大伞一中伞一小伞或一大伞二小伞、伞下无棱的耐污型光伞结构，外表面喷涂PRTV涂层。使本发明即保持了瓷绝缘子强度高、绝缘性能好、不易老化的特性，又可通过喷涂使其具有良好的耐污性，且总高度可降至10000－12000mm。保证了输电系统的安全可靠性以及绝缘子长期运行的可靠性。是±800kV特高压直流输电工程中最好的绝缘和机械支撑材料。
Description
一、技术领域
本发明属于支柱瓷绝缘子技术领域，具体涉及的是能适用于±800kV特高压直流输电工程、抗弯强度达到12.5kN的直流棒形支柱瓷绝缘子，主要用于国家电网公司±800kV特高压直流输电工程换流站中对平波电抗器设备、母线支柱、开关支柱等的绝缘和机械支撑作用。
二、背景技术
我国特高压直流输电工程规模日趋庞大，其设备的安全可靠性是十分重要的。在特高压直流输电系统中支柱绝缘子的使用量非常大，在很大程度上决定输电系统的绝缘水平，决定输电系统的安全可靠性。我国直流输电中现有为±500kV直流输电工程，国外最高为±600kV直流输电工程。随着我国输电工程电压等级不断提高，以及我国电力发展的需要，为了满足远距离输电的需要，国家电网公司发展了±800kV特高压输电工程。目前，适用于±800kV特高压输电工程用的直流棒形支柱绝缘子的材料和结构有几种方案：一种是瓷支柱，一种是环氧芯棒复合棒形支柱，第三种是瓷芯棒复合外套棒形支柱，第四种是空心复合支柱内充SF6气体或填充泡沫。后三种复合支柱绝缘子的优点是外绝缘用硅橡胶材料，污秽性能好，支柱整体高度可降下来。瓷支柱绝缘子若按54mm/kV设计，其总高达13m以上，影响其机械强度，生产制作工艺也无法完成。复合支柱绝缘子与瓷绝缘子相比，一是复合绝缘子老化劣化严重，其老化速度十分快；二是复合绝缘子产品强度低、刚性差、易产生弯曲变形，特别是抗压强度非常低，不适用于支持高度很大、很重的物体；三是复合绝缘子抗扭强度低，且易产生扭转变形；四是复合绝缘子易存在绝缘主体内部介面问题，其内部绝缘强度低，担心陡波冲击损坏和界面老化，也担心长期承载所产生的蠕变，更担心密封漏气；五是用复合支柱产品，支持结构复杂，安装更换麻烦；六是复合绝缘子在老化劣化后需要进行大规模更换。因此，适用于该工程的支柱瓷绝缘子的研究成为本领域科技人员攻关的课题。
三、发明内容
本发明的目的是提供一种适合于±800kV特高压直流输电工程用棒形支柱瓷绝缘子，使其即保持了瓷绝缘子强度高、绝缘性能好、不易老化的特性，又可在瓷表面通过喷涂使其具有良好的耐污性，且总高度可降至10000-12000mm，解决了背景技术中存在的上述不足。
本发明是这样实现的：用于±800kV特高压直流输电工程且能支持平波电抗器、母线支柱及开关支柱等设备的棒形支柱瓷绝缘子，包括伞形瓷元件；其特点是该瓷绝缘子由6节等高的瓷元件组成；每个瓷元件均由瓷件和上、下法兰通过水泥胶合剂胶装而成，各瓷元件之间通过法兰紧固连接。
所述瓷元件的伞形设计采用二种方案。方案一：各瓷元件的伞形均采用一大伞一中伞一小伞、伞下无棱的耐污型光伞结构，其外表面喷涂有PRTV涂层。方案二：各瓷元件的的伞形均采用一大伞二小伞、伞下无棱的光伞结构，其外表面喷涂有PRTV涂层。由上述方案构成的棒形支柱瓷绝缘子总体长度A为10000-12000mm之间。
本发明选用高强度瓷材料，与其它支柱绝缘子相比，具有很多优势：一是我国制瓷有两千多年的历史，积累了大量的经验，我们抚瓷也有70多年的电瓷生产历史，实践证明瓷材料有巨大的生命力；二是瓷是无机材料，老化速度十分缓慢，高强度瓷可以认为其老化速度接近0，不担心老化劣化问题；三是有十分成熟的工艺技术和装备，特别是等静压干法成形的支柱产品具有强度高、分散性小、产品尺寸精度高、生产周期短、合格率高的优点，是十分成熟的技术，产品总高度可降至10000-12000mm；四是产品强度高、刚性强、不易产生弯曲变形，特别是瓷抗压强度非常高，适用于支持高度很大、很重的物体；五是抗扭强度高，可达20kN以上，因此不易产生扭转变形；六是电瓷产品不存在绝缘主体内部介面问题，其内部绝缘强度高，不担心陡波冲击损坏和界面老化，也不担心长期承载所产生的蠕变，更不担心密封漏气；七是用电瓷支柱产品，支持结构简单；八是国内外有±500kV及以上电压等级的瓷支柱绝缘子使用经验，是成熟的产品和技术，没有风险；九是电瓷支柱上喷一层PRTV不仅完全与硅橡胶套耐污性能一样，更主要的是可以重复喷涂，不需要进行大规模更换；十是瓷支柱喷涂PRTV可以在工厂内进行，喷涂条件和环境好，喷涂质量相当高，外观非常美观。因此，本发明是±800kV特高压直流输电工程中最好的绝缘和机械支撑材料。
四、附图说明
图1为本发明的实施例一的结构示意图；
图2为图1的伞形结构示意图；
图3为本发明的实施例二的结构示意图；
图4为图3的伞形结构示意图。
五、具体实施方式
实施例一：如图1所示，该棒形支柱瓷绝缘子由6节等高的瓷元件构成。其中上3节瓷元件由瓷件2和上、下法兰通过水泥胶合剂胶装而成，瓷件2的主体径φC为250-280mm，均可选择270mm，最大伞径为462mm；下3节瓷元件由瓷件6和上、下法兰通过水泥胶合剂胶装而成，瓷件6的主体径φD为280-320m，均可选择为300mm，最大伞径为φ492mm。最上端的法兰1采用OCr18Ni12防磁不锈钢材质，其余法兰3和法兰5选用QT450-10材质，上述法兰安装孔中心距-孔数-孔径为φ450-12-φ22mm。上述各节瓷元件的伞形均采用1大伞1中伞1小伞、伞下无棱的耐污型光伞结构，外表面喷涂PRTV(电力设备外绝缘用持久性防污闪复合涂料)涂层。图2中给出了大伞伸出值F为95-100mm，均可选择为96mm；中伞伸出值G为75-80mm，均可选择为76mm。小伞伸出值H为58-65mm，均可选择为60mm。大、中、小伞的伞上倾角I为12°-18°，均可选择为15°；大、中、小伞的伞下倾角J为3°-9°，均可选择为6°。伞间距E为110-130mm，均可选择为120mm。该棒形支柱瓷绝缘子的总长度A为10000-1200mm，各节长度B为1667-2000mm。A选择为10000mm时，B应选择为1667mm；A选择为12000mm时，B应选择为2000mm。
实施例二：如图3所示，该棒形支柱瓷绝缘子由6节等高的瓷元件构成。其中上3节瓷元件7和上、下法兰通过水泥胶合剂胶装而成，瓷件7的主体径φC为250-280mm，均可选择270mm，最大伞径为460mm；下3节瓷元件由瓷件8和上、下法兰通过水泥胶合剂胶装而成，瓷件8的主体径φD为280-320mm，均可选择为300mm，最大伞径为φ490mm。最上端的法兰1采用OCr18Ni12防磁不锈钢材质，其余法兰3和法兰5选用QT450-10材质，上述法兰安装孔中心距、孔数、孔径同实施例1。上述各节瓷件7和瓷件8的伞形均采用1大伞2小伞、伞下无棱的耐污型光伞结构，外表面喷涂PRTV涂层。图4中给出了大伞伸出值F为95-100mm，均可选择为95mm；小伞伸出值H为62-68m，均可选择为65mm。伞上倾角I为12°-18°，均可选择为15°；伞下倾角J为3°-9°，均可选择为6°。伞间距E为110-130mm，均可选择为120mm。该棒形支柱瓷绝缘子的总长度A为10000-1200mm，各节长度B为1667-2000mm。A选择为10000mm时，B应选择为1667mm；A选择为12000mm时，B应选择为2000mm。
本发明产品性能如下：
(1)额定电压：±816kV；
(2)标称电压：±800kV；
(3)产品代号：229854、229855；
(4)弯曲破坏负荷不小于12.5kN，扭转破坏负荷不小于20kN·m；
(5)爬电距离：36720-39171mm，爬电比距：45-48mm/kV；
(6)瓷质外表面涂PRTV涂层；
(7)雷电冲击干耐受电压：3200kV(峰值)；
(8)操作冲击湿耐受电压：1950kV(峰值)；
(9)直流湿耐受电压(60min)：1224kV；
(10)无线电干扰电压：≤500μV；
(11)在900kV电压下人工污秽：盐密：0.08mg/cm2，灰密：0.5mg/cm2±800kV直流棒形瓷绝缘子在输电系统中提高了绝缘水平，保证了输电系统的安全可靠性以及绝缘子长期运行的可靠性。是±800kV特高压直流输电工程中最好的绝缘和机械支撑材料。
Claims (9)
1、一种直流棒形支柱瓷绝缘子，包括伞形瓷元件；其特征是：该瓷绝缘子由6节等高的瓷元件组成；每个瓷元件均由瓷件和上、下法兰通过胶合剂胶装而成，各瓷元件之间通过法兰紧固连接。
2、根据权利要求1所述的直流棒形支柱瓷绝缘子，其特征是：所述的瓷元件的伞形均采用1大伞1中伞1小伞、伞下无棱的光伞结构。
3、根据权利要求1或2所述的直流棒形支柱瓷绝缘子，其特征是：所述的瓷元件外表面喷涂有PRTV涂层。
4、根据权利要求1或2所述的直流棒形支柱瓷绝缘子，其特征是：该瓷绝缘子的总长度A为10000-12000mm。
5、根据权利要求2所述的棒直流棒形支柱瓷绝缘子，其特征是：所述的大伞伸出值F为95-100mm；中伞伸出值G为75-80mm；小伞伸出值H为58-65mm；大、中、小伞的伞上倾角I为12°-18°；大、中、小伞的伞下倾角J为3°-9°；伞间距E为110-130mm。
6、根据权利要求1所述的棒直流棒形支柱瓷绝缘子，其特征是：所述的瓷元件的伞形均采用1大伞2大伞、伞下无棱的光伞结构。
7、根据权利要求6所述的直流棒形支柱瓷绝缘子，其特征是：所述的瓷元件外表面喷涂有PRTV涂层。
8、根据权利要求6所述的直流棒形支柱瓷绝缘子，其特征是：该瓷绝缘子的总长度A为10000-12000mm。
9、根据权利要求6所述的直流棒形支柱瓷绝缘子，其特征是：所述的大伞伸出值F为95-100mm；小伞伸出值H为62-68m；大、小伞的伞上倾角I为12°-18°；大、小伞的伞下倾角J为3°-9°；伞间距E为110-130mm。
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