CN203085296U - 应用于大风区的新型抗强风型复合绝缘子 - Google Patents

应用于大风区的新型抗强风型复合绝缘子 Download PDF

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孟岩
贾志东
张振泉
朱正一
李吉文
马国祥
许建
王希林
钟明亮
陈先勇
付豪
王胜
张燕春
张博
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Abstract

该绝缘子主要应用于当地最高风速高于30m/s地区，其能够在强风下保持伞裙稳定而不会出现大幅度摆动。该绝缘子的特点是伞裙上、下表面结构对称，伞裙根部与护套接触处倒角半径较大，伞径和伞厚度存在关联性。该绝缘子结构能够保证合理的爬距、伞间距以确保其耐污闪性能。该绝缘子的主要作用是，在强风区域使用，伞裙局部结构具有抵御流体激发振动能力，消除伞裙的大幅摆动问题，减缓伞裙边缘小幅振动问题，降低伞裙根部应力集中程度，有效提高绝缘子抵抗强风下伞裙撕裂故障的能力。

Description

应用于大风区的新型抗强风型复合绝缘子
技术领域
本实用新型涉及一种高压输电线路用复合绝缘子产品。
背景技术
超高压输电线路的安全运行维系整个区域电网的稳定，复合绝缘子作为输电线路的关键设备，其可靠性对整个电网至关重要。输电线路在不同区域之间完成电能输送，需要途经各种差异性的地理环境和恶劣的气候环境，我国西北地区的大风环境对高压输电是一个严峻考验。统计资料表明，新疆、甘肃、蒙古地区均存在局部的大风环境，如各类风口、山谷、戈壁等。该类环境的部分地区存在最高风速超过30m/s的天气，大风气候对于途径该区域的高压输电线路产生巨大影响，特别是针对输电线路上重要设备复合绝缘子，其伞裙在强风下会出现大幅摆动现象。近年来，在部分途径该类环境的超高压输电线路中，已经发现大范围的复合绝缘子伞裙撕裂、脱落问题，并且该问题呈上升趋势。
普通的复合绝缘子在结构设计过程中，未考虑伞裙的抗风问题。而由弹性体硅橡胶制造的复合绝缘子（伞裙/护套）在高风速的气流下，伞裙会出现边缘振动甚至整体大幅摆动问题，大幅摆动的形变导致伞裙根部应力集中，而周期性应力集中作用导致根部硅橡胶材料性能降低（电气硅橡胶耐疲劳性能较差），进一步导致伞裙根部裂纹产生、穿透其表面产生撕裂，最终导致伞裙脱落事故。因此，将未经过抗风设计的普通复合绝缘子应用于大风区域，其长期运行的可靠性是一个重大的疑问。
发明内容
本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提出一种应用于大风区的新型抗强风型复合绝缘子，该绝缘子能够在风速不高于50m/s时能够保证单片伞裙结构的稳定性。
    本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提出一种应用于大风地区的新型抗强风复合绝缘子，其特征是：a. 该复合绝缘子伞裙上下表面呈对称结构；b. 该复合绝缘子伞裙与护套接触处倒角半径(r)不小于10毫米；c. 该复合绝缘子伞裙直径与伞根部厚度、上下伞夹角存在如下相关性：伞裙边缘厚度+（伞裙直径-护套直径）×tan（伞裙上下表面夹角/2）≥12毫米；伞裙直径(D)不超过200毫米；伞裙边缘厚度(t)不小于4毫米；伞裙上下表面夹角(α)不小于7°。
本实用新型的有益效果是，增强了复合绝缘子的抗风性能，能够有效抑制伞裙的大幅振动问题，从而确保了伞裙根部不会出现材料疲劳撕裂故障，同时该复合绝缘子能够保证足够的爬电距离，确保输电线路的安全运行。
附图说明
图1a、1b、1c是绝缘子伞裙的局部结构三个方向示意视图。
图2a是等径伞结构的抗强风复合绝缘子整体结构示意图。
图2b是非等径伞结构的抗强风复合绝缘子整体结构示意图。
图3a、3b是本实用新型实施例绝缘子与金具连接示意图。
具体实施方式
大风区复合绝缘子实践经验表明，普通复合绝缘子结构不具有抗风性，硅橡胶材料耐疲劳性能较差，其长期运行出现伞裙撕裂、脱落概率较高。本实施例设计一种新型绝缘子结构，在该结构下复合绝缘子伞裙能承受最高50m/s风速，不出现伞裙大幅摆动现象，进而确保伞裙安全，不出现根部裂纹、伞裙脱落问题。本实用新型下述实施例则不存在上述问题。
实施例一：如图1所示（这是绝缘子的主体部分，两端有连接金具，但和本专利无关，示意图如图3a、3b），本实施例采用伞裙上下表面对称形式，以减小伞裙在不同的绝缘子放置方式下受力差异；控制伞裙1与护套2接触处倒角半径r不小于10毫米，以确保在伞裙出现一定形变时，根部应力集中程度较小；伞径D（伞裙直径）不超过200毫米，以确保单片伞裙受风面积减小，承受流体静压力减小；伞裙边缘厚度不小于4毫米，以提高伞裙边缘抵抗振动的能力；针对伞径、伞裙边缘厚度、伞裙上下表面夹角的控制，以保证伞裙静力学刚度，整体提高伞裙抗风性能。图1中3为芯棒。
本设计主要针对绝缘子伞裙的局部结构进行控制；对于绝缘子的整体结构，在局部结构满足参数控制范围，其可以为等径伞或非等径伞结构，如图2a、图2b所示。图2中，里面为圆柱形芯棒3，外面为硅橡胶护套，盘形为伞裙。伞裙边缘为半圆形。
实施例二：本实施例与实施例一的不同之处在于，在实施例一中，关于参数约束，只规定了单边条件，因为理论上越往另一边效果越好，故未约束另一边条件。而在本实施例中，从实用角度考虑，规定了另一边约束条件，因此，本例中：伞裙直径不超过200毫米，不低于120毫米；伞裙边缘厚度不低于4毫米， 不超过10毫米；伞裙上下表面夹角不低于7°，不超过16°。
 图3是本实用新型绝缘子的安装结构示意图：图中10为绝缘子，4为均压环及金具。复合绝缘子用于高压输电线路，上端连接于杆塔，下端悬挂导线。

Claims (2)

1.应用于大风地区的新型抗强风复合绝缘子，其特征是： 
a.该复合绝缘子伞裙上下表面呈对称结构； 
b.该复合绝缘子伞裙与护套接触处倒角半径(r)不小于10毫米； 
c.该复合绝缘子伞裙直径与伞根部厚度、上下伞夹角存在如下相关性： 
伞裙边缘厚度+（伞裙直径-护套直径）×tan（伞裙上下表面夹角/2）≥12毫米； 
伞裙直径(D)不超过200毫米； 
伞裙边缘厚度(t)不小于4毫米； 
伞裙上下表面夹角(α)不小于7°。 
2.如权利要求1所述的应用于大风地区的新型抗强风复合绝缘子，其特征是：伞裙直径不低于120毫米，伞裙边缘厚度不超过10毫米,伞裙上下表面夹角不超过16°。 
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