CN105845290B - 一种免更换的棒形悬式线路复合绝缘子 - Google Patents

一种免更换的棒形悬式线路复合绝缘子 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种免更换的棒形悬式线路复合绝缘子,在绝缘子的接地极设上附件系统，导电极设下附件系统，在绝缘子的接地极与导电极之间的绝缘部分至少设一个中间附件系统；上附件系统由上绝缘部分和上导电部分组成，上绝缘部分与上导电部分紧密接触；下附件系统由下绝缘部分和下导电部分组成，下绝缘部分与下导电部分紧密接触；中间附件系统采用绝缘材料。本发明将大部分接地、导电电极与外界空气隔离，杜绝了电极产生电晕放电的可能，提高了起始电晕电压和干闪络电压；挡住了紫外线、雨水，提高了湿闪电压，减少了污秽闪络的可能；上、下及中间附件系统的绝缘部分可取代原绝缘子的伞裙。采用本发明只要绝缘子机械强度没有发生变化，即可免更换。

Description

一种免更换的棒形悬式线路复合绝缘子
技术领域
本发明涉及一种免更换的棒形悬式线路复合绝缘子。
背景技术
线路绝缘子是输配电线路固定导线用的绝缘部件，线路绝缘子按照结构不同分为针式、悬式和横担三类。
随着经济的发展，污秽问题已经成为伴随经济快速增长而产生的严重问题。运行经验证明，绝缘子的污秽闪络是正常运行条件下线路断电的主要原因之一。如何提高输电线路的防污秽闪络能力，已经成为国内外电力公司面临的一个大问题。
最近几十年来，国内外的电力系统广泛应用复合材料代替传统的瓷、玻璃材料来制作绝缘子，复合材料是一种有机材料，呈现出很强的憎水性，因此可以提高绝缘子的污秽闪络电压。
由于复合绝缘子使用的是有机绝缘材料，因此人们十分关心它在运行中的性能变化问题。运行中，复合绝缘子可能出现的问题之一主要是：在环境因素的作用下，有机材料会发生各种物理化学变化，使性能劣化。而电场、机械负荷与环境因素共同作用，会进一步加剧劣化工程。研究表明，紫外线、酸雨以及污秽在潮湿条件下导致的表面放电、电晕放电，是影响复合绝缘子的硅橡胶材料老化的主要原因，其中表面放电的影响最为显著。
两元素结构的110kV棒形悬式线路复合绝缘子结构见图5，由接地极1、导电极5及中间的绝缘部分6组成。此种结构会导致绝缘子的电位分布很不均匀，在接地侧金具和导电侧金具附近的电场会非常集中。随着电压等级的提高和复合绝缘子结构高度的增大，这种现象会愈加严重。强电场将导致金具表面发生电晕放电，加速外绝缘材料的老化，进而对绝缘材料的运行特性产生影响，对电力安全运行造成严重威胁。
两元素结构的棒形悬式线路复合绝缘子在运行中，复合绝缘子的硅橡胶材料会表现出不同程度的老化现象，有一些劣化现象在运行较长时间后，会对绝缘子的安全运行造成威胁，因此许多电力公司规定：在复合绝缘子运行了十几年之后，必须更换绝缘子，否则可能造成严重后果。
本申请人在CN101409120《一种能提高外绝缘电气强度的绝缘子》专利中，在分析了所有绝缘材料、所有种类、所有电压等级以及所有交直流绝缘子的结构之后，总结出它们在结构上的共同点，即它们都是由绝缘本体和连接金具两大元素组成，本申请人将上述所有的传统绝缘子统称为两元素结构绝缘子，连接金具为第一个元素，绝缘本体为第二个元素，并且指出这种绝缘子在结构上是不完整的。如图5所示的就是现有的两元素结构的棒形悬式线路复合绝缘子。该专利根据电场分布理论、气体放电理论以及气体中的沿面放电理论，在传统绝缘子上增设附件系统，形成第三个元素，将传统绝缘子的不完整结构改变为三元素的完整结构。三元素结构适用于所有绝缘材料、所有种类、所有电压等级的绝缘子及交、直流输电用绝缘子。
由于该专利的适用范围非常广泛，因此为了进一步将该专利完善化和精细化，为了使三元素结构绝缘子在实际应用能得到更大的推广，特针对棒形悬式线路复合绝缘子，提出一种免更换的棒形悬式线路复合绝缘子。
发明内容
本发明的目的是针对上述现状，旨在提供一种可提高绝缘子的起始电晕电压和干闪络电压、湿闪电压和污闪电压、在运行十几年之后，只要其机械强度没有发生变化，可以免更换的棒形悬式线路复合绝缘子。
本发明目的的实现方式为，一种免更换的棒形悬式线路复合绝缘子,在绝缘子的接地极设置上附件系统，导电极设置下附件系统，在绝缘子的接地极与导电极之间的绝缘部分至少设置一个中间附件系统；
所述上附件系统由上绝缘部分和上导电部分组成，上绝缘部分与上导电部分紧密接触；下附件系统由下绝缘部分和下导电部分组成，下绝缘部分与下导电部分紧密接触；中间附件系统采用绝缘材料。
本发明具有以下优点：
1、上附件系统的上导电部分与绝缘子的接地电极相接触，上绝缘部分与上导电部分紧密接触，将大部分接地电极与外界空气相隔离，杜绝了这一部分电极产生电晕放电的可能性，并且延长了放电距离，提高了绝缘子的起始电晕电压和干闪络电压；
2、下附件系统的下导电部分与绝缘子的导电电极相接触，下绝缘部分与下导电部分紧密接触，将大部分导电电极与外界空气相隔离，杜绝了这一部分电极产生电晕放电的可能性，并且延长了放电距离，提高了绝缘子的起始电晕电压和干闪络电压；
3、上附件系统和下附件系统的绝缘部分为外伞裙，内伞裙部分处于外伞裙部分的内部，挡住了紫外线对内伞裙的直接照射，延缓了环境对内伞裙有机材料的老化。
4、上附件系统和下附件系统的绝缘部分为外伞裙，内伞裙部分处于外伞裙部分的内部，挡住了外界的雨水对内伞裙的直接侵袭，增加了防雨淋的区域，提高了绝缘子的湿闪电压。
5、上附件系统和下附件系统的绝缘部分为外伞裙，内伞裙部分处于外伞裙部分的内部，挡住了外界的污秽对内伞裙的直接侵袭，减少了污秽闪络的可能性。
6、上附件系统、下附件系统以及中间附件系统的形状设计，有利于减少污秽在附件系统表面的积累，减少了污秽闪络的可能性。
7、上附件系统、下附件系统的外伞裙的绝缘材料为憎水性的有机材料，可以有效取代原有绝缘子的伞裙。
8、中间附件系统采用憎水性的有机材料，可以有效取代原有绝缘子的伞裙。
采用本发明只要绝缘子机械强度没有发生变化，即可免更换。本发明也适用于所有其他类型的绝缘子。
附图说明
图1为三元素结构的110kV棒形悬式线路复合绝缘子结构示意图，
图2为图1中的上圆，即上附件系统局部放大图，
图3为图1中的中圆，即中间附件系统局部放大图，
图4为图1中的下圆，即下附件系统局部放大图，
图5为两元素结构的110kV棒形悬式线路复合绝缘子结构示意图。
具体实施方式
下面参照附图详述本发明。
参照图1，在棒形悬式线路复合绝缘子的接地极1设置上附件系统2，导电极5设置下附件系统4，在绝缘子的接地极与导电极之间的绝缘部分6至少设置一个中间附件系统3。
参照图2，上附件系统由上绝缘部分和上导电部分组成，上绝缘部分与上导电部分紧密接触。上绝缘部分为外伞裙部分2-1，采用绝缘材料构成，上导电部分2-2由导电材料构成，外伞裙部分2-1与上导电部分2-2紧密接触。上附件系统的内伞裙部分2-3采用绝缘材料。
上附件系统的上导电部分2-2与绝缘子的接地电极1相接触，外伞裙部分2-1与上导电部分2-2紧密接触，将接地电极1的绝大部分与外界空气相隔离，杜绝了这一部分产生电晕放电的可能性，并且延长了放电距离，提高了绝缘子的起始电晕电压和干闪络电压。
上附件系统的内伞裙部分2-3处于外伞裙部分2-1的内部，挡住了紫外线对内伞裙的直接照射，延缓了环境对有机材料的老化；挡住了外界的雨水对内伞裙的直接侵袭，增加了防雨淋的区域，提高了绝缘子的湿闪电压；挡住了外界的污秽对内伞裙的直接侵袭，减少了污秽闪络的可能性。
上附件系统的形状设计有利于减少污秽在附件系统表面的积累，减少了污秽闪络的可能性。
上、中间、下附件系统的绝缘材料为憎水性的绝缘高分子材料，导电部分的导电材料为金属材料或导电复合材料；所述导电复合材料为导电橡胶或导电塑料。即上附件系统的外伞裙部分2-1和内伞裙部分2-3的绝缘材料为憎水性的有机材料，可以有效取代原有绝缘子的伞裙。上导电部分2-2的导电材料为金属材料或导电复合材料。
参照图3，中间附件系统3采用憎水性的有机绝缘材料，中间附件系统3固定在伞裙上，可以有效取代原有绝缘子的伞裙。
参照图4，下附件系统由下绝缘部分与下导电部分组成。下绝缘部分为外伞裙4-1，外伞裙4-1采用绝缘材料，下导电部分4-2由导电材料组成，内伞裙部分4-3由绝缘材料组成。下导电部分4-2与导电极5接触；外伞裙4-1与下导电部分4-2紧密接触，将导电电极5的绝大部分与外界空气相隔离，杜绝了这一部分产生电晕放电的可能性，并且延长了放电距离，提高了绝缘子的起始电晕电压和干闪络电压。
下附件系统的内伞裙4-3处于外伞裙4-1的内部，挡住了紫外线对内伞裙的直接照射，延缓了环境对有机材料的老化。
下附件系统的内伞裙4-3处于外伞裙4-1的内部，挡住了外界的雨水对内伞裙的直接侵袭，增加了防雨淋的区域，提高了绝缘子的湿闪电压；挡住了外界的污秽对内伞裙的直接侵袭，减少了污秽闪络的可能性。
下附件系统的形状设计有利于减少污秽在附件系统表面的积累，减少了污秽闪络的可能性。
下附件系统的外伞裙4-1和内伞裙4-3的绝缘材料为憎水性的有机材料，可以有效取代原有绝缘子的伞裙。下导电部分4-2的导电材料为金属材料或导电复合材料，导电复合材料为导电橡胶或导电塑料。

Claims (5)

1.一种免更换的棒形悬式线路复合绝缘子,其特征在于：在绝缘子的接地极设置上附件系统，导电极设置下附件系统，在绝缘子的接地极与导电极之间的绝缘部分至少设置一个中间附件系统；
所述上附件系统由上绝缘部分和上导电部分组成，上绝缘部分与上导电部分紧密接触；下附件系统由下绝缘部分和下导电部分组成，下绝缘部分与下导电部分紧密接触；中间附件系统采用中绝缘材料部分；
所述上附件系统的上绝缘部分为外伞裙部分，外伞裙部分与上导电部分紧密接触；上导电部分与接地极接触；上绝缘部分与上导电部分接触；
所述所述下附件系统的下绝缘部分为外伞裙，外伞裙部分与下导电部分紧密接触；下导电部分与下电极接触；下绝缘部分与下导电部分接触。
2.根据权利要求1所述的一种免更换的棒形悬式线路复合绝缘子，其特征在于：上附件系统的外伞裙采用绝缘材料构成，上导电部分由导电材料构成，内伞裙部分由绝缘材料构成。
3.根据权利要求1所述的一种免更换的棒形悬式线路复合绝缘子，其特征在于：下附件系统的下外伞裙采用绝缘材料构成，下导电部分由导电材料构成，内伞裙部分由绝缘材料构成。
4.根据权利要求1所述的一种免更换的棒形悬式线路复合绝缘子，其特征在于：中间附件系统采用憎水性的有机绝缘材料，中间附件系统固定在伞裙上。
5.根据权利要求1所述的一种免更换的棒形悬式线路复合绝缘子，其特征在于：上、中间、下附件系统的绝缘部分的材料为憎水性的绝缘高分子材料，导电部分的导电材料为金属材料或导电复合材料；所述导电复合材料为导电橡胶或导电塑料。
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