CN102290161B - 构架式支柱复合绝缘子 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种构架式支柱复合绝缘子，由至少2个绝缘子单元连接而成，绝缘子单元包括有1块连接板和至少1根绝缘子主体，绝缘子主体包括芯棒、包裹于芯棒外的复合绝缘硅橡胶伞裙套、分别连接于芯棒两端的上端金具法兰和下端金具法兰，第一绝缘子单元包括一根绝缘子主体和下端连接的第一连接板；第二绝缘子单元包括2～6个绝缘子主体和下端连接的第二连接板。本发明突出的实质性特点和显著的进步有：1、抗弯能力强，最大抗弯负荷可达20kN，适用于超高压等级以上的电力系统；2、本发明为组装式结构，可分散运输，避免运输途中受损，运输和安装方便；3、绝缘子主体由现有成熟的生产工艺制作，生产成本低。

Description

构架式支柱复合绝缘子
技术领域
本发明涉及高压输变电站系统中支柱复合绝缘子。
背景技术
支柱绝缘子广泛用于发电厂和变电站的输电线路上，用来支持和固定输电线路，并使输电线路与地绝缘。为满足我国经济发展的需要，越来越多的超高压（330kV以上）输变电站建成，这类电力系统中的输电线路电压高、重量重，要求起支撑和绝缘作用的支柱绝缘子必须具备优良的耐压和高抗弯能力（高抗弯负荷），目前主要采用支柱瓷绝缘子，它是传统的绝缘子产品，以陶瓷为绝缘材料，能够满足耐超高压和高抗弯的要求，但是存在以下缺陷：1、耐污染能力很差，长时间暴露后其陶瓷的绝缘表面会附着灰尘等，一旦天气潮湿或者下雨，陶瓷表面就会被水侵润，憎水性降低，容易发生闪络；2、体积大、重量重、制造困难、成本高；3、存在脆性破坏，运输、安装、维护费用高。特别是受其耐污染能力差的限制，随着经济的发展，大气污染加重，支柱瓷绝缘子已很难满足环境需求了。
复合绝缘子作为新一代绝缘子产品，其主体通常由芯棒、包裹于芯棒外的复合绝缘硅橡胶套和两端具有的金具或法兰组成，克服了瓷绝缘子产品的缺陷，具有重量轻、不易破碎、耐污性能好、无零值检测问题等众多优点，已广泛应用于我国的电力系统中，特别是在环境污秽严重的地区。复合绝缘子的芯棒通常采用等径实心的环氧玻璃纤维缠绕管，起抗弯作用，其直径越大，赋予复合绝缘子的抗弯能力越强，但是，受现有复合绝缘子芯棒制造工艺的限制，芯棒直径一般只能做到150mm，由该尺寸的芯棒制得的复合绝缘子的抗弯能力有限，只能适用于220kV以下的电压等级，无法应用于高于220kV的超高压等级。
发明内容
本发明目的是解决现有支柱复合绝缘子抗弯能力差，无法适用于超高压电力系统的问题，提出一种构架式支柱复合绝缘子，其抗弯能力强，最大抗弯强度（抗弯负荷）可达到20kN，各项常规性能也符合要求，可稳定的应用于超高压甚至特高压的电力系统中。
本发明通过以下技术方案实现：
一种构架式支柱复合绝缘子，由至少2个绝缘子单元连接而成，绝缘子单元包括有1块连接板和至少1根绝缘子主体，绝缘子主体包括有芯棒、包裹于芯棒外的复合绝缘硅橡胶伞裙套、分别连接于芯棒两端的上端金具法兰和下端金具法兰，绝缘子主体的芯棒直径为50～150mm，其特征在于：
第一绝缘子单元，第一绝缘子单元包括一根绝缘子主体和第一连接板，该绝缘子主体的下端金具法兰连接于第一连接板的中心；
第二绝缘子单元，第二绝缘子单元包括2～6个等长的绝缘子主体和第二连接板，其每个绝缘子主体的下端金具法兰连接于第二连接板上，其每个绝缘子主体的上端金具法兰连接于第一绝缘子单元的第一连接板上将第一绝缘子单元延长连接；
第二绝缘子单元的绝缘子主体的两端金具法兰分别成直线、正三角形或正多边形分布于第一连接板和第二连接板上，第一连接板和第二连接板的中心到绝缘子主体的中心线距离为100～500mm。
优化方案，为了使复合绝缘子具有足够高度，还可增加第三绝缘子单元，第三绝缘子单元包括2～6个等长的绝缘子主体和第三连接板，其每个绝缘子主体的下端金具法兰连接于第三连接板上，其每个绝缘子主体的上端金具法兰连接于第二绝缘子单元的第二连接板上将第二绝缘子单元延长连接。
第三绝缘子单元的绝缘子主体的两端金具法兰分别成直线、正三角形或正多边形分布于第二连接板和第三连接板上，第二连接板和第三连接板的中心到绝缘子主体的中心线距离为100～500mm。
进一步优化方案，第一绝缘子单元的绝缘子主体上端金具法兰连接有均压环。
在满足耐超高压的前提下，本发明利用第二绝缘子单元和第三绝缘子单元的绝缘子主体合理的几何分布，克服了单个复合绝缘子主体抗弯强度弱的缺陷，有效提高了复合绝缘子的机械强度，保证了超高压电线与地面的距离；使用过程中，第一绝缘子单元的绝缘子主体直接接触超高压系统，在此单元的复合绝缘子主体的上端金具法兰上安装均压环，有助于均匀超高电压（电场）在金具上的分布，使复合绝缘子受压均匀，避免过高电压损坏绝缘子主体；本发明中可根据安装环境中的电压等级，通过合理的绝缘子主体数量和组合方式来满足不同需要，主要用于330kV以上超高压和特高压的输变电系统中的电线上，还可应用于该系统中隔离开关、阻波器等设备的支撑和绝缘。
本发明具有以下突出的实质性特点和显著的进步：
1、抗弯能力强，最大抗弯负荷达到20kN，适用于超高压等级以上的电力系统，可取代支柱瓷绝缘子，具有耐污能力强的特点；
2、本发明为组装式结构，可分散运输，避免运输途中受损，运输和安装方便；
3、本发明的绝缘子主体由现有成熟的生产工艺制作，生产成本低。
附图说明
图1为本发明（两段式）结构示意图。
图2为绝缘子主体结构示意图。
图3为绝缘子单元结构示意图。
图4为本发明（三段式）结构示意图。
具体实施方式
实施例一
参考图1和图2，一种构架式支柱复合绝缘子，由第一绝缘子单元10和第二绝缘子单元20连接而成。
第一绝缘子单元10包括一根绝缘子主体1和第一连接板2，绝缘子主体1由芯棒和包裹于芯棒外的复合绝缘硅橡胶伞裙套组成，绝缘子主体1的芯棒直径为50～150mm，绝缘子主体1的两端分别具有上端金具法兰11和下端金具法兰12；
绝缘子主体1的下端金具法兰12连接于第一连接板2的中心，绝缘子主体1上端金具法兰11连接有均压环3；
第二绝缘子单元20包括3根绝缘子主体1（可以根据需要设计绝缘子主体1的数量为2～6根）和第二连接板4，其每个绝缘子主体1的下端金具法兰12连接于第二连接板4上，其每个绝缘子主体1的上端金具法兰11连接于第一绝缘子单元10的第一连接板2上将第一绝缘子单元10延长连接，3个绝缘子主体1的两端金具法兰成正三角形均布于第一连接板2和第二连接板4。
本实施例的复合绝缘子可根据多种电压等级的需要来设计，在满足爬电距离的同时，使本实施例的复合绝缘子具有足够的抗弯负荷，以保证复合绝缘子的干弧距离，由于复合绝缘子的各项性能是根据电力系统所在环境设计安装的，受环境的污染程度、当地气候条件和周围建筑物或者高树、高山等影响很大，本实施例仅列出适用于500 kV电压的复合绝缘子的部分参数。
见表1。
Figure 226895DEST_PATH_IMAGE002
实施例二
结合参考图3和图4，一种构架式支柱复合绝缘子，由第一绝缘子单元10、第二绝缘子单元20和第三绝缘子单元30连接而成。其中第一绝缘子单元10和第二绝缘子单元20的连接与实施例一相同。
第三绝缘子单元30包括3根绝缘子主体1（可以根据需要设计绝缘子主体1的数量为2～6根）和第三连接板5，其每个绝缘子主体1的下端金具法兰12连接于第三连接板5上，其每个绝缘子主体1的上端金具法兰11连接于如图1的第二连接板4上将第二绝缘子单元20延长连接，3个绝缘子主体的金具法兰成正三角形均布于第二连接板4和第三连接板5。本实施例以适用于500 kV电压的复合绝缘子为例，设计参数见表2。
Figure 2011101575002100002DEST_PATH_IMAGE003

Claims (3)

1.构架式支柱复合绝缘子，由至少2个绝缘子单元连接而成，绝缘子单元包括有1块连接板和至少1根绝缘子主体，绝缘子主体包括芯棒、包裹于芯棒外的复合绝缘硅橡胶伞裙套、分别连接于芯棒两端的上端金具法兰和下端金具法兰，绝缘子主体的芯棒直径为50～150mm，其特征在于：
第一绝缘子单元，第一绝缘子单元包括一根绝缘子主体和第一连接板，该绝缘子主体的下端金具法兰连接于第一连接板的中心；
第二绝缘子单元，第二绝缘子单元包括3～6个等长的绝缘子主体和第二连接板，其每个绝缘子主体的下端金具法兰连接于第二连接板上，其每个绝缘子主体的上端金具法兰连接于第一绝缘子单元的第一连接板上将第一绝缘子单元延长连接；
第二绝缘子单元的绝缘子主体的上端金具法兰和下端金具法兰分别成正三角形或正多边形分布于第一连接板和第二连接板上，第一连接板和第二连接板的中心到绝缘子主体的中心线距离为100～500mm。
2.根据权利要求1所述的构架式支柱复合绝缘子，其特征在于：还包括第三绝缘子单元，第三绝缘子单元包括3～6个等长的绝缘子主体和第三连接板，其每个绝缘子主体的下端金具法兰连接于第三连接板上，其每个绝缘子主体的上端金具法兰连接于第二绝缘子单元的第二连接板上将第二绝缘子单元延长连接；
第三绝缘子单元的绝缘子主体的上端金具法兰和下端金具法兰分别成正三角形或正多边形分布于第二连接板和第三连接板上，第二连接板和第三连接板的中心到绝缘子主体的中心线距离为100～500mm。
3.根据权利要求1或2所述的构架式支柱复合绝缘子，其特征在于：第一绝缘子单元的绝缘子主体上端金具法兰连接有均压环。
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