CN113410013A - 一种刚性气体绝缘输电线路的绝缘子结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种刚性气体绝缘输电线路用绝缘子结构，包括法兰圈、绝缘件、中央嵌件以及屏蔽圈，所述绝缘件安装于所述法兰圈的内侧，所述中央嵌件和所述屏蔽圈嵌设安装于所述绝缘件上且所述屏蔽圈设于所述法兰圈和所述中央嵌件之间，所述屏蔽圈为沿周向可伸缩的屏蔽弹簧，所述屏蔽弹簧由屏蔽线材螺旋缠绕后首尾相接而成。本发明公开的刚性气体绝缘输电线路用绝缘子结构，区别于传统的圆柱形金属圆环，屏蔽圈使用弹簧结构，这种结构具有屏蔽效果好、便于安装，内嵌到绝缘件中内应力小的优点。

Description

一种刚性气体绝缘输电线路的绝缘子结构

技术领域

本发明涉及电气技术领域，尤其是指一种刚性气体绝缘输电线路的绝缘子结构。

背景技术

气体绝缘输电线路(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。其相对于传统的架空线或输电电缆，具有不受恶劣气候和特殊地形等环境因素影响、有效利用空间资源、减少电磁影响、增大载流量以及故障率低、维护方便等优点，是当前输电系统的发展趋势。传统GIL结构主要的绝缘子有两种，一是三支撑绝缘子，二是盆式绝缘子，特别是三相共仓的GIL结构，对于盆式绝缘子的强度及电场均匀性有极高的要求。

传统盆式绝缘子的对地端低电位屏蔽结构多采用多段圆柱形屏蔽铝环的结构，因需要与外圈法兰环固定，整体的铝环刚度强，无法直接固定，需要使用分体的连接结构，安装繁琐，所以多采用分段屏蔽铝环的固定方式，而这种方式电场屏蔽效果欠佳，不是真正意义上的整体屏蔽和均匀电场。在盆式绝缘子浇注过程中，由于屏蔽环的刚性连接，在盆式绝缘子固化过程中容易产生内应力，从而对盆式绝缘子的产品质量产生影响。

传统的盆式绝缘子结构常采用一凸一凹的两侧结构，这样的结构受力不均匀，所以在盆子本体上增加一系列加强筋结构，来提高机械强度和电场的均匀，在这样做的同时增加制造难度的同时增加了材料成本。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中屏蔽圈屏蔽质量不佳和绝缘子产品质量不佳的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种刚性气体绝缘输电线路用绝缘子结构，包括法兰圈、绝缘件、中央嵌件以及屏蔽圈，所述绝缘件安装于所述法兰圈的内侧，所述中央嵌件和所述屏蔽圈嵌设安装于所述绝缘件上且所述屏蔽圈设于所述法兰圈和所述中央嵌件之间，所述屏蔽圈为沿周向可伸缩的屏蔽弹簧，所述屏蔽弹簧由屏蔽线材螺旋缠绕后首尾相接而成。

进一步的，所述屏蔽弹簧为拉伸弹簧，无外力作用下，所述屏蔽弹簧内周位置处的相邻两圈线材挤压在一起。

进一步的，所述法兰圈设有沿其周向均布的多个外连接点，每个所述外连接点处设有螺栓孔，所述螺栓孔中穿设有螺钉部件且所述螺钉部件的螺钉头与所述螺栓孔之间设有缓冲弹簧，所述屏蔽圈设有沿其周向均布的多个内连接点，每个所述内连接点处固定有连接线，每根所述连接线固定有螺母部件，所述螺钉部件伸入所述法兰圈内侧的螺杆段与所述螺母部件一一对应的连接。

进一步的，所述螺栓孔设有位于所述法兰圈内周面的内沉孔和位于所述法兰圈外周面的外沉孔，所述螺母部件隐藏于所述内沉孔中，所述螺钉部件的螺钉头隐藏于所述外沉孔中。

进一步的，所述螺母部件与所述螺栓孔之间设有密封垫。

进一步的，所述绝缘件为浇注形成于所述法兰圈、所述屏蔽弹簧以及所述中央嵌件之间的树脂浇注件。

进一步的，所述绝缘件呈板状，所述绝缘件的外侧面与所述法兰圈的内周面接触，所述绝缘件的内孔贯穿其两个板面，所述中央嵌件固定于所述绝缘件的内孔中，所述绝缘件的两个板面上设有多处下凹部。

进一步的，所述多处下凹部包括T形槽、弧形凹面以及U形槽，所述T形槽设于所述法兰圈的内侧，所述U形槽设于所述中央嵌件的外侧，所述弧形凹面设于所述T形槽和所述U形槽之间。

进一步的，所述法兰圈设有浇注孔、防转槽、防脱槽以及密封槽，所述浇注孔的两孔口分别贯穿所述法兰圈的内侧壁和外侧壁，所述防转槽的槽口贯穿所述法兰圈的内侧壁，所述防脱槽的槽口贯穿所述法兰圈的内侧壁且分布于所述法兰圈的内侧壁的多个周向不同位置处，所述密封槽为环形密封槽，所述环形密封槽的槽口贯穿所述法兰圈的环形端面。

进一步的，所述刚性气体绝缘输电线路为三相共仓式GIL结构。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

1)本发明公开的刚性气体绝缘输电线路用绝缘子结构，区别于传统的圆柱形金属圆环，屏蔽圈使用弹簧结构，这种结构具有屏蔽效果好、便于安装，内嵌到绝缘件中内应力小的优点；

2)本发明公开的刚性气体绝缘输电线路用绝缘子结构，屏蔽圈与法兰圈在安装过程中，使用弹簧缓冲来减少绝缘子在固化过程中产生的内应力，能显著提高产品质量；

3)本发明公开的刚性气体绝缘输电线路用绝缘子结构，绝缘件采用平板结构，并且中央嵌件与绝缘件厚度保持一致，在设计过程中增加了绝缘件表面的弧形凹面，并且在中央嵌件周边增加U形槽特征，通过这些形状和特征来增加沿面爬电距离，从而提高绝缘子的整体电场强度；

4)本发明公开的刚性气体绝缘输电线路用绝缘子结构，通过设置T形槽来缓解绝缘子的内应力释放。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中，

图1是本发明公开的刚性绝缘气体输电线路用绝缘子结构的主视图；

图2是本发明公开的刚性绝缘气体输电线路用绝缘子结构的侧视图；

图3是本发明公开的屏蔽圈与法兰圈的连接示意图；

图4是本发明公开的法兰圈的结构示意图。

说明书附图标记说明：1、法兰圈；11、螺栓孔；12、浇注孔；13、防转槽；14、防脱槽；15、密封槽；2、绝缘件；21、T形槽；22、弧形凹面；23、U形槽；3、中央嵌件；4、屏蔽圈；5、固定组件；51、螺钉部件；52、缓冲弹簧；53、连接线；54、螺母部件；55、密封垫。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供作为进一步改进说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。在本公开中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本公开各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本公开中任一部件或元件，不能理解为对本公开的限制。本公开中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接,也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本公开中的具体含义，不能理解为对本公开的限制。

参照图1至图4所示，如其中的图例所示，本发明的一种刚性气体绝缘输电线路用绝缘子结构，包括法兰圈1、绝缘件2、中央嵌件3以及屏蔽圈4，绝缘件2安装于法兰圈1的内侧，中央嵌件3和屏蔽圈4嵌设安装于绝缘件2上且屏蔽圈4设于法兰圈1和中央嵌件3之间，屏蔽圈4为沿周向可伸缩的屏蔽弹簧，屏蔽弹簧由屏蔽线材螺旋缠绕后首尾相接而成。

本实施例中，屏蔽弹簧为拉伸弹簧，无外力作用下，屏蔽弹簧内周位置处的相邻两圈线材挤压在一起。

本实施例中，法兰圈1设有沿其周向均布的多个外连接点，每个外连接点处设有螺栓孔11，螺栓孔11中穿设有螺钉部件51且螺钉部件51的螺钉头与螺栓孔11之间设有缓冲弹簧52，屏蔽圈4设有沿其周向均布的多个内连接点，每个内连接点处固定有连接线53，每根连接线53固定有螺母部件54，螺钉部件51伸入法兰圈1内侧的螺杆段与螺母部件54一一对应的连接。

本实施例中，螺栓孔设有位于法兰圈1内周面的内沉孔和位于法兰圈1外周面的外沉孔，螺母部件54隐藏于内沉孔中，螺钉部件51的螺钉头隐藏于外沉孔中。

本实施例中，螺母部件54与螺栓孔之间设有密封垫55。

上文中的螺钉部件51、缓冲弹簧52、连接线53、螺母部件54以及密封垫55组成固定组件5。

本实施例中，绝缘件2为浇注形成于法兰圈1、屏蔽圈4以及中央嵌件3之间的树脂浇注件。

本实施例中，绝缘件2呈板状，绝缘件2的外侧面与法兰圈1的内周面接触，绝缘件2的内孔贯穿其两个板面，中央嵌件3固定于绝缘件2的内孔中，绝缘件2的两个板面上设有多处下凹部。

本实施例中，多处下凹部包括T形槽21、弧形凹面22以及U形槽23，T形槽21设于法兰圈1的内侧，U形槽23设于中央嵌件3的外侧，弧形凹面22设于T形槽21和U形槽23之间。

本实施例中，法兰圈1设有浇注孔12、防转槽13、防脱槽14以及密封槽15，浇注孔12的两孔口分别贯穿法兰圈1的内侧壁和外侧壁，防转槽13的槽口贯穿法兰圈1的内侧壁，防脱槽14的槽口贯穿法兰圈1的内侧壁且分布于法兰圈1的内侧壁的多个周向不同位置处，密封槽15为环形密封槽，环形密封槽的槽口贯穿法兰圈1的环形端面。

本实施例中，刚性气体绝缘输电线路为三相共仓式GIL结构。

上述技术方案中，螺栓孔11用于安装屏蔽圈4，浇注孔12用于树脂本体的浇注工艺需求，防转槽13用于绝缘件2的防转与固定，防脱槽14用于法兰圈1与绝缘件2的连接，密封槽15用于法兰圈1与GIL其他壳体法兰连接后的防水漏气密封需要。

法兰圈1位于绝缘子结构最外圈，起到支撑并与其他GIL壳体法兰连接的作用，每个绝缘子结构上有三个中央嵌件3，中央嵌件3的两端带有定位螺栓孔，在三相共仓的结构中起到连接两侧导体导电的作用。在绝缘子结构生产过程中采用环氧真空浇注的形式，将法兰圈1、中央嵌件3固定到模具上，将屏蔽圈4通过固定组件5安装到法兰圈1上，通过法兰圈1上的浇注孔12将树脂浇注到模具中，经过多道工序后环氧树脂固化形成盆式绝缘子环氧浇注本体，T形槽、弧形凹面以及U形槽均是通过模具结构形成的特征。

其中屏蔽圈与固定组件及法兰圈的装配过程是这样的，首先将连接线53共6只均匀等分与屏蔽圈4(圆环状)焊接，连接螺母部件54与连接线53通过工艺处理后连接后一个整体，在装模过程中通过螺钉部件51、缓冲弹簧52与密封件55将整体与法兰圈1通过均分的6个双头沉孔固定完成安装过程。

上述浇注孔12、防转槽13、防脱槽14以及密封槽15均设置有倾角结构。中央嵌件3外端面边缘设置有应力释放槽，中央嵌件3共3个，分布于同一等边三角形的三顶点处，中央嵌件3与绝缘件2之间进行界面剂涂覆工艺。屏蔽圈4为绕线弹簧，材质为铝或铜，表面具有喷砂处理工艺。屏蔽圈4与连接线53间连接方式为压接。使用密封垫55来进行密封，可有效防止浇注过程中树脂泄露。使用缓冲弹簧52可有利于固化过程中的应力释放。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种刚性气体绝缘输电线路用绝缘子结构，包括法兰圈、绝缘件、中央嵌件以及屏蔽圈，所述绝缘件安装于所述法兰圈的内侧，所述中央嵌件和所述屏蔽圈嵌设安装于所述绝缘件上且所述屏蔽圈设于所述法兰圈和所述中央嵌件之间，其特征在于，所述屏蔽圈为沿周向可伸缩的屏蔽弹簧，所述屏蔽弹簧由屏蔽线材螺旋缠绕后首尾相接而成。

2.根据权利要求1所述的刚性气体绝缘输电线路用绝缘子结构，其特征在于，所述屏蔽弹簧为拉伸弹簧，无外力作用下，所述屏蔽弹簧内周位置处的相邻两圈线材挤压在一起。

3.根据权利要求1所述的刚性气体绝缘输电线路用绝缘子结构，其特征在于，所述法兰圈设有沿其周向均布的多个外连接点，每个所述外连接点处设有螺栓孔，所述螺栓孔中穿设有螺钉部件且所述螺钉部件的螺钉头与所述螺栓孔之间设有缓冲弹簧，所述屏蔽圈设有沿其周向均布的多个内连接点，每个所述内连接点处固定有连接线，每根所述连接线固定有螺母部件，所述螺钉部件伸入所述法兰圈内侧的螺杆段与所述螺母部件一一对应的连接。

4.根据权利要求3所述的刚性气体绝缘输电线路用绝缘子结构，其特征在于，所述螺栓孔设有位于所述法兰圈内周面的内沉孔和位于所述法兰圈外周面的外沉孔，所述螺母部件隐藏于所述内沉孔中，所述螺钉部件的螺钉头隐藏于所述外沉孔中。

5.根据权利要求3所述的刚性气体绝缘输电线路用绝缘子结构，其特征在于，所述螺母部件与所述螺栓孔之间设有密封垫。

6.根据权利要求1所述的刚性气体绝缘输电线路用绝缘子结构，其特征在于，所述绝缘件为浇注形成于所述法兰圈、所述屏蔽弹簧以及所述中央嵌件之间的树脂浇注件。

7.根据权利要求1所述的刚性气体绝缘输电线路用绝缘子结构，其特征在于，所述绝缘件呈板状，所述绝缘件的外侧面与所述法兰圈的内周面接触，所述绝缘件的内孔贯穿其两个板面，所述中央嵌件固定于所述绝缘件的内孔中，所述绝缘件的两个板面上设有多处下凹部。

8.根据权利要求7所述的刚性气体绝缘输电线路用绝缘子结构，其特征在于，所述多处下凹部包括T形槽、弧形凹面以及U形槽，所述T形槽设于所述法兰圈的内侧，所述U形槽设于所述中央嵌件的外侧，所述弧形凹面设于所述T形槽和所述U形槽之间。

9.根据权利要求7所述的刚性气体绝缘输电线路用绝缘子结构，其特征在于，所述法兰圈设有浇注孔、防转槽、防脱槽以及密封槽，所述浇注孔的两孔口分别贯穿所述法兰圈的内侧壁和外侧壁，所述防转槽的槽口贯穿所述法兰圈的内侧壁，所述防脱槽的槽口贯穿所述法兰圈的内侧壁且分布于所述法兰圈的内侧壁的多个周向不同位置处，所述密封槽为环形密封槽，所述环形密封槽的槽口贯穿所述法兰圈的环形端面。

10.根据权利要求1所述的刚性气体绝缘输电线路用绝缘子结构，其特征在于，所述刚性气体绝缘输电线路为三相共仓式GIL结构。

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