CN103219103B - 特高压直流双节复合绝缘子及其金具与芯棒的压接方法 - Google Patents

Abstract

特高压直流双节复合绝缘子，涉及一种高压输电线路用复合绝缘子，其结构包括两支单节复合绝缘子和中间连接件，每支单节复合绝缘子包括芯棒、伞裙和两个金具，金具包括连接环和用于套接芯棒的的压接管，压接管的封闭端与连接环连接，压接管设置有压接部，两个金具的压接管分别套接并采用1.8mm～1.95mm的压缩量压接于芯棒的两端，压接时从压接管的封闭端往另一端分八次进行压接。本发明的绝缘子的金具具有新设计的结构，同时在金具与芯棒的压接中使用了新的压接方法，从而使本发明的绝缘子的抗拉强度达到1000kN以上，满足苛刻的运行条件，稳定运行在±1100kv及以上的特高压电压等级的输电线路上。

Description

特高压直流双节复合绝缘子及其金具与芯棒的压接方法

技术领域

本发明涉及一种高压输电线路用复合绝缘子，具体涉及一种特高压直流双节复合绝缘子及其金具与芯棒的压接方法。

背景技术

在±1100kv电压等级的特高压输电线路中，对绝缘子的电气性能有着非常高的要求，由于特高压直流输电线路在运行中存在静电吸附、电弧电流无过零点等情况，导致对绝缘子的外绝缘泄漏距离要求非常苛刻，而要满足绝缘子具备足够长的外绝缘泄漏距离，±1100kV特高压直流绝缘子的长度往往长达十几米，绝缘子本身的重量很重，同时±1100kv的电压等级对绝缘子的机械强度特别是抗拉强度要求也很高，因此应用于这个电压等级的绝缘子必须具备很高的机械性能，现有的绝缘子不能达到要求。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中的上述不足，提供一种抗拉强度大，机械性能达标可稳定运行于±1100kv特高压电压等级的输电线路的特高压直流双节复合绝缘子及其金具与芯棒的压接方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

特高压直流双节复合绝缘子，包括两支单节复合绝缘子和中间连接件，两支单节复合绝缘子通过中间连接件连接，每支单节复合绝缘子包括芯棒、包覆于芯棒外侧面的伞裙和两个起连接作用的金具，金具包括连接环和用于连接芯棒的的压接管，压接管的封闭端与连接环连接，压接管外径为88mm，内径为60mm，管深为260mm，连接环为一环状的实心圆杆，所述实心圆杆的杆径为45mm，连接环沿金具的轴线方向的长度为240mm，压接管设置有压接部，压接部沿金具轴线方向的长度为234mm，两个金具的压接管分别套接并采用1.8mm～1.95mm的压缩量压接于芯棒的两端。

其中，金具一体成型。

其中，金具设置有用于发生置换反应的锌环。

其中，中间连接件包括连接件主体和两组螺栓螺母，连接件主体的两端各设置有一组用于连接金具的连接头，每组连接头包括两个互相平行的单板，每组连接头的两个单板之间留有供金具转动的缝隙，金具伸入所述缝隙并通过螺栓螺母螺接于单板，两组连接头之间单板互相垂直。

特高压直流双节复合绝缘子中的金具与芯棒的压接方法，所述金具包括连接环和用于套接所述芯棒的的压接管，压接管的封闭端与连接环连接，压接管外径为88mm，内径为60mm，管深为260mm，连接环为一环状的实心圆杆，所述实心圆杆的杆径为45mm，连接环沿金具的轴线方向的长度为240mm，压接管设置有压接部，压接部沿金具轴线方向的长度为234mm，本压接方法包括以下步骤：

A、将金具的压接管与芯棒套接；

B、对压接管进行压接，压接管压接的总长度为200mm，从压接管的封闭端往另一端分八次进行压接，每次压接均将压缩量设置在1.8mm~1.95mm之间。

进一步地，在步骤A中，在将芯棒与压接管套接前在芯棒端部涂抹粘接剂，并在套接后进行烘烤。

进一步地，在步骤B中进行压接操作时，使用超声波探测仪对压缩量以及芯棒的损伤情况进行监测。

本发明的有益效果：本发明的绝缘子的金具具有新设计的结构，同时在金具与芯棒的压接中使用了新的压接方法，从而使本发明的直流双节复合绝缘子的抗拉强度达到1000kN以上，可以满足苛刻的运行条件，稳定运行在±1100kv及以上的特高压电压等级的输电线路上，为特高压输电线路建设提供优良的绝缘子产品。

附图说明

图1是本发明的特高压直流双节复合绝缘子的结构示意图。

图2是本发明的特高压直流双节复合绝缘子的单节复合绝缘子的结构示意图。

图3是本发明的特高压直流双节复合绝缘子的金具的结构示意图。

图4是本发明的特高压直流双节复合绝缘子的金具的尺寸示意图。

图5是本发明的特高压直流双节复合绝缘子中中间连接件示意图。

图6是本发明的特高压直流双节复合绝缘子的中间连接件连接件主体的结构示意图。

附图标记包括：单节复合绝缘子1、芯棒11、伞裙12、金具13、连接环131、压接管132、锌环133、压接部134、中间连接件2、螺栓螺母21、连接件主体22、单板221、插孔222、压接后的压接管内壁3。

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本发明进行详细说明。

在±1100kv特高压输电线路中，为符合电气性能的要求，绝缘子的长度往往需要十几米长，这个长度的要求绝缘子要具有足够大的机械强度特别是抗拉强度。十几米长的绝缘子给产品的运输和安装带来了诸多不便与困难，如今多采用双节结构的设计来解决运输和安装困难的问题。

如图1所示，本发明的特高压直流双节复合绝缘子包括两支单节复合绝缘子1和中间连接件2，中间连接件2将两支单节复合绝缘子1连接起来形成一双节复合绝缘子。如图2所示，每支单节复合绝缘子1包括芯棒11、包覆于芯棒11外侧面的伞裙12以及两个分别设置于单节复合绝缘子1两端的起连接作用的金具13，如图3所示，金具13包括连接环131和压接管132，连接环131为环状的实心圆杆，压接管132的封闭端与连接环131连接，压接管132远离连接环131的一端设置有锌环133，锌环133套在压接管132的外侧面，锌环133的作用是在产品运行过程中进行置换反应，保证产品的电气性能与安全性，压接管设置有用于压接的压接部134，压接管132的管底到锌环133之间的位置为压接部134，金具13一体成型。如图2所示，在单节复合绝缘子1中，两个金具13分别套接于芯棒11的两端，再使用压接机进行压接，以使金具13与芯棒11紧密连接并具有很大的抗拉强度，从而在使用中金具13与芯棒11不会脱落。本发明的特高压直流双节复合绝缘子的抗拉强度达到1000kN以上，主要是因为采用了尺寸经过重新设计的金具13以及新的金具与芯棒的压接方法，如图4所示，金具13的几个重要尺寸为压接管132的管深L2、压接部134的长度为L1、压接管132的外径R2、压接管132的内径R1、连接环131沿金具13轴线方向的长度L3和连接环131的环状圆杆的杆径R3。L2是金具13与芯棒11套接时芯棒11插入金具13的长度，L2的大小与部分线路运行事故有关，通过大量的样品试验，在本实施例的特高压直流双节复合绝缘子中，选取L2=260mm；如图4所示，沿金具13轴线方向，压接管132中锌环133到压接管132管底之间的位置为压接部134，因此L1的大小影响到产品的压接工艺，结合本实施例的金具与芯棒的压接方法，通过大量的样品试验最终选取L1=234mm；压接管132的外径R2主要会对压接产生影响，在本实施例中，考虑到压接过程中金具13会变形，如图4所示，压缩后压接管内壁3已与压缩前的压接管内壁位置不一致，通过计算机模拟及大量样品试验，选取R2=88mm；压接管132的内径R1为金具13与芯棒11直径配合的尺寸，金具13与芯棒11直径的配合情况，会对产品的压接效果产生很大的影响，参考现有标准，并通过大量的样品试验，在本实施例中，选取R1=60mm；L3和R3的大小影响到金具13的机械强度，主要是抗拉强度，参考现有标准，通过大量的样品试验，在本实施例中，选取L3=240mm，R3=45mm。更为重要的是，金具与芯棒的压接方法对本发明的特高压直流双节复合绝缘子的抗拉强度性能产生最直接的影响，结合金具13的结构设计，通过大量的样品试验，确定将本发明的特高压直流双节复合绝缘子中金具13与芯棒11压接时的压缩量设定在1.8mm～1.95mm范围内，这个范围内的压缩量，结合本发明的金具13与芯棒11，每次压接时所产生的压缩力在180bar～200bar之间。本发明的金具与芯棒的压接方法包括以下步骤：

A、在芯棒11端部涂抹粘接剂，然后将芯棒11插入金具13的压接管132内实现金具13与芯棒11的套接，再进行烘烤，以排除金具13压接管132内和芯棒11外表面凹凸不平的情况，保证压接时芯棒11受力均匀，减少芯棒11局部损伤的可能；

B、对压接管132进行压接，压接管132压接的总长度为200mm，从压接管132的封闭端往另一端分八次进行压接，每次压接均将压缩量设置在1.8～1.95mm之间。

在步骤B中进行压接操作时，使用超声波探测仪对压缩量以及芯棒11的损伤情况进行监测，实时判断压缩量是否适度，芯棒11是否损伤等。表1为实际压接过程中的三次金具与芯棒压接试验的压缩量与压缩力的关系。

表1.实际压接过程中的三次金具与芯棒压接试验的压缩量与压缩力的关系

其中A端和B端分别指单节复合绝缘子1的两端。压缩量设定为1.8mm、1.85mm、1.95mm的三次金具与芯棒压接试验后金具13外观良好，未见起毛，通过了1000kN拉力试验。

如图5所示，两支单节复合绝缘子1通过中间连接件2连接，所述中间连接件2包括连接件主体22和两组螺栓螺母21，如图6所示，连接件主体22的两端各设置有一组用于连接金具13的连接头，每组连接头包括两个互相平行的单板221，两组连接头之间单板221互相垂直，每组连接头的两个单板221之间留有供金具13转动的缝隙，每个单板221设置有插孔222，金具13伸入所述缝隙并使用螺栓螺母21通过插孔222螺接于单板221。连接于所述中间连接件2两端的金具13可绕螺栓转动，两个金具13分别在两个互相垂直的平面转动，当然，这两个平面夹角为其他角度也可以。90°是最佳角度，这样不管外力从哪个方向作用于复合绝缘子，两支单节的绝缘子端部的金具13都可转动，最大限度地消除金具13承受的弯矩应力，从而达到保护金具13，加强双节复合绝缘子的机械强度的目的；同时，中间连接件2与两支单节复合绝缘子1的螺接连接为可拆卸式的活动连接，运输时可将双节复合绝缘子分拆为两支单节绝缘子，方便运输，安装时也可将单节绝缘子分别吊上施工地点再进行组装，方便高空作业。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (7)

1.特高压直流双节复合绝缘子，包括两支单节复合绝缘子和中间连接件，两支单节复合绝缘子通过中间连接件连接，每支单节复合绝缘子包括芯棒、包覆于芯棒外侧面的伞裙和两个起连接作用的金具，其特征在于：金具包括连接环和用于连接芯棒的的压接管，压接管的封闭端与连接环连接，压接管外径为88mm，内径为60mm，管深为260mm，连接环为一环状的实心圆杆，所述实心圆杆的杆径为45mm，连接环沿金具的轴线方向的长度为240mm，压接管设置有压接部，压接部沿金具轴线方向的长度为234mm，两个金具的压接管分别套接并采用1.8mm～1.95mm的压缩量压接于芯棒的两端。

2.根据权利要求1所述的特高压直流双节复合绝缘子，其特征在于：金具一体成型。

3.根据权利要求1所述的特高压直流双节复合绝缘子，其特征在于：金具设置有用于发生置换反应的锌环。

4.根据权利要求1所述的特高压直流双节复合绝缘子，其特征在于：中间连接件包括连接件主体和两组螺栓螺母，连接件主体的两端各设置有一组用于连接金具的连接头，每组连接头包括两个互相平行的单板，每组连接头的两个单板之间留有供金具转动的缝隙，金具伸入所述缝隙并通过螺栓螺母螺接于单板，两组连接头之间单板互相垂直。

5.特高压直流双节复合绝缘子中的金具与芯棒的压接方法，所述金具包括连接环和用于套接所述芯棒的的压接管，压接管的封闭端与连接环连接，压接管外径为88mm，内径为60mm，管深为260mm，连接环为一环状的实心圆杆，所述实心圆杆的杆径为45mm，连接环沿金具的轴线方向的长度为240mm，压接管设置有压接部，压接部沿金具轴线方向的长度为234mm，其特征为，本压接方法包括以下步骤：

A.将金具的压接管与芯棒套接；

B.对压接管进行压接，压接管压接的总长度为200mm，从压接管的封闭端往另一端分八次进行压接，每次压接均将压缩量设置在1.8mm~1.95mm之间。

6.根据权利要求5的金具与芯棒的压接方法，其特征为，在步骤A中，在将芯棒与压接管套接前在芯棒端部涂抹粘接剂，并在套接后进行烘烤。

7.根据权利要求5的金具与芯棒的压接方法，其特征为，在步骤B中进行压接操作时，使用超声波探测仪对压缩量以及芯棒的损伤情况进行监测。