CN111145969A - Gil的三支柱绝缘子 - Google Patents

Abstract

本发明涉及高压输电技术领域，具体提供了一种GIL的三支柱绝缘子，该三支柱绝缘子包括支柱主体和浇注在支柱主体的端部的嵌件，所述嵌件远离支柱主体的端面上开设有使嵌件径向收缩以适应支柱主体收缩变形的应力槽。在嵌件上设置有应力槽，在嵌件位于支柱绝缘子中时，嵌件能够通过应力槽将支柱绝缘子对嵌件产生的残余应力向外传递，改善了嵌件的受力结构，避免了嵌件出现变形及微裂等缺陷，从而保证了嵌件与支柱绝缘子的装配关系，保证了支柱绝缘子的绝缘能力。

Description

GIL的三支柱绝缘子

技术领域

本发明涉及高压输电技术领域，具体涉及一种GIL的三支柱绝缘子。

背景技术

气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)是一种采用气体绝缘、外壳与导体同轴布置的高电压、大电流电力传输设备，是继传统的架空线路和地下电缆之后的新型输电方式，并以其输电方式布置紧凑，输送容量大，可靠性高，输电距离长的优点而被广泛运用在电力行业内。气体绝缘金属封闭输电线路包括作为GIL最外层的筒体和设置在筒体内中心筒及导电杆，导电杆设置在中心筒内，中心筒连同导电杆都设置在支柱绝缘子上。在气体绝缘金属封闭输电线路的生产制造、安装及运行的过程中，在其内部不可避免地要产生一定数量的金属微粒，为了保证设备的绝缘性能，在气体绝缘金属封闭输电线路中还设置有微粒捕捉器，微粒捕捉器的主体为圆筒，支柱绝缘子设置在微粒捕捉器的内部并与微粒捕捉器固定连接。

授权公告日为CN207250241U，授权公告日为2018.04.17的专利文件公开了一种用于超/特高压GIL的哑铃型三支柱支撑绝缘子，包括铝合金衬管，在铝合金城管的外周浇注有环氧复合绝缘体，环氧复合绝缘体包括三个环氧复合绝缘体支柱，所述环氧复合绝缘子支柱在铝合金衬管的圆周方向均匀分布，每个环氧复合绝缘体支柱端部嵌入有低压侧金属嵌件，嵌入部分的端部为圆弧形状。在金属嵌件的远离嵌入部分的端部还连接有微粒捕捉器。

现有技术中，支柱绝缘子的嵌件一般为实体结构，与绝缘子的支柱固定是通过浇注一体成型的，在浇注完成后，绝缘子的支柱对嵌件的外周面产生一个朝向嵌件中心的抱紧力，从而实现嵌件与支柱的固定。但是其中存在的问题是：嵌件会受到支柱在浇注过程中产生的残余应力，这些应力会导致嵌件的变形，甚至产生微裂，影响到嵌件与绝缘子之间的装配，在嵌件变形、微裂后会与绝缘子之间产生缝隙，严重影响到支柱绝缘子的绝缘能力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种GIL的三支柱绝缘子，能够解决现有技术中支柱绝缘子容易变形、绝缘能力差的问题。

为实现上述目的，本发明中GIL的三支柱绝缘子采用如下技术方案：

GIL的三支柱绝缘子，包括支柱绝缘子的支柱主体和浇注在支柱主体的端部的嵌件，所述嵌件远离支柱主体的端面上开设有使嵌件径向收缩以适应支柱主体收缩变形的应力槽。

其有益效果在于：在嵌件上设置有应力槽，在嵌件位于支柱绝缘子时，嵌件能够通过应力槽将支柱绝缘子对嵌件产生的残余应力向外传递，改善了嵌件的受力结构，避免了嵌件出现变形及微裂等缺陷，从而保证了嵌件与支柱绝缘子的装配关系，保证了支柱绝缘子的绝缘能力。

进一步的，所述应力槽为开设在嵌件端部的环槽。

其有益效果在于：将应力槽设置为环槽，便于技术人员进行加工，并且环槽在嵌件内所占空间大，能够提高对残余应力的避让能力。

进一步的，所述嵌件包括嵌入支柱内的嵌入部分，所述嵌入部分的外周面上设有凹凸结构。

其有益效果在于：在嵌件嵌入支柱内的部分上设置有凹凸结构，能够避免嵌件在浇注时或浇注完成后收到绝缘子的抱紧力而从绝缘子中脱出的情况，保证了嵌件与绝缘子的稳定配合。

进一步的，所述嵌件上端面高于支柱主体的上端面。

其有益效果在于：将嵌件的上端面设置高于支柱主体的上端面，在三支柱绝缘子进行装配时与微粒捕捉器的内壁之间形成了一个气隙，这个气隙能避免了由气体、绝缘子及金属材料形成的危险区域，改变了筒体内在此处的电场，形成了一个低电场区域，降低了微粒在此处聚集的危害，使微粒难以在电场的作用下聚集在此处，使支柱绝缘子上不会附着金属微粒，从而提高了支柱绝缘子的绝缘能力，提高了使用该装配结构的气体绝缘金属封闭输电线路的绝缘性。

进一步的，所述嵌件的端部设有用于与微粒捕捉器固定的螺栓，螺栓的头部套设有保护垫。

其有益效果在于：保护垫将螺栓的头部包裹住，使螺栓的头部在移动时不会剐蹭其他结构，避免了在移动支柱绝缘子的过程中产生金属微粒，降低GIL整体的绝缘能力。

进一步的，所述支柱绝缘子中部套设有中心筒，所述中心筒与绝缘子交接面为经过打磨处理的打磨区。

其有益效果在于：在交接面进行打磨，减少了在此处存在的毛边而导致的电场集中的问题，能够有效降低在此处电场的强度，直接提高支柱绝缘子整体的绝缘裕度。

附图说明

图1为本发明中GIL的三支柱绝缘子与微粒捕捉器的装配结构的结构示意图；

图2为本发明中GIL的三支柱绝缘子与微粒捕捉器的装配结构的剖视图；

图3为本发明中GIL的三支柱绝缘子的正视图；

图4为图3中沿A-A向的剖视图；

图5为本发明中GIL的三支柱绝缘子与微粒捕捉器的装配结构的局部视图；

图6为本发明中GIL的三支柱绝缘子与中心筒的配合示意图。

图中：1.筒体；2.三支柱绝缘子；21.打磨区；3.微粒捕捉器；4.嵌件；41.应力槽；42.螺纹；5.导电杆；6.中心筒；7.垫板；8.螺栓；9.保护垫。

具体实施方式

现结合附图来对本发明中GIL的三支柱绝缘子与微粒捕捉器的装配结构进行说明。

如图1至图6所示，为本发明中GIL的三支柱绝缘子的具体实施方式：本发明中的GIL的三支柱绝缘子包括作为三支柱绝缘子中绝缘部分的支柱主体，在支柱主体内设置有嵌件，为了改善嵌件的受力结构，在嵌件上设置有应力槽，能够退让绝缘子对嵌件产生的残余应力，保证了嵌件与支柱绝缘子的装配关系，也保证了支柱绝缘子的绝缘能力。在实际应用中，本发明中的三支柱绝缘子2与现有技术中的微粒捕捉器3配合使用，主要用在气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)中，在气体绝缘金属封闭输电线路中设置有外形为圆柱体的筒体1，筒体1作为形成输电线路主要的框架，而三支柱绝缘子2及微粒捕捉器3都是设置在筒体1内。如图1所示，在筒体1内设置有三支柱绝缘子2、微粒捕捉器3及导电杆5。导电杆5作为输送电流的主要通道，被设置在筒体1内加以保护。在导电杆5的外侧依次设置有作为三支柱绝缘子2一部分的中心筒6及三支柱绝缘子2、微粒捕捉器3。

其中，三支柱绝缘子2的中部设置有穿孔，在穿孔内设置有能够固定导电杆5的中心筒6，使导电杆5穿过中心筒6被三支柱绝缘子2固定，在三支柱绝缘子2的上还设置有三个支柱主体，支柱主体围绕着三支柱绝缘子2的回转轴线以120°的间隔均匀布置。每个支柱主体上都设置有能够与微粒捕捉器3固定的嵌件4。由于气体绝缘金属封闭输电线路的零部件大多采用金属材料，在气体绝缘金属封闭输电线路的生产制造、安装及调试运行的过程中，不可避免地会一些金属微粒，这些金属微粒在电场的作用下，会附着在筒体1内各零部件的表面上，降低了这些零部件的绝缘能力，导致这些零部件会在较低电压下发生间隙击穿或在三支柱绝缘子2的表面上发生沿面闪络，影响到设备的正常使用。而设置的微粒捕捉器3能够对筒体1内产生的金属微粒进行收集，提高气体绝缘金属封闭输电线路整体的绝缘能力和安全性。微粒捕捉器3的主体为金属材料制成的圆柱形筒体，微粒捕捉器3上开设有用于收集金属微粒的凹槽，三支柱绝缘子2依靠其支柱端部的嵌件4实现与微粒捕捉器3固定，并且嵌件4穿过微粒捕捉器3与气体绝缘金属封闭输电线路的筒体1接触，嵌件4上对应设置有与筒体1滚动配合或直接支撑的结构。

在对三支柱绝缘子2及微粒捕捉器3进行装配时，由于三支柱绝缘子2上的嵌件4是与三支柱绝缘子2浇注成型的，当三支柱绝缘子2的支柱顶在微粒捕捉器3的内表面上，实现了微粒捕捉器3与三支柱绝缘子2的固定。并且在微粒捕捉器3上开设有供嵌件4一部分穿出的通孔，嵌件4的端部通过通孔穿出微粒捕捉器3内。

所述嵌件4的主体包括一个形状为圆柱体的金属件，在金属件的端部开设有与微粒捕捉器3上通孔适配的螺孔，螺孔内适配连接有螺栓8，螺栓8的头部位于微粒捕捉器3外而螺栓8的杆部与嵌件的主体配合，在螺栓8的头部与微粒捕捉器3的外表面之间还设置有垫板7，垫板7一端与嵌件连接，而另一端与筒体的内表面焊接。在三支柱绝缘子2的外周均布有三个垫板7，且每个垫板7的主体为矩形的板材，在垫板7的靠近筒体的内表面的一侧设置有与筒体内表面适配的弧面。在螺栓的头部上罩设有保护垫9，能够在支柱绝缘子与筒体相对运动时防止螺栓8的头部剐蹭筒体1的内表面，从而杜绝了因剐蹭产生金属微粒的情况。

而嵌件4位于微粒捕捉器3内的主体部分与对应微粒捕捉器3的内表面垂直布置，并且由于嵌件4与微粒捕捉器3接触，在支柱与微粒捕捉器3的内壁之间设有间隔，这个间隔的距离可以选为1-2mm，在这个间隔中形成了一个气隙，这个气隙避免了由气体、绝缘子及金属材料形成的危险区域，改变了筒体1内在此处的电场，形成了一个低电场区域，降低了微粒在此处聚集的危害。

在嵌件4的主体外周面上还设置有作为凹凸结构的螺纹42，在嵌件4与三支柱绝缘子2进行浇注成型时，螺纹42能够在成型后保证嵌件4与绝缘子的紧固配合，防止嵌件4在三支柱绝缘子2中松脱而产生间隙，保证了三支柱绝缘子2在工作时的绝缘能力。并且在嵌件4的主体上还设置有沿其轴线方向布置的应力槽41，应力槽41从嵌件4与微粒捕捉器3内表面的接触面上贯穿至嵌件4的内部。在刚完成浇注后，三支柱绝缘子2会向内收缩，在收缩时会对嵌件4产生一个向嵌件4内挤压的应力，如果在嵌件4上不设置应力槽，则会使嵌件4变形、扭曲，也会使三支柱绝缘子2在使用时失效，从而直接了降低三支柱绝缘子2的使用寿命。但是在本发明中设置在嵌件4上的应力槽41，能够将三支柱绝缘子2传递来的应力向外传递，改善嵌件4的受力情况。

对于本发明中的三支柱绝缘子2，其中的支柱为两端部宽而中部窄的形状，一方面相对于现有技术中的圆柱形支柱，这种特殊的结构增加了爬电距离，并且因为在支柱表面上的曲率一直发生变化，改变了电场的矢量方向，避免了电场沿三支柱绝缘子2表面的分量与支柱绝缘子重合，从而使电场在支柱表面的有害分量最小，提高了三支柱绝缘子2的绝缘强度。

另外，在三支柱绝缘子2中设置有供中心筒6穿设的通孔，这个通孔内设置有中心筒，技术人员对中心筒与绝缘子之间的交接面进行打磨处理，使用砂纸来分别对绝缘子及中心筒进行手工打磨，形成了打磨区21，提高了该处的表面粗糙度，减少了在此处存在的毛边而导致的电场集中的问题，能够有效降低在此处电场的强度，直接提高支柱绝缘子整体的绝缘裕度。

在技术人员对本发明中的三支柱绝缘子2及微粒捕捉器3进行装配时，将中心筒6及嵌件4固定在相应的模具中，然后使用绝缘材料进行浇注，形成上述实施方式中的三支柱绝缘子2，然后再将用于在气体绝缘金属封闭输电线路中的导电杆5穿设在三支柱绝缘子2中的中心筒6内，并且在中心筒6的两端进行缩口，使中心筒6开口的边沿压紧在导电杆5上，此时完成了支柱绝缘子部分的固定安装。

然后再将微粒捕捉器3套设在三支柱绝缘子2上，移动微粒捕捉器3使三支柱绝缘子2上嵌件4与微粒捕捉器3上的通孔对应，然后使用螺栓8及垫板7将三支柱绝缘子2与微粒捕捉器3进行固定，在三支柱绝缘子2的支柱与微粒捕捉器3的内壁之间留有间隔，这个间隔形成了能够改变电场畸变的气隙，降低了微粒在此处聚集的危害。在完成好微粒捕捉器3与三支柱绝缘子2的装配后，在螺栓8的头部上罩设有保护垫9，保护垫9将螺栓8的头部包裹住，使螺栓8的头部在移动时不会剐蹭其他结构。最后将由三支柱绝缘子2与微粒捕捉器3固定装配的结构送入到筒体1内，技术人员需要对筒体1内的金属微粒进行处理，避免影响设备的绝缘能力。

在其他实施例中，应力槽还可以替换为多个由嵌件的上端面穿入到嵌件中的单体槽，各单体槽之间配合形成了能够退让应力的应力槽。

在其他实施例中，凹凸结构还可以替换为环台，凸点等改变嵌件外周面形状的结构。

在其他实施例中，嵌件的上端面可以与支柱主体的上端面平齐设置。

以上所述的具体实施方式，对本发明的发明目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡是在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.GIL的三支柱绝缘子，包括支柱绝缘子的支柱主体和浇注在支柱主体的端部的嵌件，其特征在于：所述嵌件远离支柱主体的端面上开设有使嵌件径向收缩以适应支柱主体收缩变形的应力槽。

2.根据权利要求1所述的GIL的三支柱绝缘子，其特征在于：所述应力槽为开设在嵌件端部的环槽。

3.根据权利要求1或2所述的GIL的三支柱绝缘子，其特征在于：所述嵌件包括嵌入支柱内的嵌入部分，所述嵌入部分的外周面上设有凹凸结构。

4.根据权利要求1或2所述的GIL的三支柱绝缘子，其特征在于：所述嵌件上端面高于支柱主体的上端面。

5.根据权利要求1或2所述的GIL的三支柱绝缘子，其特征在于：所述嵌件的端部设有用于与微粒捕捉器固定的螺栓，螺栓的头部套设有保护垫。

6.根据权利要求1或2所述的GIL的三支柱绝缘子，其特征在于：所述支柱绝缘子中部套设有中心筒，所述中心筒与绝缘子交接面为经过打磨处理的打磨区。

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