CN104952562A - 用于10kV输电线路的防雷防冰针式复合绝缘子 - Google Patents

Abstract

用于10kV输电线路的防雷防冰针式复合绝缘子，包括芯棒、复合绝缘子组件、绝缘伞套、上金具和下金具，复合绝缘子组件包括依次套设于芯棒上且相互紧贴的下导电垫块、绝缘垫块、中间导电垫块、金属氧化物电阻片组和上导电垫块，绝缘伞套包裹于复合绝缘子组件外部，复合绝缘子组件与绝缘伞套之间设有绝缘层，上金具贯穿绝缘伞套与上导电垫块螺纹连接，下金具贯穿绝缘伞套与下导电垫块螺纹连接，芯棒的两端分别与上金具和下金具相接，中间导电垫块连接有一贯穿伸出至绝缘伞套外部的上放电电极，下金具上连接有下放电电极，上放电电极和下放电电极之间留有空气间隙。其有防雷和防冰效果好、安装简便、使用寿命长、便于对现有输电线路改造等优点。

Description

用于10kV输电线路的防雷防冰针式复合绝缘子

技术领域

本发明涉及电气工程技术领域，具体涉及一种用于10kV输电线路的防雷防冰针式复合绝缘子。

背景技术

10kV配网线路是电网中数量最多、累计长度最长、分布面积最广，且与用户关联最为密切的线路，很多配网线路都延伸到一些偏远的山区，这些地区地理地形复杂、气候特殊，春夏季多雷而冬季又易覆冰，使得线路很容易发生雷击跳闸与雷击断线事故，或线路绝缘子覆冰桥接导致泄漏电流增大，严重影响配电网的连续安全供电。

对于现有的10kV配网线路的防雷，目前有在绝缘子两端加装引弧装置的方法以减少雷击断线事故，但仍难以消除线路遭雷击后多相短路引起的跳闸断电；也有在配网线路绝缘子旁并装线路避雷器的方法，但这会大大增加装设难度和线路建设投资成本。此外，目前配网用的线路避雷器，存在外绝缘伞形结构简单的缺点，大多是等伞径或仅有大小伞径的伞裙，其防冰能力不强，遭遇严重覆冰时很容易桥接，使得外绝缘水平下降。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，提供一种防雷和防冰效果好、安装简便、使用寿命长、便于对现有输电线路进行改造的用于10kV输电线路的防雷防冰针式复合绝缘子。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种用于10kV输电线路的防雷防冰针式复合绝缘子，包括芯棒、复合绝缘子组件、绝缘伞套、上金具和下金具，所述复合绝缘子组件包括依次套设于芯棒上且相互紧贴的下导电垫块、绝缘垫块、中间导电垫块、金属氧化物电阻片组和上导电垫块，所述绝缘伞套包裹于复合绝缘子组件外部，所述复合绝缘子组件与绝缘伞套之间设有绝缘层，所述上金具贯穿绝缘伞套与上导电垫块螺纹连接，所述下金具贯穿绝缘伞套与下导电垫块螺纹连接，所述芯棒的两端分别与上金具和下金具相接，所述中间导电垫块连接有一贯穿伸出至绝缘伞套外部的上放电电极，所述下金具上连接有下放电电极，所述上放电电极和下放电电极之间留有空气间隙。

上述的防雷防冰针式复合绝缘子，优选的，所述绝缘伞套设有三个由上至下间隔布置的伞裙，沿由上至下的方向三个伞裙的伞径逐个减小。

上述的防雷防冰针式复合绝缘子，优选的，所述上放电电极包括螺杆和电极棒，所述螺杆一端与中间导电垫块连接，另一端贯穿伸出至绝缘伞套的外部，所述电极棒螺纹连接于所述螺杆伸出绝缘伞套外部的一端。

上述的防雷防冰针式复合绝缘子，优选的，所述电极棒的外部套设有绝缘套。

上述的防雷防冰针式复合绝缘子，优选的，所述电极棒连接螺杆的一端与绝缘伞套相接并于交界处涂有密封绝缘胶。

上述的防雷防冰针式复合绝缘子，优选的，所述上金具和下金具均设有压接插孔，所述芯棒的两端分别压接于上金具和下金具的压接插孔中。

上述的防雷防冰针式复合绝缘子，优选的，所述绝缘层由绝缘带紧密缠绕包裹于复合绝缘子组件外部形成，所述绝缘带为浸环氧胶的玻璃纤维带。

上述的防雷防冰针式复合绝缘子，优选的，所述金属氧化物电阻片组包括多个依次套设于芯棒上且相互紧贴的金属氧化物电阻片。

上述的防雷防冰针式复合绝缘子，优选的，所述下导电垫块、绝缘垫块、中间导电垫块、金属氧化物电阻片和上导电垫块均为中间具有通孔的圆盘结构。

上述的防雷防冰针式复合绝缘子，优选的，所述上金具为线槽金具，所述下金具为钢脚金具；所述芯棒为环氧玻璃纤维引拔棒，所述绝缘伞套为高温硫化硅橡胶制件。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明用于10kV输电线路的防雷防冰针式复合绝缘子具有良好的防雷与防冰性能，在线路正常运行时，该针式复合绝缘子发挥普通针式绝缘子的支撑固定兼绝缘作用，且大部分工作电压由绝缘垫块承担，金属氧化物阀片老化过程显著减弱，寿命大大延长；而且由于绝缘垫块的隔离作用，即使金属氧化物阀片劣化，也不影响线路正常运行；当线路遭受雷击产生过电压时，金属氧化物电阻片的非线性电阻特性，起到钳制过电压的作用，防止绝缘子的外绝缘闪络，从而避免线路雷击跳闸；金属氧化物电阻片还限制了雷电流大小，减小电流发热量，从而避免雷击断线；雷电过电压下在上放电电极、下放电电极之间发生空气击穿，消除了放电电弧对绝缘子表面绝缘材料的烧灼，延长绝缘子的使用寿命。该针式复合绝缘子替换原有普通针式绝缘子，可同时实现10kV线路的防雷和防冰闪功能，而且安装简便，不需改变杆塔结构，便于对现有输电线路进行改造，可大量节省配网线路建设投资。

附图说明

图1为本发明用于10kV输电线路的防雷防冰针式复合绝缘子的剖视结构示意图。

图例说明：

1、芯棒；2、绝缘伞套；21、伞裙；3、下导电垫块；4、绝缘垫块；5、中间导电垫块；6、金属氧化物电阻片组；61、金属氧化物电阻片；7、上导电垫块；8、绝缘层；9、上金具；10、下金具；11、上放电电极；111、螺杆；112、电极棒；12、下放电电极；13、绝缘套；14、密封绝缘胶；15、螺帽。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，本发明用于10kV输电线路的防雷防冰针式复合绝缘子，包括芯棒1、复合绝缘子组件、绝缘伞套2、上金具9和下金具10，复合绝缘子组件包括依次套设于芯棒1上且相互紧贴的下导电垫块3、绝缘垫块4、中间导电垫块5、金属氧化物电阻片组6和上导电垫块7，金属氧化物电阻片组6包括多个依次套设于芯棒1上且相互紧贴的金属氧化物电阻片61。绝缘伞套2包裹于复合绝缘子组件外部，复合绝缘子组件与绝缘伞套2之间设有绝缘层8，上金具9贯穿绝缘伞套2与上导电垫块7螺纹连接，下金具10贯穿绝缘伞套2与下导电垫块3螺纹连接，芯棒1的两端分别与上金具9和下金具10相接，中间导电垫块5连接有一贯穿伸出至绝缘伞套2外部的上放电电极11，下金具10上连接有下放电电极12，上放电电极11和下放电电极12之间留有空气间隙。

本实施例中，绝缘层8由绝缘带紧密缠绕包裹于复合绝缘子组件外部形成，绝缘带为浸环氧胶的玻璃纤维带。

本实施例中，上放电电极11包括螺杆111和电极棒112，螺杆111为钢制螺杆，螺杆111一端与绝缘垫块4连接，另一端贯穿伸出至中间导电垫块5的外部，电极棒112螺纹连接于螺杆111伸出绝缘伞套2外部的一端。制造时，先将螺杆111安装在中间导电垫块5的径向孔中，再将上导电垫块7、金属氧化物电阻片61、中间导电垫块5、绝缘垫块4、下导电垫块3沿轴向依次排列并预压紧，之后用绝缘带紧密缠绕包裹成一个整体。下放电电极12通过螺帽15压紧固定在下金具10上。

上述电极棒112的外部套设有绝缘套13，电极棒112连接螺杆111的一端与绝缘伞套2相接并于交界处涂有密封绝缘胶14，可防止潮气侵入绝缘子内部；密封绝缘胶14与电极棒112表面覆盖的绝缘套13可延长针式复合绝缘子下半段的爬电距离，保证其外绝缘水平。

本实施例中，上金具9和下金具10均设有压接插孔，芯棒1的两端分别压接于上金具9和下金具10的压接插孔中，由于上金具9和下金具10牢固压接在芯棒1的两端，在支撑固定输电导线时，能够保证足够的机械负荷承载能力。

本实施例中，下导电垫块3、绝缘垫块4、中间导电垫块5、金属氧化物电阻片61和上导电垫块7均为中间具有通孔的圆盘结构。上金具9可采用市售的线槽金具，下金具10可采用市售的钢脚金具；芯棒1采用市售的环氧玻璃纤维引拔棒，绝缘伞套2为高温硫化硅橡胶制件，高温硫化硅橡胶由甲基乙烯基硅橡胶添加配合剂制作，在专门设计的模具中高温硫化而成。金属氧化物电阻片61可采用市售的圆环形氧化锌电阻片，下导电垫块3、中间导电垫块5和上导电垫块7为定制的圆环形铝质加工件，绝缘垫块4为圆环形环氧玻璃纤维加工件，上放电电极11的电极棒112和下放电电极12为钢制加工件，绝缘套13为高温硫化硅橡胶制件，密封绝缘胶14为室温硫化硅橡胶。

本实施例中，绝缘伞套2设有三个由上至下间隔布置的伞裙21，沿由上至下的方向三个伞裙21的伞径逐个减小，当遇到雨雪冰冻天气时，由于绝缘伞套2的三个伞裙21的伞径由上至下逐个减小，上方的大伞裙21对下方的中、小伞裙21起到良好的遮蔽作用，阻止伞裙21间覆冰桥接，能有效防止绝缘子外绝缘水平下降。

本发明用于10kV输电线路的防雷防冰针式复合绝缘子应用到输电线路时，将其安装在杆塔上用于支撑固定输电导线，当线路正常运行时，该针式复合绝缘子发挥普通针式绝缘子的作用，支撑固定输电导线并使导线与地之间保持良好的绝缘，线路工作电压的大部分由绝缘垫块4承担；在雷暴天气，遇有落雷直击杆塔或导线，或雷击线路附近地面，所引起的直击过电压或感应过电压施加在该针式复合绝缘子上时，过电压使上放电电极11、下放电电极12之间的空气间隙击穿，过电压施加在金属氧化物电阻片61上，金属氧化物电阻片61的非线性电阻特性起作用，对过电压起到钳制作用，从而保护整支针式复合绝缘子免于外绝缘闪络，避免引起线路跳闸事故。该针式复合绝缘子经试制试用被证明防雷与防冰效果良好，完全能够满足10kV输电线路防雷防冰的设计要求。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术构思前提下所得到的改进和变换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于10kV输电线路的防雷防冰针式复合绝缘子，其特征在于：包括芯棒（1）、复合绝缘子组件、绝缘伞套（2）、上金具（9）和下金具（10），所述复合绝缘子组件包括依次套设于芯棒（1）上且相互紧贴的下导电垫块（3）、绝缘垫块（4）、中间导电垫块（5）、金属氧化物电阻片组（6）和上导电垫块（7），所述绝缘伞套（2）包裹于复合绝缘子组件外部，所述复合绝缘子组件与绝缘伞套（2）之间设有绝缘层（8），所述上金具（9）贯穿绝缘伞套（2）与上导电垫块（7）螺纹连接，所述下金具（10）贯穿绝缘伞套（2）与下导电垫块（3）螺纹连接，所述芯棒（1）的两端分别与上金具（9）和下金具（10）相接，所述中间导电垫块（5）连接有一贯穿伸出至绝缘伞套（2）外部的上放电电极（11），所述下金具（10）上连接有下放电电极（12），所述上放电电极（11）和下放电电极（12）之间留有空气间隙。

2.根据权利要求1所述的防雷防冰针式复合绝缘子，其特征在于：所述绝缘伞套（2）设有三个由上至下间隔布置的伞裙（21），沿由上至下的方向三个伞裙（21）的伞径逐个减小。

3.根据权利要求1所述的防雷防冰针式复合绝缘子，其特征在于：所述上放电电极（11）包括螺杆（111）和电极棒（112），所述螺杆（111）一端与中间导电垫块（5）连接，另一端贯穿伸出至绝缘伞套（2）的外部，所述电极棒（112）螺纹连接于所述螺杆（111）伸出绝缘伞套（2）外部的一端。

4.根据权利要求3所述的防雷防冰针式复合绝缘子，其特征在于：所述电极棒（112）的外部套设有绝缘套（13）。

5.根据权利要求3所述的防雷防冰针式复合绝缘子，其特征在于：所述电极棒（112）连接螺杆（111）的一端与绝缘伞套（2）相接并于交界处涂有密封绝缘胶（14）。

6.根据权利要求1所述的防雷防冰针式复合绝缘子，其特征在于：所述上金具（9）和下金具（10）均设有压接插孔，所述芯棒（1）的两端分别压接于上金具（9）和下金具（10）的压接插孔中。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的防雷防冰针式复合绝缘子，其特征在于：所述绝缘层（8）由绝缘带紧密缠绕包裹于复合绝缘子组件外部形成，所述绝缘带为浸环氧胶的玻璃纤维带。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的防雷防冰针式复合绝缘子，其特征在于：所述金属氧化物电阻片组（6）包括多个依次套设于芯棒（1）上且相互紧贴的金属氧化物电阻片（61）。

9.根据权利要求8所述的防雷防冰针式复合绝缘子，其特征在于：所述下导电垫块（3）、绝缘垫块（4）、中间导电垫块（5）、金属氧化物电阻片（61）和上导电垫块（7）均为中间具有通孔的圆盘结构。

10.根据权利要求1至6中任一项所述的防雷防冰针式复合绝缘子，其特征在于：所述上金具（9）为线槽金具，所述下金具（10）为钢脚金具；所述芯棒（1）为环氧玻璃纤维引拔棒，所述绝缘伞套（2）为高温硫化硅橡胶制件。