CN204065306U - 一种盘式绝缘子串表面泄漏电流集流装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种盘式绝缘子串表面泄漏电流集流装置，该装置采用保护导电环至绝缘子金属帽之间的表面、增加其表面电阻率、增加其间的爬电距离等方法减少被检电流的分流；采用合理的结构与材料以减小导电环的电阻改善其与绝缘子表面的接触；加固引线等方法减小测量误差及改善工作状态，降低了导电环与绝缘子表面接触的电阻，使其与泄漏电流检测装置并联的所有通路的电阻都远大于泄漏电流检测装置的输入电阻，解决了通常同类装置有与泄漏电流检测装置输入电阻并联的，阻值的数量级与其相当的，阻值不稳定的分流通路所造成的测量误差。

Description

一种盘式绝缘子串表面泄漏电流集流装置

技术领域

本实用新型涉及一种盘式绝缘子串表面泄漏电流集流装置，用于收集绝缘子表面的泄漏电流，并将其导向泄漏电流检测装置。

背景技术

为了在线检测电网线路绝缘子的污秽状态，目前有多种方法，利用绝缘子的泄漏电流检测其污秽状态是其中之一。它利用一种导流装置将绝缘子的泄漏电流引向检测电流的装置，经测量装置接地。

    作为导流的装置，通常有两种方式:一是从绝缘子串的低电位端绝缘子（或增加的绝缘子）两端引出电流；二是在绝缘子串的低电位端绝缘子的金属帽外与裙边表面接触的导电环上引出泄漏电流。

前者由于其导出的电流中含绝缘子的电容电流，在某些情况下不宜采用这种装置。通常采用后者，其导电环安装在绝缘体上并与绝缘子裙边接触，再将绝缘体用螺钉固定到金属帽上，泄漏电流由引线引至测量电路的输入端口。

这类装置存在一定的缺点：

第一，当前导电环将绝缘子裙边表面分为内外两个部分。其一是绝缘子球头至导电环之间的表面(称之为“裙边环外表面”)；其二是导电环至绝缘子金属帽之间的表面(称之为“裙边环内表面”) 。后者的泄漏电阻与检测电路并联，其表面泄漏电流可以经导电环与绝缘子金属帽之间的绝缘子表面分流至地。同时由于导电环与绝缘子金属帽之间的绝缘子表面通路的爬电距离太小，因此必然导致测量有较大误差。而且，这部分被分流的电流的大小与绝缘子表面材料、路径、其表面积累的污秽数量、污秽的性质、气温、大气的湿度、晴雨等等因素有关。

第二，通常导电环是安装在刚性结构上，当绝缘子表面不够规则或不够平整时，导电环与绝缘子的表面的接触就不够良好，产生间隙，导致部分被检电流流失，或绝缘子裙边表面的电流场发生变化等原因导致检测误差。

第三，为了改善导电环与绝缘子表面的接触，通常接触部分采用导电橡胶或导电硅橡胶之类的弹性导电材料。但随着这种材料的弹性增加其电导率减小，相当于增加了与其连接的泄漏电流检测装置的入端电阻，又导致经导电环与金属帽之间的绝缘子表面分流至地的电流比例变大。

第四，通常绝缘子污秽的泄漏电流在微安或毫安级，当闪络时电流可达数千安或数十万安级。当导电橡胶或导电硅橡胶电阻比较大时，导电环可能难以承受闪络电流所产生的热量。

第五，通常导电环由导电橡胶或导电硅橡胶组成，最后由一根引线引出。当导电环的电阻远小于绝缘子的表面电阻时，无论引线从导电环的那点引出，表面泄漏电流在绝缘子裙边表面形成的电流场总是关于绝缘子轴线对称的，这是绝缘子表面泄漏电流的正常分布状态。当导电环的电阻与绝缘子表面电阻可比较时，电流线不再是关于绝缘子轴线对称了，引线的引出点一侧电流线总是比较密，这样就改变了绝缘子的泄漏电流的正常分布，导致绝缘子泄漏电阻与正常状态的差别，从而导致整个绝缘子串电位分布的改变，最终导致泄漏电流的改变。

第六，由于绝缘子闪络时电流可达数十万安级，引线受到的电动力是很大的，同时引线还受到风的影响经常摆动，很容易导致引线连接的脱落。

发明内容

针对以上缺点，本实用新型提供一种盘式绝缘子串表面泄漏电流集流装置，用于收集绝缘子表面的泄漏电流，并将其导向泄漏电流检测装置。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种盘式绝缘子串表面泄漏电流集流装置，包括绝缘子裙边、金属帽、金属帽绝缘层、裙边绝缘层、导电环和引线；金属帽位于绝缘子裙边上方，金属帽的下部由金属帽绝缘层包裹，导电环安装在绝缘子裙边的上方，环绕但不接触金属帽，裙边绝缘层与金属帽绝缘层连成一体，裙边绝缘层固定导电环；导电环内部的绝缘子裙边表面为环内表面，导电环外部的绝缘子裙边表面为环外表面；裙边绝缘层覆盖环内表面；引线与导电环相连。

进一步地，所述金属帽绝缘层可以有一个或多个凸缘结构和延伸结构组成。

进一步地，裙边绝缘层底部可以镂空，形成镂空区。

进一步地，所述导电环包括导电橡胶管和柔性导体，柔性导体位于导电橡胶管内部。

进一步地，所述柔性导体为金属弹簧或金属绞线或结构型导电塑料。

进一步地，所述导电橡胶管与绝缘子表面接触部为刀锋状。

进一步地，绝缘子裙边上可以有导电圈，导电圈与导电环接触。

进一步地，该装置还包括引线支撑，引线支撑位于金属帽绝缘层和引线之间，用于固定引线。

本实用新型的有益效果是：本实用新型采用保护导电环至绝缘子金属帽之间的表面不被污染、增加其表面电阻率、增加其间的爬电距离等方法减少被检电流被分流；采用合理的结构与材料以减小导电环的电阻改善其与绝缘子表面的接触；加固引线等方法减小测量误差及改善工作状态，降低了导电环自身的电阻及改善了与绝缘子裙边表面的接触状态，从而降低了与绝缘子表面接触的电阻，使其与泄漏电流检测装置并联的所有通路的电阻都远大于检测装置的输入电阻，解决了通常同类装置有与泄漏电流检测装置输入电阻并联的，阻值的数量级与其相当的，阻值不稳定的分流通路所造成的测量误差。本发明由于与泄漏电流检测装置输入并联的泄漏电阻很大，及对大气环境不敏感，因而测量几乎不受大气环境的影响。

附图说明

图1是盘式绝缘子串表面泄漏电流集流装置的截面图；

图2是绝缘层的凸缘结构图；

图3是绝缘层的镂空结构图；

图4是导电环的刀锋状结构图；

图5是安装有导电圈的盘式绝缘子串表面泄漏电流集流装置的截面图；

图中，金属帽1、金属帽绝缘层2、导电圈3、裙边绝缘层4、镂空区41、导电环6、绝缘子裙边8、环内表面81、环外表面82、引线11、凸缘结构21、延伸结构22、导电橡胶管61、柔性导体62。

具体实施方式

如图1所示，一种盘式绝缘子串表面泄漏电流集流装置，包括绝缘子裙边8、金属帽1、金属帽绝缘层2、裙边绝缘层4、导电环6和引线11；金属帽1位于绝缘子裙边8上方，金属帽1的下部由金属帽绝缘层2包裹，导电环6安装在绝缘子裙边8上，环绕但不接触金属帽1，裙边绝缘层4与金属帽绝缘层2连成一体，裙边绝缘层4固定导电环6；导电环6内部的绝缘子裙边8表面为环内表面81，导电环6外部的绝缘子裙边8表面为环外表面82；裙边绝缘层4覆盖环内表面81；引线11与导电环6相连。

    导电环6可以是普通的金属环、导电橡胶圈，也可以是柔性导体62和导电橡胶管61的组合产物，柔性导体62嵌套在导电橡胶管61中以增加导电橡胶管61导电性能和通流能力，导电橡胶管61可以是普通的有刀锋状的边缘（如图4所示），与绝缘子表面形成非刚性结构，在绝缘子表面与导电环接触处不太平整的情况下有利于改善收集绝缘子表面泄漏电流的功能；柔性导体62可以为普通的金属环，也可以是金属弹簧或金属绞线或结构型导电塑料（亦称合成金属）。

金属帽绝缘层2，起着隔绝或减少从导电环6至金属帽1的泄漏电流作用；金属帽绝缘层2可以包裹全部或部分金属帽1，使由绝缘子裙边8表面流向金属帽1的电流要经过裙边绝缘层4和金属帽绝缘层2的体电阻及表面电阻，经过很长的表面爬电距离到达金属帽1再流向地。由于选择的绝缘物的体电阻率比表面电阻率大许多，用不厚的绝缘物就可以达到很大的电阻。金属帽1与绝缘子裙边8的连接处被绝缘包裹，表面电流除要经过导电环至金属帽1之间的表面爬电距离以外，还要经过金属帽上的绝缘表面的爬电距离。这个距离可以比导电环至金属帽爬电距离增大了数倍以上，因此，减少了泄漏至金属帽的被检电流，使表面电流收集得以精确。

图2所示，所述金属帽绝缘层2可带一个或多个凸缘结构21和延伸结构22组成。

如图3所示，裙边绝缘层4底部可镂空，将裙边环内表面81置于一个或多个隔绝大气的封闭区域内，使之不受大气中的污秽物影响。

如图5所示，绝缘子裙边8上可有导电圈3，导电圈3上有导电环6与其接触。导电圈3可以是以任何方式与裙边8紧密接触的导电体，如黏贴在绝缘子裙边8上方的导电胶，也可以是镀或烧结或镶嵌在绝缘子裙边8上的导电层等等；导电圈可以保证绝缘子裙边8与导电环6的良好接触，使得漏电电流最大程度上地流向导电环6。

引线11一端连接导电环，另一端连接泄漏电流检测装置，用于将漏电电流引入到泄漏电流检测装置中进行检测。引线11通过引线支撑固定在绝缘子裙边8上方，且与导电环6接触；引线支撑可以防止引线摆动及电动力破坏。

本实用新型的工作原理为：

通常绝缘子表面的爬电距离大约在300～500毫米。其泄漏电阻的阻值可以低至兆欧级。为了不影响绝缘子的绝缘性能，在绝缘子上安装导电环时，总是将环尽量地靠近金属帽。如离金属帽1厘米以内，这样金属帽与到导电环之间的绝缘子表面的电阻大约为总电阻的千分之几，即也是在千欧数量级。一般泄漏电流检测装置的输入端电阻也可达这个数量级，这个电阻基本上与泄漏电流检测装置的输入端并联，也就是说目前采用的泄漏电流检测装置的检测电流，可能受到同样数量级的电阻的分流。显然这个测量误差有可能是相当地大。

本实用新型的泄漏电流导流路径是：泄漏电流由绝缘子的球头流经绝缘子裙边8的环外表面82，至导电环6后分成三路，一路由引线11至检测设备，再至地；第二路经环内表面81—裙边绝缘层4—金属帽绝缘层2体电阻—至金属帽1，最后接地；第三路经导电环6—裙边绝缘层4表面电阻—金属帽绝缘层2表面电阻—金属帽1，然后接地。第二路由于环内表面81受封闭区域的保护，泄漏电阻大，约在兆欧级，在其路径中的裙边绝缘层4和金属帽绝缘层2，其体电阻更大，约在数百兆欧数量级，两者电阻之和比泄漏电流检测装置的输入电阻大3～5个数量级，因此可以忽略第二路电流的影响。第三路电流的大小取决于裙边绝缘层4和金属帽绝缘层2的材料及包裹在金属帽上的绝缘层2材料的轴向爬电距离，由于该距离可以比裙边环内表面81径向距离大许多倍，所以其表面电阻也会大许多倍，如果绝缘材料采用如硅橡胶之类表面电阻很大，又有“阿米巴吞噬作用”的材料，则表面电阻也可以达数十或数百兆欧，表面绝缘泄漏电流也可达忽略不计的地步。因此导电环收集的电流就全部流向泄漏电流检测装置，完成了绝缘子表面泄漏电流导流装置的功能。

Claims (8)

1.一种盘式绝缘子串表面泄漏电流集流装置，其特征在于，包括绝缘子裙边（8）、金属帽（1）、金属帽绝缘层（2）、裙边绝缘层（4）、导电环（6）和引线（11）；金属帽（1）位于绝缘子裙边（8）上方，金属帽（1）的下部由金属帽绝缘层（2）包裹，导电环（6）安装在绝缘子裙边（8）的上方，环绕但不接触金属帽（1），裙边绝缘层（4）与金属帽绝缘层（2）连接，裙边绝缘层（4）覆盖导电环（6）；导电环（6）内部的绝缘子裙边（8）表面为环内表面（81），导电环（6）外部的绝缘子裙边（8）表面为环外表面（82）；裙边绝缘层（4）覆盖环内表面（81）；引线（11）与导电环（6）相连。

2.根据权利要求1所述的一种盘式绝缘子串表面泄漏电流集流装置，其特征在于，所述金属帽绝缘层（2）由一个或多个凸缘结构（21）和延伸结构（22）组成。

3.根据权利要求1所述的一种盘式绝缘子串表面泄漏电流集流装置，其特征在于，裙边绝缘层（4）底部镂空，形成镂空区（41）。

4.根据权利要求1所述的一种盘式绝缘子串表面泄漏电流集流装置，其特征在于，所述导电环（6）包括导电橡胶管（61）和柔性导体（62），柔性导体（62）位于导电橡胶管（61）内部。

5.根据权利要求4 所述的一种盘式绝缘子串表面泄漏电流集流装置，其特征在于，所述柔性导体（62）为金属弹簧、金属绞线或结构型导电塑料。

6.根据权利要求4所述的一种盘式绝缘子串表面泄漏电流集流装置，其特征在于，所述导电橡胶管（61）与绝缘子裙边（8）表面接触部为刀锋状。

7.根据权利要求1所述的一种盘式绝缘子串表面泄漏电流集流装置，其特征在于，绝缘子裙边（8）上有导电圈（3），导电圈（3）与导电环（6）接触。

8.根据权利要求1所述的一种盘式绝缘子串表面泄漏电流集流装置，其特征在于，该装置还包括引线支撑，引线支撑位于金属帽绝缘层（2）和引线（11）之间。