CN215815409U - 一种环氧玻纤管内装多气室的复合绝缘横担和支柱 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种环氧玻纤管内装多气室的复合绝缘横担和支柱。其创新之处是内绝缘应用的具有上底、桶身、下底的桶型结构的多气室，气室桶内有高纯氮气，气室外壁与环氧玻纤管内壁之间有填充胶。在国标规定的低温状态下，气室内不会凝露亦不会发生沿面放电。气室的固体、气体绝缘配合应用，提高了绝缘子的内绝缘水平，减轻了绝缘子的重量。气室与环氧玻纤管内壁及气室之间的无间隙配合，使管内的多气室结构稳定。气室对环氧玻纤管有内支撑作用，可提高绝缘子的机械强度，可减小机械负荷作用下绝缘子的偏移量。本实用新型具有内绝缘可靠性高，机械性能好，重量轻，制造成本低，在技术上可实现免维护等显著优点。

Description

一种环氧玻纤管内装多气室的复合绝缘横担和支柱

技术领域

本实用新型发明了一种环氧玻纤管内装多气室的复合绝缘横担和支柱，本发明产品适合应用于 220kV及以上交(直)流高压、超高压、特高压输电铁塔和变电站。

背景技术

复合绝缘横担和支柱与瓷质横担和支柱相比具有重量轻、耐污闪、抗震性能好等优点，在电力系统已被广泛采用。复合绝缘横担和支柱的芯体结构主要有空心芯体和实心芯体两种，空心芯体产品较实心芯体产品具有重量更轻、材料更省、成本更低等优点，并且超高压、特高压输电塔横担唯有空心产品可用，为此空心复合绝缘横担和支柱一直是该领域的研究课题。目前220kV及以上电网实际应用的空心复合绝缘横担和支柱产品的芯体结构：第一类是空心管内充气芯体，第二类是空心管内用固体绝缘隔断空气芯体，经技术分析和实际运行考验两类产品均存在缺点。

空心管内充气芯体产品，其缺点一是：空心管内气体是整体贯通的，在低温运行时气体中所含微水可能会在空心管内凝露，当凝露在内壁形成连续水膜时泄漏电流增大可引起沿面放电，为此需要在管内装入吸湿剂以防止凝露。其缺点二是：在长期运行荷载作用下若发生端部密封受损会浸入潮气，外部浸入的潮气更易引起沿面放电直至发生贯通闪络事故，为此需要特别的设计和工艺以加强端部密封，同时还要具备监测手段，不能实现免维护。

空心管内用固体绝缘隔断空气的芯体产品，应用此技术生产的FZB-220/6型内隔断空心复合绝缘支柱，在某220kV变电站安装了100余只，实现了20余年的长时间免维护安全运行。内隔断的作用，不管是发生隔断内空气在低温下凝露还是发生绝缘子端部密封受损浸潮，都能阻断泄漏电流和沿面放电，也不会发生内部贯通闪络事故，因此保障了绝缘子的长时间免维护安全运行。其缺点是隔断之间利用的是空气，空气在低温下较易凝露并形成连续水膜，致使内表面泄漏电流增大引起沿面放电，空气中氧气的助燃作用使放电不易熄灭，放电虽不会导致内绝缘贯通闪络但会损坏隔断间隔内表面绝缘。对一只运行19年的FZB-220/6型支柱解剖检查时发现隔断间隔内有较多积碳，经实际运行考验证明此种产品不能满足现行国标要求。

继FZB-220/6型支柱应用后，类似技术的专利陆续出现，几个典型专利如下：专利1、中空竹节式支柱复合绝缘子(专利号：200620157481.8已无权)；专利2、隔断型空心复合绝缘支柱(专利号： 201420187300.0已无权)；专利3、环氧玻纤管内填充空心绝缘囊的复合绝缘横担和支柱(专利号： 201520220490.6已无权)；专利1与FZB-220/6型技术基本相同，芯体结构由连接在一起的竹节元件及其外的环氧玻纤缠绕层构成。专利2与专利1技术相近，芯体结构由环氧玻纤管及其管内粘贴橡胶制作的隔断套构成。专利3是专利2的“隔断”技术和专利4、一种特高压支柱复合绝缘子(专利号：201320852175.6 已无权)“内部设置有气囊”技术相结合的相近技术，芯体结构是在环氧玻纤管内安装绝缘支撑板(隔断) 和绝缘气囊构成。上述专利技术内绝缘的隔断之间或气囊内均是利用了空气，均会存在FZB-220/6型相同的缺点。专利3的内绝缘在结构上也遇到了问题，发明人在其后获得的专利“管内免填免粘、管壁内外增强的空心支柱复合绝缘子(专利号：201710848669.X)”说明书中[0002]第12至16行做了如下阐述：3、环氧玻纤管内填充空心绝缘囊的复合绝缘横担和支柱(专利号：ZL201520220490.6)，绝缘囊、环氧玻纤管及二者之间的填充物为三种不同材料，三者的膨胀系数不同，我们将试制产品按国家标准 GB/T22079-2008和GB/T21429-2008进行试验时，发现试品“在含0.1％NaCl(重量)的去离子水中沸煮 100h±0.5h”后，填充物及界面出现裂纹与气隙，不能满足国标要求。

发明内容

针对上述产品和专利技术存在的缺点和不足，本实用新型发明了一种环氧玻纤管内装多气室的复合绝缘横担和支柱绝缘子，其创新之处是内绝缘应用的具有上底、桶身、下底的桶型结构的多气室，气室桶内有高纯氮气，气室外壁与环氧玻纤管内壁之间有填充胶。绝缘子的芯体结构是：将预制的多个充有高纯氮气的桶型气室装至带伞套的环氧玻纤管中，将气室与环氧玻纤管之间预留间隙真空注入液体硅橡胶填充胶，热烘固化后制成绝缘子半成品，将半成品的环氧玻纤管两端胶装金属附件，即制成环氧玻纤管内装多气室的复合绝缘横担或支柱绝缘子。

本发明以下特征不同于现有技术具有新颖性：环氧玻纤管(2)内装具有上底(7)、桶身(8)、下底(9)的桶型结构的多气室(4)，桶型气室的桶内有高纯氮气，桶型气室的桶身(8)外壁与环氧玻纤管(2)内壁之间有填充胶(5)。桶型气室(4)系采用环氧玻纤管(2)同质材料预制的气室，气室的上底(7)下底(9)侧面粘附有橡胶层、与环氧玻纤管(2)内壁无间隙配合。桶型气室的上底(7)设有抽真空、充气孔(Q)，气室桶内经充气孔(Q)充入高纯氮气。桶型气室的上底(7)、下底(9)设有注胶沟槽(J)，桶身(8)外壁与环氧玻纤管(2)内壁之间的间隙经沟槽(J)真空注入填充胶(5)。

本发明以下实质性特点和显著的技术进步具有创造性：1、气室(4)系采用环氧玻纤管(2)同质材料预制的桶型气室，桶身(8)外壁与环氧玻纤管(2)内壁之间留有的间隙注胶不会出现第三种材料，填充液体硅橡胶技术在同类产品中有成熟的应用经验、用于本实用新型可满足国标要求。2、桶型气室内充入高纯氮气，在国标规定的低温状态下气室内不会凝露亦不会发生沿面放电，气室的固体、气体绝缘配合应用，提高了绝缘子的内绝缘水平，内绝缘的可靠性优于空心管内充气的芯体产品和空心管内用固体绝缘隔断空气的芯体产品，在提高绝缘的同时也减轻了绝缘子的重量。3、气室的上底(7)、下底(9)与环氧玻纤管内壁的无间隙配合，气室之间的无间隙配合，使管内的多气室结构稳定；硬质材料的桶型气室稳定性优于柔性材料的气囊；气室上、下底对环氧玻纤管的内支撑作用可提高绝缘子的机械强度，可减小机械负荷作用下绝缘子的偏移量。4、由于管内的气室结构稳定，所以预留间隙的填充物无需选用可增加强度但工艺较难控制的填充物，而是选用性能可靠、工艺简单的液体硅橡胶填充。5、填充的液体硅橡胶固化后具有弹性，可吸收绝缘子受机械力时管内产生的应力，使绝缘子具有更好的机械性能。

桶型气室制造工艺简单，单个气室质量控制检测容易，多气室组装工艺简单，气室真空注胶工艺简单，适合流水线作业，适合产品批量生产。绝缘子端部密封不承受由内部气压变化带来的压力不易受损，若因机械力使端部密封意外受损浸入潮气也只是影响到局部，潮气无浸入内部的条件因此影响不到绝缘子的内绝缘，不会发生沿面放电、贯通闪络和击穿事故，因此复合绝缘横担和支柱绝缘子端部无需特殊密封设计，亦无需监测手段。本实用新型具有内绝缘可靠性高，机械性能好，重量轻，制造成本低，在技术上可实现免维护等显著优点，具有很好的实用性。

附图说明

附图1复合绝缘支柱的剖面图，支柱各部件有：上金属附件(1)、环氧玻纤管(2)、硅橡胶伞套 (3)、桶型气室(4)、填充胶(5)、下金属附件(6)，将上金属附件(1)上端配装横担附件即为输电铁塔用复合绝缘横担。附图2桶型气室图，(7)上底、(8)桶身、(9)桶底，(a)主视图、(b)上底图、(c) 下底图。图2图中标识：(H)-气室高度，(D1)-气室上、下底外径，(D2)-气室桶壁外径，(Q) -抽真空、充气孔，(J)-注胶沟槽。

具体实施方式

加工环氧玻纤管(2)。采用现有成熟技术加工环氧玻纤缠绕管，管的长度、直径和壁厚按不同规格产品的技术参数要求确定。

包覆硅橡胶伞套(3)。根据不同规格产品对外绝缘的要求，将环氧玻纤管外部以注射方式包覆硅橡胶伞套。

加工单个桶型气室(4)。选用环氧玻纤管(2)同质材料加工，桶型气室尺寸：气室的上、下底厚度15-25mm，外径(D1)大于桶壁外径(D2)3-5mm、侧表面粘附橡胶层、外径尺寸按与环氧玻纤管(2) 的内表面无间隙配合确定，注胶沟槽(J)半径3-5mm；气室桶壁厚3-5mm；气室高度(H)尺寸是外径(D1) 尺寸的1.5-2.5倍，上附件(1)和下附件(6)对应位置的气室高度(H)尺寸与附件法兰内高度尺寸相同；按确定的尺寸制成桶型气室(4)。气室上底加工为带螺纹的抽真空、充气孔(Q)。在抽真空、充气孔 (Q)处连接真空泵和氮气瓶，抽真空并检漏后充入高纯氮气，充满氮气拆除连接，用螺纹封堵儿将抽真空、充气孔(Q)封闭，制成单个桶型气室。

半成品制备：1、将单个桶型气室(4)的外表面和包有伞套(3)的环氧玻纤管(2)内壁进行组装前打磨处理；2、按设计顺序号将气室逐个装至环氧玻纤管(2)内；3、将环氧玻纤管(2)两端安装上、下工艺法兰，其中上工艺法兰有抽真空和注胶伐门；4、进行整体热烘干燥；5、真空注胶(5)；6、热烘固化后拆除工艺法兰，完成带伞套的复合绝缘子的半成品制备。

将半成品的环氧玻纤管(2)的两端胶装上、下金属附件(1)和(6)，制成环氧玻纤管内装多气室的复合绝缘支柱。在上金属附件(1)上加装横担附件制成复合绝缘横担。

为方便制造、运输、安装，特高压产品可分为2-4节制造、现场组装。特高压产品单支机械强度不足时，支柱产品可设计为组合配置双支或三支形式；输电塔横担可设计为桁架结构。

Claims (4)

1.一种环氧玻纤管内装多气室的复合绝缘横担和支柱，由上金属附件(1)、环氧玻纤管(2)、硅橡胶伞套(3)、桶型气室(4)、填充胶(5)、下金属附件(6)组成，其特征是环氧玻纤管(2)内装具有上底(7)、桶身(8)、下底(9)的桶型结构的多气室(4)，桶型气室的桶内有高纯氮气，桶型气室的桶身(8)外壁与环氧玻纤管(2)内壁之间有填充胶(5)。

2.权利要求1所述一种环氧玻纤管内装多气室的复合绝缘横担和支柱，其特征是桶型气室(4)系采用环氧玻纤管(2)同质材料预制的气室，气室的上底(7)下底(9)侧面粘附有橡胶层、与环氧玻纤管(2)内壁无间隙配合。

3.权利要求1所述一种环氧玻纤管内装多气室的复合绝缘横担和支柱，其特征是桶型气室的上底(7)设有抽真空、充气孔(Q)，气室桶内经充气孔(Q)充入高纯氮气。

4.权利要求1所述一种环氧玻纤管内装多气室的复合绝缘横担和支柱，其特征是桶型气室的上底(7)、下底(9)设有注胶沟槽(J)，桶身(8)外壁与环氧玻纤管(2)内壁之间的间隙经沟槽(J)真空注入填充胶(5)。

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