CN1255821C - 单元串接式复合绝缘子 - Google Patents

Abstract

单元串接式复合绝缘子，涉及一种用于高压输电线路的复合绝缘子。它由芯棒、芯棒外的伞裙及芯棒两端的金属端头构成。它由至少两个以上的绝缘子单元连接组合而成，各单元可以等长或不等长、芯棒可以等径或不等径、伞裙形状可以等形或不等形，伞裙直径可以等径或不等径，伞裙间等距可以等距或不等距。各单元串接时，相邻单元间外伞裙的合模线不在一条直线上。本发明可以根据电压等级和机械负荷的需要以及其它的需求设置不同功能的单元，在导线侧的单元和单元的连接处配置有均压、引弧装置，电场分布均匀，有效解决了伞裙老化、芯棒脆断、不明闪络等问题。在接地侧的单元上配置有防鸟害装置，可防鸟害。有些伞裙为加大、加厚的伞裙机械强度高。

Description

单元串接式复合绝缘子

                            技术领域

本发明涉及一种用于高压输电线路的复合绝缘子。

                            背景技术

绝缘子的作用是把电位不相同的导体分隔开来，不让导体之间有电流通过，以保持它们之间不同的电位。绝缘子一般由电阻极高的绝缘材料制成，用这种材料可以隔离带电的或者不同电位的导体，使电流能按一定的方向流通。按照绝缘材料的不同，绝缘子可以分为瓷绝缘子、玻璃绝缘子和复合绝缘子三大类。

由于复合绝缘子具有重量轻、强度高、耐污闪能力强、无零值、制造工艺简单及运行维护方便等优点，因此在短短三、四十年间，在世界范围内获得了广泛的应用。

但是，在送电线路运行的绝缘子会受到雷击、污秽、鸟害、冰雪、高温、温差等环境的影响，在电气上要受到强电场、雷电冲击电流、工频电弧电流的作用，在机械上要受到长期工作荷载、综合荷载、导线舞动等机械力的作用，因此复合绝缘子在运行中也暴露出了不少问题。其中的主要问题是：伞裙老化问题、芯棒脆断问题、不明闪络问题、鸟害闪络、雷击闪络等。

复合绝缘子在生产中也存在一些问题，主要有：

1、复合绝缘子的外绝缘一般采用注射成型工艺，由于设备和模具的限制，需要分段进行，在先后二次注射的硅橡胶伞裙之间，有一个接头界面，这种界面对伞裙的安全运行存在着隐患；

2、注射成型工艺所形成的伞裙和护套，将存在两条相对的贯穿性的合模缝，这种沿绝缘表面出现的合模缝会使附近的电场分布不均匀，也会使附近容易积污，造成复合绝缘子的绝缘水平降低，直接影响到产品的防污性能。

                            发明内容

本发明的目的是针对上述不足，旨在提供一种电场分布均匀、延缓伞裙老化、防止导线侧芯棒脆断、减少复合绝缘子的不明闪络、提高闪络电压、可防止鸟害、防电弧烧蚀伞裙、不需分段重复压模、适应机械化生产、有效解决合模线、安装方便、减少维护费用的单元串接式复合绝缘子。

本发明目的的实现方式为，单元串接式复合绝缘子，由至少两个以上的绝缘子单元通过上单元的下端头的球头2和下单元的上端头的球窝1连接组合而成，各单元等长或不等长、芯棒4等径或不等径、伞裙3形状等形或不等形，伞裙3直径等径或不等径，伞裙间距等距或不等距。各单元串接时，相邻单元间伞裙的合模线5不在一条直线上，导线侧的单元和单元的连接处配置有均压、引弧装置6、7。

对110kv电压及以上等级的复合绝缘子使用本发明。

本发明将单根结构的复合绝缘子改变为单元串接式复合绝缘子，有以下优点：

1、可以根据电压等级和机械负荷的需要以及其它的需求设置不同功能的单元，并在导线侧的单元和单元的连接处配置有均压、引弧装置，电场分布均匀，从而有效解决了伞裙老化、芯棒脆断、不明闪络等问题：

1)传统的瓷质悬式绝缘子串的重要工作条件之一是沿绝缘子串的电压分布，由于绝缘子的金属部分与接地杆塔和带电导线间有电容存在，使得沿绝缘子串电压分布不均匀，靠近导线的第一个绝缘子承受电压最高，常常会发生电晕，引起无线电干扰，影响绝缘子寿命，电压等级越高，绝缘子串长越长，这一问题越突出，

采用本发明，在靠近导线侧设置均匀电场的单元结构，它可以有效减小该处的电场集中问题；

2)复合绝缘子的伞裙使用的是硅橡胶材料，这是一种有机复合材料，所以一定存着老化问题，而且目前的结构，使得它在运行中承受极不均匀的电场作用，这更造成了硅橡胶材料的性能降低和老化，采用了均匀电场的单元后，可以有效延缓伞裙老化问题；

3)一般认为，芯棒脆断与复合绝缘子的密封工艺和电压分布极不均匀有关、因为芯棒脆断通常都发生在绝缘子的金属端头与导线连接处的附近，这里的电场非常集中，如再加上端部密封不好，潮气进入则会在此处产生电弧，电弧灼伤芯棒，使玻璃纤维断裂，造成芯棒断裂。

最近的研究发现：由于芯棒中存在气隙和杂质，再加上电场极不均匀，就会在芯棒内部产生局部放电，这种反复的局部放电侵蚀了芯棒中的有机树脂，并产生酸性物质导致了芯棒的脆性破坏，而这种破坏是与绝缘子的密封工艺无关的，采用了均匀电场的单元后，可以有效地解决芯棒脆断问题；

4)不明闪络在瓷、玻璃、复合绝缘子中均有发生，但复合绝缘子的不明闪络在故障中所占比例要高出瓷、玻璃的5～10％，这说明除开大气条件是引起不明闪络的原因之外，绝缘子本身的结构和工艺也是关键的原因。

复合绝缘子的产品整体性能在国际上1991年有统一标准规定。有关复合绝缘子的表面结构形状的参数，由于受到单根芯棒的影响，基本上都采用棒型瓷绝缘子表面的结构形状。而棒型瓷绝缘子的伞裙的形状和布置是由湿闪络电压决定的，因此伞裙的直径偏小，伞径小于150mm，伞裙的间距偏小，间距小于30mm，上表面的倾角变化也不大，这样就会造成伞裙间爬电距离被空气短路和发生伞裙间飞弧短接，尤其是在复合绝缘子运行多年后，憎水性部分丧失或完全丧失后，这种现象更容易发生，

采用单元型结构之后，每一单元的长度比原有的单根结构缩短了，所以，可以在某一单元设置大直径伞盘结构，伞裙的伞径大于160mm，使伞间距增大，伞裙的间距大于30mm，可以明显减少伞裙的边缘效应，减少复合绝缘子的不明闪络；

同时在单元的连接处配置均压装置，改善了复合绝缘子的电场分布，电场的均匀化可以使放电电压提高，从而也提高了闪络电压；

5)原有的复合绝缘子也有由单元串接而成的，但单元长度为等距，各单元不带功能性质，只是长度的减小，而本发明所串接的单元可以等长或不等长，结构也可不同，故各可具有不同的功能；

2、在接地侧的单元上配置有防鸟害装置，可防鸟害，也可以兼做引弧装置。

3、有利于生产

采用单元型结构之后，每一单元的长度比原有的单根结构缩短了，开模简单了，不需要分段重复压模，适应机械化生产，可减少废品率；

4、采用单元型结构有效解决了合模缝问题。

5、安装方便，在运行中在绝缘子发生故障时只需更换故障单元，减少了安装费用和维护费用。

                           附图说明

图1  本发明伞裙加大、加厚的单元结构示意图

图2  本发明大直径伞裙的单元结构示意图

图3  本发明相邻单元间伞裙的合模线不在一个直线上的结构示意图

图4  带有均压、引弧和防鸟害装置的本发明结构示意图

                         具体实施方式

本发明由至少两个以上的绝缘子单元通过上单元的下端头的球头2和下单元的上端头的球窝1连接组合而成，各单元等长或不等长、芯棒4等径或不等径、伞裙3形状等形或不等形，伞裙3直径等径或不等径，伞裙间距等距或不等距。各单元串接时，相邻单元间外伞裙的合模线5不在一条直线上。

本发明在导线侧的单元和单元的连接处配置有均压、引弧装置6和7，均压、引弧装置6、7为圆形、椭圆形或上翘的∞形，圆形均压、引弧装置的直径至少大于伞裙的直径，椭圆形均压、引弧装置的短轴至少大于伞裙的直径，椭圆形的长轴方向与导线垂直，单元连接处的均压、引弧装置7的屏蔽深度大于50mm(见图4)。导线侧的单元设置有伞径不小于160mm，中心部位厚度不小于20mm的加大、加厚的伞裙9(见图1)。加大、加厚的伞裙9上、下带有圆锥形的伞裙10，加大、加厚的伞裙9下方的圆锥形的伞裙10将导线侧端头包裹在内(见图1)。在整串单元中有一个以上的单元有伞径不小于160mm的伞裙3，伞裙3的间距不小于30mm(见图2)。伞裙的加大、加厚除有均压作用外，还可增强伞裙的机械强度。均压、引弧装置6、7用金属材料制成。

在接地侧的单元上配置有防鸟害装置8，鸟害装置为圆盘或带下沿的圆盘，直径大于导线侧的均压、引弧装置的直径。防鸟害装置8也可用于非单元串接式复合绝缘子。均压、引弧装置6和7、防鸟害装置8用金属材料制成。

Claims (6)

1、单元串接式复合绝缘子，由芯棒、芯棒外的伞裙及芯棒两端的金属端头构成，其特征在于由至少两个以上的绝缘子单元通过上单元的下端头的球头(2)和下单元的上端头的球窝(1)连接组合而成，各单元等长或不等长，芯棒(4)等径或不等径、伞裙(3)形状等形或不等形，伞裙(3)直径等径或不等径，伞裙间距等距或不等距，各单元串接时，相邻单元间伞裙的合模线(5)不在一条直线上，导线侧的单元和单元的连接处配置有均压、引弧装置(6、7)。

2、根据权利要求1所述的复合绝缘子，其特征在于均压、引弧装置(6、7)为圆形、椭圆形或上翘的∞形，圆形均压、引弧装置的直径至少大于伞裙的直径，椭圆形均压、引弧装置的短轴至少大于伞裙的直径，椭圆形的长轴方向与导线垂直，单元连接处的均压、引弧装置的屏蔽深度大于50mm。

3、根据权利要求1所述的复合绝缘子，其特征在于在导线侧的单元设置有伞径不小于160mm，中心部位厚度不小于20mm的加大、加厚的伞裙(9)。

4、根据权利要求3所述的复合绝缘子，其特征在于加大、加厚的伞裙(9)上、下带有圆锥形的伞裙(10)，加大、加厚的伞裙(9)下方的圆锥形的伞裙(10)将导线侧端头包裹在内。

5、根据权利要求1所述的复合绝缘子，其特征在于有一个以上的单元有伞径不小于160mm的伞裙(3)，伞裙(3)的间距不小于30mm。

6、根据权利要求1所述的复合绝缘子，其特征在于均压、引弧装置(6、7)用金属材料制成。

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