CN1106650C

CN1106650C - 绝缘子包层式放电器

Info

Publication number: CN1106650C
Application number: CN97105487A
Authority: CN
Inventors: 小泽淳; 大石一哉; 进藤胜二; 伊藤守夫
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1996-06-03
Filing date: 1997-06-02
Publication date: 2003-04-23
Anticipated expiration: 2017-06-02
Also published as: BR9703437A; JP3256436B2; CN1173025A; JPH09320816A

Abstract

为减小透过聚合物绝缘子的水的负面作用并提供一种可以应用对于1mA来说放电电压约为或大于300V/mm的高压氧化锌元件的聚合物绝缘子包层式放电器，本发明提供一种绝缘子包层式放电器，它包括成组叠置的放电器元件(4)和一个包住放电器元件组的圆筒形绝缘外套，该绝缘外套是由一个聚合物绝缘子构成的，放电器元件组中的每个放电器元件是对于1mA来说放电电压约为300V/mm的高压氧化锌元件，放电器元件组是以分布配置方式在叠置的方向上设置的，在放电器元件组之间夹设分布配置电极5，每个分布配置电极5中放置吸水剂。

Description

绝缘子包层式放电器

技术领域

本发明涉及例如应用于发电厂或变化站的绝缘子包层式放电器的改进，更具体来说，涉及一种绝缘子包层式放电器，其绝缘外套是由一个聚合物绝缘子构成的。

背景技术

在空气绝缘的发电设备和变电站中，绝缘子包层式放电器主要用来保证发电设备和变电站中的绝缘调协。通常使用的普通绝缘子包层式放电器的绝缘外套使用陶瓷绝缘子。但是，最近研制出聚合物绝缘子，其机械性能更为优越，它们正逐步替代陶瓷绝缘子。

图8表示一个使用这种聚合物绝缘子的放电器，其中，氧化锌元件80相互叠置，绝缘圆筒3包住叠置的氧化锌元件80设置，另一个由聚合物绝缘子构成的绝缘外套2包围绝缘圆筒的外圆周设置。另外，在图8中，标号6和7是金属接头，标号8和9是防爆导套。

对于这种类型的放电器，一般采用对于1mA来说放电电压约为200V/mm的氧化锌元件。这种放电器的实例公开在JP-A-2-97003(1990)和JP-A-3-257720(1991)中。

在上述绝缘子包层式放电器中，绝缘外套，即，聚合物绝缘子表现出渗水性，这对放电器的绝缘性能易发生负面影响，因此，必须减小这种负面影响。另外，为了减小上述放电器的成本和重量，希望能够使用对于1mA来说放电电压约为300V/mm的高压氧化锌元件。但是，如果使用这种放电电压提高的氧化锌元件的放电器只是按照普通的方式构制，那么，由于放电电压提高，氧化锌元件的总叠置长度变短，另一方面，确定绝缘外套的长度时必须考虑到由于污染绝缘性下降，以及考虑到外部绝缘的调协，因此，其构制困难，而且结构往往变得复杂。另外，当使用对于1mA来说放电电压约为或高于300V/mm的高压氧化锌元件时，如果水渗入绝缘外套，那么，肯定会引起这种元件表面绝缘强度不足。

发明内容

为了克服上述现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种可以减小聚合物绝缘子渗水性的影响的聚合物绝缘子包层式放电器。

为实现上述目的，按照本发明的第一方面，提供一种绝缘子包层式放电器，它包括成组叠置的放电器元件、一个包住放电器元件组的绝缘圆筒和一个包围绝缘圆筒的外圆周的绝缘外套，所述绝缘外套是由一个聚合物绝缘子构成的，其特征在于：所述成组的放电器元件中的每个放电器元件是对1mA来说放电电压约为300V/mm的高压氧化锌元件，所述成组的放电器元件以分布配置的方式在叠置的方向上设置，在每个所述分布配置的放电器元件组的顶部和底部设有一对分布配置的电极，吸水剂设置在至少一个所述分布配置的电极中。

按照本发明的第二方面，提供一种绝缘子包层式放电器，它包括多个叠置的放电器元件、一个包住叠置的放电器元件的绝缘圆筒和一个包围绝缘圆筒的外圆周的绝缘外套，所述绝缘外套是由一个聚合物绝缘子构成的，其特征在于：所述叠置的放电器元件中的每个放电器元件是对1mA来说放电电压约为300V/mm的高压氧化锌元件，在叠置的放电器元件组的顶部和底部且在所述绝缘外套顶部和底部的金属端件附近设有一对电极，吸水剂放置在至少一个所述的电极中。

附图说明：

图1是按照本发明的绝缘子包层式放电器的一个实施例的垂向剖视图；

图2的垂向剖视图表示在按照本发明的绝缘子包层式放电器中的一个分布配置式电极；

图3是按照本发明的绝缘子包层式放电器的另一个实施例的垂向剖视图；

图4是按照本发明的绝缘子包层式放电器的另一个实施例的垂向剖视图；

图5是按照本发明的绝缘子包层式放电器的另一个实施例的垂向剖视图；

图6是按照本发明的绝缘子包层式放电器的另一个实施例的垂向剖视图；

图7的垂向剖视图表示在按照本发明的绝缘子包层式放电器中的另一种分布配置电极；

图7是普通绝缘子包层式放电器的垂向剖视图。

具体实施方式

下面结合附图所示的实施例详述本发明。图1是上述绝缘子包层式放电器的横剖图。[实施例1]

图1表示本发明的一个实施例，其中，聚合物绝缘子(外部绝缘套)1是由例如EVT和HTV的防水聚合物罩2和FRP(纤维增强塑料)的圆筒3构成的。成组的氧化锌元件4布设在聚合物绝缘子1内，许多电极5串列地设置在成组的氧化锌元件4之间。

在本实施例中使用的氧化锌元件是高压氧化锌元件，其对于1mA的放电电压约为或高于300V/mm，叠置的高压氧化锌元件4的总长度一般短于聚合物绝缘1的长度。也就是说，聚合物绝缘子1的长度需要大于预定长度以保证其绝缘强度即使当聚合物绝缘子1的暴露于外部空气一侧的表面受到污染时也是如此。换言之，聚合物绝缘子1的长度要比高压氧化锌元件4的总长度长，因而在聚合物绝缘子中在纵向上产生自由空间，因此，可设置多个分布的电极5，沿着叠置的高压氧化锌元件4填充聚合物绝缘子1中的自由空间。

金属端件6和7固定在聚合物绝缘子1的顶部和底部上，金属端件6和7分别设有防爆导套8和9，以及压爆阀10和11。虽然没有画出，但是，各组氧化锌元件4插入各自的绝缘棒中，绝缘棒装配有各自的分布配置的电极5。这些成组的氧化锌元件4和分布配置的电极5由弹簧12保持在聚合物绝缘子1的金属端件6和7之间。聚合物绝缘子1内部填充聚合物绝缘子1中的自由空间。

金属端件6和7固定在聚合物绝缘子1的顶部和底部上，金属端件6和7分别设有防爆导套8和9，以及压爆阀10和11。虽然没有画出，但是，各组氧化锌元件4插入各自的绝缘棒中，绝缘棒装配有各自的分布配置的电极5。这些成组的氧化锌元件4和分布配置的电极5由弹簧12保持在聚合物绝缘子1的金属端件6和7之间。聚合物绝缘子1内部通常注入氮气。另外，如果需要，可为顶部金属端件6设置一个屏蔽环13，(未画出其金属支承件)从而沿着成组的氧化锌元件4均匀静电压分布。为防风雨的聚合物罩2设置的肋的深度和节距根据可能的污染状况而决定。

图2中表示分布配置的电极5的一种结构实例。在金属圆筒20的顶部和底部设有盘状电极21，在金属圆筒20上设有一个通孔23。在金属圆筒20内设有吸水剂24如沸石和活性氧化铝。一绝缘棒25装在顶部的盘状电极21上，利用绝缘棒25，插放和叠置具有中心孔的面包圈状的氧化锌元件26。底部电极22设有一个支承孔27，从下部将绝缘棒25插入孔27中。

通过聚合物绝缘子1的渗水量按照下式计算：

m＝KDSt/d …(1)

式中：K为水的密度，D为水在聚合绝缘子中的弥散系数，S为聚合物绝缘子的圆筒形部分的表面积，t为放电器的预期寿命，d为圆筒形部分的厚度。

当氧化锌元件的侧而上有大量水时，其绝缘性能下降，在最坏的情形中可能发生接地事故。因此，需要放置的吸水剂量应大于在放电器预期寿命中可能的渗水量m，因此，在本发明中，预定量的吸水剂24被放置在分布配置为电极5的金属圆筒20内。

另外，当成组的氧化锌元件4密集地分布且聚合物绝缘子的外表面被污染时，在聚合物绝缘子的面对的内表面和氧化锌元件之间引起电势差，并引起局部放电，从而引起绝缘故障。因此，当成组的氧化锌元件4如图1所示分布配置时，上述绝缘故障可以被避免。如果增加分布配置的氧化锌元件4的组数时，上述效果也会增加。另外，如图1所示，为了减小电势差，在聚合物绝缘子1中，在成组氧化锌元件4的柱端，最好以有关电极5开始。

从上面的描述可以看出，本实施例的优点在于，可以减小渗透聚合物绝缘子的水的负面作用并可以获得一种聚合物绝缘子包层式放电器，它可以使用对于1mA来说，放电电压约为或大于300V/mm的高压氧化锌元件。另外还有下述优点，即，由于设置了分布配置的电极，高压氧化锌元件的冷却性能得到改善。[实施例2]

图3表示另一实施例。在本实施例中，对于四个中央配置的电极31至34未设置吸水剂。也就是说，本实施例表示只要在氧化锌元件的柱端的电极30和35中设置吸水剂就足够了的情况。四个中央配置的电极31至34是实心的，因而具有进一步有效冷却成组的氧化锌元件4的优点。另外，根据环境，可以只在底端的电极35中放置吸水剂。[实施例3]

图4表示另一个实施例，在本实施例中，分布配置的电极40至45的直径大于成组的氧化锌元件4的直径。因此，氧化锌元件4可比实施例1得到更有效的冷却。[实施例4]

图5表示另一实施例。在本实施例中，只有分布配置的电极50和55的直径大于成组的氧化锌元件4的直径。四个中央配置的电极51至54是实心的，因此，与实施例1比较，成组的氧化锌元件4得到更有效的冷却，另外，与实施例2比较，大量的吸水剂可放置在氧化锌元件柱两端的电极50和55中。另外，根据环境，可以只在底端的电极55中放置吸水剂。[实施例5]

图6表示另一实施例，其中，成组的氧化锌元件60密集地配置，使用两个分布配置的电极61和62。本实施例的优点在于结构简单，可以用于低污染的环境。在两个分布设置的电极61和62中放置的吸水剂量多于可吸收在放电器预期寿命中透入的水的，由上式(1)所限定的量m。另外，根据环境可以只在底端的电极62中放置吸水剂。[实施例6]

图7表示分布配置的电极5的结构的另一实施例，当使用无中心通孔的盘状氧化锌元件时适用本实施例。其中，盘状电极21和22分别设有绝缘棒70和支承孔71，无中心通孔的盘状氧化锌元件72叠置并支承在各自的盘状电极21和22上。

如上所述，在上述结构的放电器中，在聚合物绝缘子内放置的吸水剂量可吸收多于式(1)所限定的水量，即，多于在其预期寿命中透入的水量，成组的氧化锌元件分布配置在其中，而且上述吸水剂是分布配置的，因此，渗透聚合物绝缘子的水的负面作用被减小，可以应用高压氧化锌元件，其对于1mA来说，具有约为或大于300V/mm的放电电压。

如上所述，按照本发明可以减小透过聚合物绝缘子的水的负面作用，从而制得一种聚合物绝缘子式放电器，其中可以应用高压氧化锌元件，对于1mA来说，其放电电压约为或大于300V/mm。

Claims

1.一种绝缘子包层式放电器，它包括成组叠置的放电器元件、一个包住放电器元件组的绝缘圆筒和一个包围绝缘圆筒的外圆周的绝缘外套，所述绝缘外套是由一个聚合物绝缘子构成的，其特征在于：所述成组的放电器元件中的每个放电器元件是对1mA来说放电电压约为300V/mm的高压氧化锌元件，所述成组的放电器元件以分布配置的方式在叠置的方向上设置，在每个所述分布配置的放电器元件组的顶部和底部设有一对分布配置的电极，吸水剂设置在至少一个所述分布配置的电极中。

2.如权利要求1所述的绝缘包层式放电器，其特征在于：所放置的吸水剂量可以吸收从所述聚合物绝缘子透过的水。

3.如权利要求1所述的绝缘包层式放电器，其特征在于：所放置的吸水剂量能够吸收等于或多于在其预期寿命中从所述聚合物绝缘子透过的水量。

4.如权利要求1所述的绝缘包层式放电器，其特征在于：所放置的吸水剂量等于或多于根据下式(1)算出的水量：

m＝KDSt/d (1)

式中：K为水的密度，D为水在聚合物绝缘子中的弥散系数，S为聚合物绝缘子的圆筒形部分的表面积，t为放电器的预期寿命，d为圆筒形部分的厚度。

5.如权利要求4所述的绝缘包层式放电器，其特征在于：所述吸水剂放置在每个所述的分布配置的电极中。

6.如权利要求4所述的绝缘包层式放电器，其特征在于：所述吸水剂只放置在接触设在所述绝缘外套的顶部和底部的金属端件的所述分布配置的电极中。

7.如权利要求4所述的绝缘包层式放电器，其特征在于：所述吸水剂只放置在接触设在所述绝缘外套底部的金属端件的所述分布配置的电极中。

8.如权利要求1至7中任一项所述的绝缘包层式放电器，其特征在于：设在所述放电器元件组之间的每个所述分布配置的电极的直径大于每个所述高压氧化锌元件的直径。

9.如权利要求1至7中任一项所述的绝缘包层式放电器，其特征在于：位于设在所述绝缘外套顶部和底部上的金属端件侧的所述分布配置的电极的直径大于每个高压氧化锌元件的直径。

10.如权利要求1至7中任一项所述的绝缘包层式放电器，其特征在于：位于设在所述绝缘外套底部上的金属端件的所分布配置的电极的直径大于每个高压氧化锌元件的直径。

11.如权利要求1至7中任一项所述的绝缘包层式放电器，其特征在于：每个所述分布配置的电极是由一个金属圆筒构成的，它具有一个在其内外构成连通的通孔，一对盘状电极封闭所述金属圆筒的顶部和底部，所述吸水剂放置在所述金属圆筒内部。

12.一种绝缘子包层式放电器，它包括多个叠置的放电器元件、一个包住叠置的放电器元件的绝缘圆筒和一个包围绝缘圆筒的外圆周的绝缘外套，所述绝缘外套是由一个聚合物绝缘子构成的，其特征在于：所述叠置的放电器元件中的每个放电器元件是对1mA来说放电电压约为300V/mm的高压氧化锌元件，在叠置的放电器元件组的顶部和底部且在所述绝缘外套顶部和底部的金属端件附近设有一对电极，吸水剂放置在至少一个所述的电极中。