RU2779033C1

RU2779033C1 - Post insulator and apparatus for transmitting dc power

Info

Publication number: RU2779033C1
Application number: RU2021134620A
Authority: RU
Inventors: Личен ЛУ; Факян ЯН; Бо ЦИ; Чжии ЧОНГ; Чэнжон ЛИ; Чжицзюн ГО; Сяо ЯН; Янся ДИН
Original assignee: Стэйт Грид Корпорейшен Оф Чайна; Синома Адвансд Материалс Ко., Лтд.; Норс Чайна Электрик Пауер Юниверсити; Синома Джиангси Инсулейтор Энд Электрисити Ко., Лтд.
Priority date: 2020-04-02
Filing date: 2020-10-14
Publication date: 2022-08-30

Abstract

FIELD: electrical engineering.

SUBSTANCE: described technical result is achieved by the post insulator containing an insulating support containing a first end and a second end, wherein said ends are mutually opposite; a potential distribution levelling ring of the high-voltage end, connected with the first end of the insulating support, wherein the potential distribution levelling ring of the high-voltage end is isolated from the insulating support; a potential distribution levelling ring of the grounding end, connected with the second end of the insulating support, wherein the potential distribution levelling ring of the grounding end is isolated from the insulating support; and a charge control ring located on the external surface of the insulating support, wherein the charge control ring is isolated from the insulating support, and the charge control ring is configured to accumulate surface charges.

EFFECT: reduced negative impact of solid particles when the insulator is in operation.

16 cl, 4 dwg

Description

Настоящая заявка испрашивает приоритет и преимущество китайской патентной заявки №202010256071.3, поданной 2 апреля 2020 г., которая включена сюда посредством ссылки во всем ее объеме.The present application claims the priority and benefit of Chinese Patent Application No. 202010256071.3, filed April 2, 2020, which is hereby incorporated by reference in its entirety.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕFIELD OF TECHNOLOGY TO WHICH THE INVENTION RELATES

Настоящее изобретение относится к области силовых устройств и, в частности, к опорному изолятору и устройству передачи мощности постоянного тока.The present invention relates to the field of power devices and, in particular, to a post insulator and a DC power transmission device.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE INVENTION

Передача электроэнергии на большие расстояния и с большой емкостью в общем выполняется посредством технологии передачи мощности постоянного тока (DC), особенно технологии передачи постоянного тока сверхвысокого напряжения (UHVDC). В настоящее время передача электроэнергии на большие расстояния в общем выполняется посредством устройства передачи мощности постоянного тока, такого как линия передачи в металлическом корпусе с газовой изоляцией (GIL).Long-distance and high-capacity power transmission is generally performed by direct current (DC) power transmission technology, especially ultra-high voltage direct current (UHVDC) transmission technology. At present, power transmission over long distances is generally performed by means of a DC power transmission device such as a gas insulated metal case (GIL) transmission line.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

В одном аспекте варианты выполнения настоящего раскрытия представляют опорный изолятор. Опорный изолятор содержит изолирующую опору, выравнивающее распределение потенциала кольцо высоковольтного конца, выравнивающее распределение потенциала кольцо заземляющего конца и кольцо управления зарядом. Изолирующая опора содержит первый конец и второй конец, которые противоположны друг другу. Выравнивающее распределение потенциала кольцо высоковольтного конца соединено с первым концом изолирующей опоры и выравнивающее распределение потенциала кольцо высоковольтного конца изолировано от изолирующей опоры. Выравнивающее распределение потенциала кольцо заземляющего конца соединено со вторым концом изолирующей опоры и выравнивающее распределение потенциала кольцо заземляющего конца изолировано от изолирующей опоры. Кольцо управления зарядом расположено на внешней поверхности изолирующей опоры, кольцо управления зарядом изолировано от изолирующей опоры и кольцо управления зарядом выполнено с возможностью накопления поверхностных зарядов.In one aspect, embodiments of the present disclosure provide a post insulator. The support insulator comprises an insulating support, a potential equalization ring of a high voltage end, a potential equalization ring of a ground end, and a charge control ring. The insulating support contains the first end and the second end, which are opposite to each other. The potential equalization ring of the high voltage end is connected to the first end of the insulating support, and the equalization distribution ring of the high voltage end is isolated from the insulating support. The potential equalization ring of the ground end is connected to the second end of the insulating support, and the equalization distribution of the potential ring of the ground end is isolated from the insulating support. The charge control ring is located on the outer surface of the insulating support, the charge control ring is isolated from the insulating support, and the charge control ring is configured to accumulate surface charges.

В некоторых вариантах выполнения кольцо управления зарядом выполнено таким образом, что его способность накапливать поверхностные заряды сильнее, чем способность изолирующей опоры накапливать поверхностные заряды.In some embodiments, the charge control ring is configured such that its ability to store surface charges is greater than the ability of the insulating support to store surface charges.

В некоторых вариантах выполнения в осевом направлении изолирующей опоры расстояние между кольцом управления зарядом и выравнивающим распределение потенциала кольцом высоковольтного конца больше, чем расстояние между кольцом управления зарядом и выравнивающим распределение потенциала кольцом заземляющего конца.In some embodiments, in the axial direction of the insulating support, the distance between the charge control ring and the potential equalization ring of the high voltage end is greater than the distance between the charge control ring and the potential equalization ring of the ground end.

В некоторых вариантах выполнения материал кольца управления зарядом содержит по меньшей мере одно из ионно-легированного модифицированного нитрида кремния, ионно-легированного модифицированного оксида алюминия, ионно-легированного модифицированного оксида циркония и поверхностно-модифицированной эпоксидной смолы.In some embodiments, the charge control ring material comprises at least one of ion-doped modified silicon nitride, ion-doped modified alumina, ion-doped modified zirconia, and surface-modified epoxy.

В некоторых вариантах выполнения в осевом направлении изолирующей опоры размер кольца управления зарядом составляет от приблизительно 20 мм до приблизительно 30 мм.In some embodiments, in the axial direction of the insulating support, the size of the charge control ring is from about 20 mm to about 30 mm.

В некоторых вариантах выполнения в радиальном направлении изолирующей опоры размер кольца управления зарядом составляет от приблизительно 5 мм до приблизительно 10 мм.In some embodiments, in the radial direction of the insulating support, the size of the charge control ring is from about 5 mm to about 10 mm.

В некоторых вариантах выполнения кольцо управления зарядом представляет собой кольцеобразный выступ, который соосен с изолирующей опорой.In some embodiments, the charge control ring is an annular protrusion that is coaxial with the insulating support.

В некоторых вариантах выполнения шероховатость поверхности кольца управления зарядом меньше, чем шероховатость поверхности изолирующей опоры.In some embodiments, the surface roughness of the charge control ring is less than the surface roughness of the insulating support.

В некоторых вариантах выполнения материал выравнивающего распределение потенциала кольца высоковольтного конца содержит по меньшей мере одно из алюминия, меди, алюминиевого сплава и медного сплава; и/или материал выравнивающего распределение потенциала кольца заземляющего конца содержит по меньшей мере одно из алюминия, меди, алюминиевого сплава и медного сплава.In some embodiments, the material of the potential equalization ring of the high voltage end comprises at least one of aluminium, copper, an aluminum alloy, and a copper alloy; and/or the potential equalization ring material of the ground end comprises at least one of aluminum, copper, aluminum alloy, and copper alloy.

В некоторых вариантах выполнения материал изолирующей опоры содержит по меньшей мере одно из эпоксидной смолы и керамики.In some embodiments, the insulating support material comprises at least one of epoxy and ceramic.

В некоторых вариантах выполнения выравнивающее распределение потенциала кольцо высоковольтного конца посажено на первый конец.In some embodiments, the equalizing potential distribution ring of the high voltage end is seated on the first end.

В некоторых вариантах выполнения выравнивающее распределение потенциала кольцо высоковольтного конца содержит первое выравнивающее распределение потенциала кольцо и первый крепежный элемент, неподвижно соединенный с первым выравнивающим распределение потенциала кольцом. Первый крепежный элемент имеет первую канавку в центре первого выравнивающего распределение потенциала кольца, и первая канавка совмещается с первым концом.In some embodiments, the high voltage end equalization ring comprises a first potential equalization ring and a first fastener fixedly connected to the first potential equalization ring. The first fastening element has a first groove in the center of the first potential equalization ring, and the first groove is aligned with the first end.

В некоторых вариантах выполнения выравнивающее распределение потенциала кольцо заземляющего конца посажено на второй конец.In some embodiments, the equalizing potential distribution ring of the ground end is seated on the second end.

В некоторых вариантах выполнения выравнивающее распределение потенциала кольцо заземляющего конца содержит второе выравнивающее распределение потенциала кольцо и второй крепежный элемент, неподвижно соединенный со вторым выравнивающим распределение потенциала кольцом. Второй крепежный элемент имеет вторую канавку в центре второго выравнивающего распределение потенциала кольца, и вторая канавка совмещается со вторым концом.In some embodiments, the ground end equalization ring comprises a second potential equalization ring and a second fastener fixedly connected to the second potential equalization ring. The second fastening element has a second groove in the center of the second potential equalization ring, and the second groove is aligned with the second end.

В другом аспекте варианты выполнения настоящего раскрытия представляют устройство передачи мощности постоянного тока. Устройство передачи мощности постоянного тока содержит металлический корпус с замкнутым пространством в нем, проводящий ток высокого напряжения стержень, расположенный в замкнутом пространстве металлического корпуса, по меньшей мере один опорный изолятор, который описан выше, причем выравнивающее распределение потенциала кольцо высоковольтного конца опорного изолятора соединено с проводящим ток высокого напряжения стержнем, а выравнивающее распределение потенциала кольцо заземляющего конца опорного изолятора соединено с металлическим корпусом, и изолирующий газ заполняет замкнутое пространство.In another aspect, embodiments of the present disclosure provide a DC power transmission device. The DC power transmission device comprises a metal case with a closed space in it, a high voltage conductive rod located in the closed space of the metal case, at least one support insulator, which is described above, wherein the potential distribution equalizing ring of the high-voltage end of the support insulator is connected to the conductive high voltage current by the rod, and the equalizing potential distribution ring of the grounding end of the support insulator is connected to the metal case, and the insulating gas fills the enclosed space.

В некоторых вариантах выполнения изолирующий газ содержит газообразный гексафторид серы или смесь газов газообразного гексафторида серы и азота.In some embodiments, the insulating gas contains gaseous sulfur hexafluoride or a mixture of gaseous sulfur hexafluoride and nitrogen.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Для того чтобы более ясно описывать технические решения в настоящем раскрытии, будут кратко представлены сопровождающие чертежи, используемые в описании некоторых вариантов выполнения настоящего раскрытия. Однако сопровождающие чертежи, описываемые ниже, представляют собой всего лишь сопровождающие чертежи некоторых вариантов выполнения настоящего раскрытия, и специалист в данной области техники может получать другие чертежи согласно этим чертежам. В дополнение, сопровождающие чертежи в нижеследующем описании могут рассматриваться как схематические изображения и не являются ограничениями фактических размеров изделий, фактических процессов способов и фактических синхронизаций сигналов, задействованных в вариантах выполнения настоящего раскрытия.In order to more clearly describe the technical solutions in the present disclosure, the accompanying drawings used in the description of some embodiments of the present disclosure will be briefly presented. However, the accompanying drawings described below are merely accompanying drawings of some embodiments of the present disclosure, and other drawings may be obtained by one skilled in the art according to these drawings. In addition, the accompanying drawings in the following description may be considered as schematic representations and are not limitations on the actual dimensions of the products, the actual processes of the methods, and the actual signal timings involved in the embodiments of the present disclosure.

Фиг. 1 представляет собой конструктивную схему устройства передачи мощности постоянного тока сверхвысокого напряжения в соответствии с некоторыми вариантами выполнения;Fig. 1 is a structural diagram of an extra high voltage direct current power transmission device in accordance with some embodiments;

Фиг. 2 представляет собой конструктивную схему опорного изолятора для передачи постоянного тока сверхвысокого напряжения в известном уровне техники;Fig. 2 is a structural diagram of a support insulator for transmission of direct current UHV in the prior art;

Фиг. 3 представляет собой вид в перспективе опорного изолятора в соответствии с некоторыми вариантами выполнения; иFig. 3 is a perspective view of a post insulator according to some embodiments; and

Фиг. 4 представляет собой вид в поперечном разрезе опорного изолятора по линии A-A' на Фиг. 3 в соответствии с некоторыми вариантами выполнения.Fig. 4 is a cross-sectional view of the post insulator taken along the line A-A' in FIG. 3 according to some embodiments.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕDETAILED DESCRIPTION

Технические решения в вариантах выполнения настоящего раскрытия будут описаны ясно и полностью со ссылкой на сопровождающие чертежи. Очевидно, что описанные варианты выполнения представляют собой только некоторые, но не все варианты выполнения настоящего раскрытия. Все другие варианты выполнения, полученные на основе вариантов выполнения настоящего раскрытия специалистом в данной области техники, должны быть включены в объем охраны настоящего раскрытия.The technical solutions in the embodiments of the present disclosure will be described clearly and completely with reference to the accompanying drawings. Obviously, the embodiments described are only some, but not all, embodiments of the present disclosure. All other embodiments derived from embodiments of this disclosure by one skilled in the art should be included within the protection scope of this disclosure.

Если контекст не требует иного, во всем описании и формуле изобретения термин «содержать» и другие его формы, такие как форма третьего лица единственного числа «содержит» и форма причастия настоящего времени «содержащий», истолковываются как являющиеся открытыми и включительными, обозначая «включающие, но не ограниченные этим». В описании термины «один вариант выполнения», «некоторые варианты выполнения», «примерные варианты выполнения», «пример», «конкретный пример(ы)» или «некоторые примеры» и т.п. предназначены для указания того, что конкретные признаки, конструкции, материалы или характеристики, относящиеся к варианту (вариантам) выполнения или примеру (примерам), включены в по меньшей мере один вариант выполнения или пример настоящего раскрытия. Схематические изображения вышеуказанных терминов необязательно относятся к одному и тому же варианту (вариантам) выполнения или примеру (примерам). В дополнение, конкретные признаки, конструкции, материалы или характеристики, описанные здесь, могут быть включены в любой один или более вариантов выполнения или примеров любым подходящим образом.Unless the context otherwise requires, throughout the specification and claims, the term "comprise" and its other forms, such as the third person singular form "comprises" and the present participle form "comprising", are construed as being open and inclusive, meaning "including , but not limited to this. In the description, the terms "one embodiment", "some embodiments", "exemplary embodiments", "example", "specific example(s)", or "some examples", etc. are intended to indicate that specific features, structures, materials, or characteristics related to the embodiment(s) or example(s) are included in at least one embodiment or example of the present disclosure. The schematic representations of the above terms do not necessarily refer to the same embodiment(s) or example(s). In addition, the specific features, structures, materials, or characteristics described herein may be included in any one or more embodiments or examples in any suitable manner.

Ниже термины «первый» и «второй» используются только в целях описания и не должны толковаться как указывающие или подразумевающие относительную важность или косвенно указывающие количество указанных технических признаков. Таким образом, признаки, определенные как «первый», «второй», могут прямо или косвенно включать один или более признаков. В описании вариантов выполнения настоящего раскрытия «множество» означает два или более, если не определено иное.In the following, the terms "first" and "second" are used for purposes of description only and should not be construed as indicating or implying relative importance or implying the number of said technical features. Thus, features defined as "first", "second" may directly or indirectly include one or more features. In the description of embodiments of the present disclosure, "multiple" means two or more, unless otherwise specified.

Некоторые варианты выполнения могут быть описаны посредством выражения «соединенный» вместе с его производными. Например, некоторые варианты выполнения могут быть описаны посредством термина «соединенный» для указания на то, что два или более компонентов находятся в прямом физическом контакте или электрическом контакте друг с другом. Разумеется, два или более компонентов также могут быть соединены через другие компоненты. Варианты выполнения, раскрытые здесь, необязательно ограничены этим содержанием.Some embodiments may be described by the expression "connected" along with its derivatives. For example, some embodiments may be described using the term "connected" to indicate that two or more components are in direct physical contact or electrical contact with each other. Of course, two or more components can also be connected via other components. The embodiments disclosed herein are not necessarily limited to this content.

Здесь фраза «по меньшей мере один из A, B и C» имеет такое же значение, что и фраза «по меньшей мере один из A, B или C», и обе включают следующие комбинации A, B и C: только A, только B, только C, комбинация A и B, комбинация A и C, комбинация B и C и комбинация A, B и C.Here, the phrase "at least one of A, B and C" has the same meaning as the phrase "at least one of A, B or C", and both include the following combinations of A, B and C: only A, only B, C only, A and B combination, A and C combination, B and C combination, and A, B and C combination.

Фраза «A и/или B» включает следующие три комбинации: только A, только B и комбинация A и B.The phrase "A and/or B" includes the following three combinations: A only, B only, and a combination of A and B.

Термин «около» или «приблизительно» в данном контексте включает указанное значение и среднее значение в пределах допустимого диапазона отклонения для особого значения, который определен специалистом в данной области техники, учитывая рассматриваемое измерение и ошибку, связанную с измерением особого количества (т.е. ограничения системы измерения).The term "about" or "approximately" in this context includes the specified value and the average value within the tolerance range for the specific value, which is determined by a person skilled in the art, given the measurement in question and the error associated with measuring the specific amount (i.e. measurement system limitations).

Устройство передачи мощности постоянного тока в общем содержит металлический корпус, изолирующий газ, заключенный в металлический корпус, и опорный изолятор, служащий в качестве изолирующего опорного элемента. Изолирующий опорный элемент является одним из основных компонентов устройства передачи мощности постоянного тока, а работоспособность изолирующего опорного элемента определяет надежность эксплуатации и передачи мощности устройства передачи мощности постоянного тока.The DC power transmission device generally comprises a metal case, an insulating gas enclosed in the metal case, and a support insulator serving as an insulating support member. The insulating support member is one of the main components of the DC power transmission device, and the performance of the insulating support member determines the reliability of operation and power transmission of the DC power transmission device.

Во время производства, транспортировки, установки и эксплуатации устройства передачи мощности постоянного тока сверхвысокого напряжения твердые частицы, такие как металл и примеси, могут присутствовать в устройстве передачи мощности постоянного тока сверхвысокого напряжения. Свободное движение этих твердых частиц будет резко уменьшать прочность изоляции изолирующего газа и даже вызывать искажение электрического поля на поверхности опорного изолятора и затруднять движение зарядов на поверхности опорного изолятора. В результате функция изоляции поверхности опорного изолятора может быть нарушена, что может вызывать неисправность всей изоляции опорного изолятора.During the manufacture, transportation, installation and operation of the UHV DC power transmission device, solid particles such as metal and impurities may be present in the UHV DC power transmission device. The free movement of these solid particles will drastically reduce the insulation strength of the insulating gas and even cause distortion of the electric field on the surface of the support insulator and impede the movement of charges on the surface of the support insulator. As a result, the insulation function of the surface of the post insulator may be impaired, which may cause the entire insulation of the post insulator to fail.

Некоторые варианты выполнения настоящего раскрытия представляют устройство передачи мощности постоянного тока (DC), например, устройство передачи мощности постоянного тока сверхвысокого напряжения (UHVDC). Например, устройство передачи мощности UHVDC может представлять собой линию передачи в металлическом корпусе с газовой изоляцией (GIL) или проходным изолятором.Some embodiments of the present disclosure provide a direct current (DC) power transmission device, such as an ultra-high voltage direct current (UHVDC) power transmission device. For example, a UHVDC power transmission device may be a gas insulated metal (GIL) or bushing type transmission line.

Со ссылкой на Фиг. 1 устройство передачи мощности DC содержит проводящий ток высокого напряжения стержень 101, металлический корпус 102, изолирующий газ 103 и по меньшей мере один опорный изолятор 104. Внутренняя область металлического корпуса 102 представляет собой замкнутое пространство, и металлический корпус 102 заземлен. Проводящий ток высокого напряжения стержень 101 расположен в замкнутом пространстве металлического корпуса 102 и выполнен с возможностью передачи тока. Один конец опорного изолятора 104 соединен с проводящим ток высокого напряжения стержнем 101, а другой конец опорного изолятора 104 соединен с внутренней поверхностью металлического корпуса 102. Опорный изолятор 104 в виде изолирующего опорного элемента выполнен с возможностью поддержания проводящего ток высокого напряжения стержня 101 и изоляции проводящего ток высокого напряжения стержня 101 от металлического корпуса 102. Изолирующий газ 103 заполняет замкнутое пространство металлического корпуса 102. Изолирующий газ 103 представляет собой, например, газообразный гексафторид серы (SF₆) или смесь газов газообразного SF₆ и азота.With reference to FIG. 1, the DC power transmission device includes a high voltage conductive rod 101, a metal case 102, an insulating gas 103, and at least one support insulator 104. The inside of the metal case 102 is a closed space, and the metal case 102 is grounded. The high voltage current conducting rod 101 is located in the enclosed space of the metal case 102 and is configured to transmit current. One end of the post insulator 104 is connected to the high voltage conductive rod 101, and the other end of the post insulator 104 is connected to the inner surface of the metal case 102. The post insulator 104 in the form of an insulating support member is configured to support the high voltage conductive rod 101 and insulate the conductive current high voltage of the rod 101 from the metal case 102. The insulating gas 103 fills the enclosed space of the metal case 102. The insulating gas 103 is, for example, sulfur hexafluoride (SF ₆ ) gas or a mixture of SF ₆ gas and nitrogen gases.

Как показано на Фиг. 3 и 4, в некоторых вариантах выполнения опорный изолятор 104 содержит выравнивающее распределение потенциала кольцо 301 высоковольтного конца, изолирующую опору 302, кольцо 303 управления зарядом и выравнивающее распределение потенциала кольцо 304 заземляющего конца.As shown in FIG. 3 and 4, in some embodiments, post insulator 104 includes a high voltage equalization ring 301, an insulating post 302, a charge control ring 303, and a potential equalization ground end ring 304.

Как показано на Фиг. 4, выравнивающее распределение потенциала кольцо 301 высоковольтного конца, кольцо 303 управления зарядом и выравнивающее распределение потенциала кольцо 304 заземляющего конца могут быть расположены вокруг изолирующей опоры 302.As shown in FIG. 4, the potential equalization ring 301 of the high voltage end, the charge control ring 303, and the equalization ring 304 of the ground end may be arranged around the insulating support 302.

Как показано на Фиг. 3 и 4, изолирующая опора 302 содержит первый конец 302a и второй конец 302b, которые противоположны друг другу. Выравнивающее распределение потенциала кольцо 301 высоковольтного конца соединено с первым концом 302a изолирующей опоры 302, и изолирующая опора 302 изолирована от выравнивающего распределение потенциала кольца 301 высоковольтного конца. Выравнивающее распределение потенциала кольцо 304 заземляющего конца соединено со вторым концом 302b изолирующей опоры 302, и изолирующая опора 302 изолирована от выравнивающего распределение потенциала кольца 304 заземляющего конца.As shown in FIG. 3 and 4, the insulating support 302 includes a first end 302a and a second end 302b that are opposed to each other. The high-voltage end equalization ring 301 is connected to the first end 302a of the insulating post 302, and the insulating post 302 is insulated from the high-voltage end equalization ring 301. The ground end equalization ring 304 is connected to the second end 302b of the insulating post 302, and the insulating post 302 is insulated from the ground end equalization ring 304.

Например, как показано на Фиг. 4, выравнивающее распределение потенциала кольцо 301 высоковольтного конца содержит первое выравнивающее распределение потенциала кольцо 3010 и первый крепежный элемент 3011, неподвижно соединенный с первым выравнивающим распределение потенциала кольцом 3010, первый крепежный элемент 3011 имеет первую канавку 3011a в центре O1 первого выравнивающего распределение потенциала кольца 3010, которая совмещается с первым концом 302a изолирующей опоры 302, и выравнивающее распределение потенциала кольцо 301 высоковольтного конца посажено на первый конец 302a изолирующей опоры 302 посредством первой канавки 3011a. Выравнивающее распределение потенциала кольцо 304 заземляющего конца содержит второе выравнивающее распределение потенциала кольцо 3040 и второй крепежный элемент 3041, неподвижно соединенный со вторым выравнивающим распределение потенциала кольцом 3040, второй крепежный элемент 3041 имеет вторую канавку 3041a в центре O2 второго выравнивающего распределение потенциала кольца 3040, которая совмещается со вторым концом 302b изолирующей опоры 302, и выравнивающее распределение потенциала кольцо 304 заземляющего конца посажено на второй конец 302b изолирующей опоры 302 посредством второй канавки 3041a. Для другого примера выравнивающее распределение потенциала кольцо 301 высоковольтного конца и выравнивающее распределение потенциала кольцо 304 заземляющего конца закреплены на первом конце и втором конце изолирующей опоры 302 посредством опорного ребра (ребер) и болта (болтов) соответственно. Выравнивающее распределение потенциала кольцо 301 высоковольтного конца и выравнивающее распределение потенциала кольцо 304 заземляющего конца посажены на изолирующую опору 302, что может предотвращать неравномерное напряжение и неравномерное электрическое поле.For example, as shown in FIG. 4, the high-voltage end equalization ring 301 includes a first potential equalization ring 3010 and a first fastener 3011 fixedly connected to the first potential equalization ring 3010, the first fastener 3011 has a first groove 3011a at the center O1 of the first potential equalization ring 3010, which is aligned with the first end 302a of the insulating post 302, and the potential equalization ring 301 of the high-voltage end is fitted to the first end 302a of the insulating post 302 by means of the first groove 3011a. The ground end equalization ring 304 comprises a second potential equalization ring 3040 and a second fastener 3041 fixedly connected to the second potential equalization ring 3040, the second fastener 3041 has a second groove 3041a at the center O2 of the second potential equalization ring 3040, which is aligned with the second end 302b of the insulating post 302, and the equalizing potential distribution ring 304 of the ground end is seated on the second end 302b of the insulating post 302 via the second groove 3041a. For another example, the high-voltage end equalization ring 301 and the ground end equalization ring 304 are fixed at the first end and the second end of the insulating support 302 by the support rib(s) and the bolt(s), respectively. The potential equalization ring 301 of the high voltage end and the equalization potential distribution ring 304 of the ground end are mounted on the insulating support 302, which can prevent uneven voltage and uneven electric field.

Выравнивающее распределение потенциала кольцо 301 высоковольтного конца электрически соединено с проводящим ток высокого напряжения стержнем 101 устройства передачи мощности UHVDC. Выравнивающее распределение потенциала кольцо 301 высоковольтного конца выполнено с возможностью гомогенизации распределения электрического поля на стороне высокого напряжения изолирующей опоры 302, где расположено выравнивающее распределение потенциала кольцо 301 высоковольтного конца. Выравнивающее распределение потенциала кольцо 304 заземляющего конца электрически соединено с металлическим корпусом 102 устройства передачи мощности UHVDC. Выравнивающее распределение потенциала кольцо 304 заземляющего конца выполнено с возможностью гомогенизации распределения электрического поля на стороне заземления изолирующей опоры 302, где расположено выравнивающее распределение потенциала кольцо 304 заземляющего конца. Выравнивающее распределение потенциала кольцо 301 высоковольтного конца и выравнивающее распределение потенциала кольцо 304 заземляющего конца могут предотвращать частичный разряд на изолирующей опоре 302, вызываемый неравномерным распределением электрических полей, и защищать изолирующую опору 302.The high-voltage end equalization ring 301 is electrically connected to the high-voltage current-conducting rod 101 of the UHVDC power transmission device. The high voltage equalizing distribution ring 301 is configured to homogenize the electric field distribution on the high voltage side of the insulating support 302 where the high voltage equalizing potential distribution ring 301 is located. The potential equalization ring 304 of the ground end is electrically connected to the metal case 102 of the UHVDC power transmission device. The ground end equalization ring 304 is configured to homogenize the electric field distribution on the ground side of the insulating tower 302 where the ground end equalization ring 304 is located. The potential equalization ring 301 of the high voltage end and the equalization potential ring 304 of the ground end can prevent partial discharge on the insulating support 302 caused by uneven distribution of electric fields, and protect the insulating support 302.

В некоторых вариантах выполнения каждое из выравнивающего распределение потенциала кольца 301 высоковольтного конца и выравнивающего распределение потенциала кольца 304 заземляющего конца содержит металлический материал. Например, материал выравнивающего распределение потенциала кольца 301 высоковольтного конца содержит по меньшей мере одно из меди, алюминия, медного сплава и алюминиевого сплава. Материал выравнивающего распределение потенциала кольца 304 заземляющего конца содержит по меньшей мере одно из меди, алюминия, медного сплава и алюминиевого сплава.In some embodiments, each of the high voltage end equalization ring 301 and the ground end equalization ring 304 comprises a metal material. For example, the material of the potential equalization ring 301 of the high voltage end contains at least one of copper, aluminum, copper alloy, and aluminum alloy. The potential equalization material of the ground end ring 304 comprises at least one of copper, aluminum, copper alloy, and aluminum alloy.

Формы и геометрические размеры выравнивающего распределение потенциала кольца 301 высоковольтного конца и выравнивающего распределение потенциала кольца 304 заземляющего конца на Фиг. 3 показаны только в качестве примера, но варианты выполнения настоящего раскрытия не ограничены ими при условии, что может быть гарантировано, что выравнивающее распределение потенциала кольцо 301 высоковольтного конца и выравнивающее распределение потенциала кольцо 304 заземляющего конца совмещаются с изолирующей опорой 302, и электрические поля на стороне высокого напряжения и стороне заземления распределяются равномерно.The shapes and geometric dimensions of the high-voltage end potential equalization ring 301 and the potential equalization ring 304 of the ground end in FIG. 3 is shown by way of example only, but the embodiments of the present disclosure are not limited to them, provided that it can be ensured that the high voltage end equalization ring 301 and the ground end equalization ring 304 are aligned with the insulating support 302, and the electric fields on the side high voltage and ground side are distributed evenly.

В некоторых вариантах выполнения материал изолирующей опоры 302 содержит по меньшей мере одно из эпоксидной смолы и керамики. Например, материал изолирующей опоры 302 представляет собой керамику или модифицированный керамикой материал; или материал изолирующей опоры 302 представляет собой изолирующий материал на основе эпоксидной смолы. В дополнение, форма и геометрические размеры изолирующей опоры 302 на Фиг. 3 показаны только в качестве примера и не являются ограничениями для изолирующей опоры 302.In some embodiments, the material of the insulating support 302 comprises at least one of epoxy and ceramic. For example, the material of the insulating support 302 is a ceramic or a ceramic-modified material; or the material of the insulating support 302 is an epoxy resin insulating material. In addition, the shape and dimensions of the insulating support 302 in FIG. 3 is shown by way of example only and is not a limitation of the insulating support 302.

Как показано на Фиг. 3 и 4, кольцо 303 управления зарядом расположено на внешней поверхности 302c изолирующей опоры 302 и кольцо 303 управления зарядом изолировано от изолирующей опоры 302. Например, кольцо 303 управления зарядом представляет собой кольцеобразный элемент, такой как кольцеобразный выступ, соосный с изолирующей опорой 302, и кольцо 303 управления зарядом посажено на внешнюю поверхность изолирующей опоры 302. Кольцо 303 управления зарядом выполнено с возможностью накопления поверхностных зарядов.As shown in FIG. 3 and 4, the charge control ring 303 is located on the outer surface 302c of the insulating support 302, and the charge control ring 303 is isolated from the insulating support 302. For example, the charge control ring 303 is an annular element such as an annular protrusion coaxial with the insulating support 302, and the charge control ring 303 is seated on the outer surface of the insulating support 302. The charge control ring 303 is configured to accumulate surface charges.

Следует отметить, что изолирующая опора 302 может быть сплошной или полой, что не ограничено в вариантах выполнения настоящего раскрытия, и кольцо 303 управления зарядом расположено на внешней поверхности изолирующей опоры 302.It should be noted that the insulating support 302 may be solid or hollow, which is not limited in embodiments of the present disclosure, and the charge control ring 303 is located on the outer surface of the insulating support 302.

Функция кольца 303 управления зарядом заключается в накоплении поверхностных зарядов на его поверхности под действием электрического поля DC рабочего состояния для притяжения твердых частиц (например, металлов или примесей), и поверхностные заряды образуют электрическое поле на поверхности кольца 303 управления зарядом. Когда твердые частицы приближаются к кольцу 303 управления зарядом, электрическое поле может разряжаться для генерации высокой энергии, чтобы позволять твердым частицам претерпевать изменение фазы (например, разжижение или сублимирование) или химическое изменение, тем самым устраняя твердые частицы.The function of the charge control ring 303 is to accumulate surface charges on its surface under the operation state electric field DC to attract solid particles (eg, metals or impurities), and the surface charges form an electric field on the surface of the charge control ring 303 . When solid particles approach the charge control ring 303, the electric field may be discharged to generate high energy to allow the solid particles to undergo a phase change (eg, liquefaction or sublimation) or chemical change, thereby eliminating the solid particles.

В некоторых вариантах выполнения способность кольца 303 управления зарядом накапливать поверхностные заряды сильнее, чем способность изолирующей опоры 302 накапливать поверхностные заряды. Здесь то, что способность кольца 303 управления зарядом накапливать поверхностные заряды сильнее, чем способность изолирующей опоры 302 накапливать поверхностные заряды, означает, что кольцо 303 управления зарядом накапливает поверхностные заряды на его поверхности легче, чем изолирующая опора 302. Например, кольцо 303 управления зарядом изготовлено из материала, который легко накапливает поверхностные заряды.In some embodiments, the ability of the charge control ring 303 to accumulate surface charges is greater than the ability of the insulating support 302 to accumulate surface charges. Here, the fact that the ability of the charge control ring 303 to accumulate surface charges is stronger than the ability of the insulating support 302 to accumulate surface charges means that the charge control ring 303 accumulates surface charges on its surface more easily than the insulating support 302. For example, the charge control ring 303 is manufactured from a material that easily accumulates surface charges.

Поверхностные заряды, накапливаемые на поверхности кольца 303 управления зарядом, содержит поверхностные заряды с противоположной или такой же полярностью, что и заряды на стороне высокого напряжения. Поскольку способность кольца 303 управления зарядом накапливать поверхностные заряды сильнее, чем способность изолирующей опоры 302 накапливать поверхностные заряды, количество поверхностных зарядов, накопленных на поверхности кольца 303 управления зарядом, больше, чем количество поверхность зарядов, накопленных на поверхности изолирующей опоры 302 под действием электрического поля DC рабочего состояния. Поверхностные заряды, накопленные на поверхности кольца 303 управления зарядом, образуют электрическое поле, которое может поглощать твердые частицы в устройстве передачи мощности UHVDC. Чем больше поверхностных зарядов накоплено на поверхности кольца 303 управления зарядом, тем больше напряженность электрического поля, образованного поверхностными зарядами. В случае, когда напряженность электрического поля на поверхности кольца 303 управления зарядом превышает диэлектрическую прочность поверхности кольца 303 управления зарядом, кольцо 303 управления зарядом будет генерировать поверхностный разряд и/или разряд в землю. Таким образом, поверхностный разряд и/или разряд в землю может генерировать высокую энергию, которая может вызывать изменение фазы (например, разжижение или сублимирование) твердых частиц, тем самым устраняя твердые частицы, такие как металлы и примеси.The surface charges accumulated on the surface of the charge control ring 303 contain surface charges with the opposite or the same polarity as those on the high voltage side. Since the ability of the charge control ring 303 to accumulate surface charges is stronger than the ability of the insulating support 302 to accumulate surface charges, the amount of surface charges accumulated on the surface of the charge control ring 303 is larger than the amount of surface charges accumulated on the surface of the insulating support 302 under the influence of the DC electric field. working condition. The surface charges accumulated on the surface of the charge control ring 303 generate an electric field that can absorb solid particles in the UHVDC power transmission device. The more surface charges accumulated on the surface of the charge control ring 303, the greater the strength of the electric field generated by the surface charges. In the case where the electric field strength on the surface of the charge control ring 303 exceeds the dielectric strength of the surface of the charge control ring 303, the charge control ring 303 will generate a surface discharge and/or a ground discharge. Thus, a surface and/or ground discharge can generate high energy that can cause a phase change (eg, liquefaction or sublimation) of solid particles, thereby eliminating solid particles such as metals and impurities.

В некоторых вариантах выполнения электрическое поле, образованное поверхностными зарядами на кольце 303 управления зарядом, разряжается между кольцом 303 управления зарядом и выравнивающим распределение потенциала кольцом 304 заземляющего конца, вызывая изменение фазы твердых частиц.In some embodiments, the electric field generated by the surface charges on the charge control ring 303 is discharged between the charge control ring 303 and the ground end potential equalization ring 304, causing a phase change of the solid particles.

В некоторых вариантах выполнения электрическое поле, образованное поверхностными зарядами на кольце 303 управления зарядом, разряжается между кольцом 303 управления зарядом и металлическим корпусом 102, вызывая изменение фазы твердых частиц.In some embodiments, an electric field generated by surface charges on the charge control ring 303 is discharged between the charge control ring 303 and the metal case 102, causing a phase change of the solids.

Как показано на Фиг. 2, в известном уровне техники опорный изолятор401 содержит выравнивающее распределение потенциала кольцо 201 высоковольтного конца, изолирующую опору 202 и выравнивающее распределение потенциала кольцо 203 заземляющего конца. Два конца изолирующей опоры 202 соединены с выравнивающим распределение потенциала кольцом 201 высоковольтного конца и выравнивающим распределение потенциала кольцом 203 заземляющего конца соответственно, и изолирующая опора 202 изолирована и от выравнивающего распределение потенциала кольца 201 высоковольтного конца, и от выравнивающего распределение потенциала кольца 203 заземляющего конца. В известном уровне техники опорный изолятор 401 не имеет кольца управления зарядом, и в случае, когда опорный изолятор 401 применяется в устройстве передачи мощности DC, необходимо устанавливать уловитель частиц в положении устройства передачи мощности DC вблизи опорного изолятора для сбора твердых частиц. С одной стороны, твердые частицы, такие как металлы и примеси, могут необратимо нарушать работоспособность изоляции опорного изолятора 401 до их улавливания. С другой стороны, в случае, когда уловитель частиц задерживает большое количество твердых частиц, таких как металлы и примеси, также существует риск столкновения твердых частиц друг с другом для выхода из уловителя частиц. Более того, в устройстве передачи мощности UHVDC проводящий ток высокого напряжения стержень 101 в виде носителя электроэнергии сверхвысокого напряжения постоянного тока, будет генерировать тепло во время использования. Тепло может вызывать перепады температуры проводящего ток высокого напряжения стержня 101, металлического корпуса 102 и внешней окружающей среды, тем самым образуя циркулирующий воздушный поток в устройстве передачи мощности UHVDC, который может выдувать твердые частицы, такие как металлы и примеси, из уловителя частиц. В связи с этим то, как уловитель частиц используется в известном уровне техники, заключается только в сборе твердых частиц, что не может полностью и эффективно задерживать и устранять твердые частицы и не может устранять потенциальный риск того, что твердые частицы попадут в опорный изолятор.As shown in FIG. 2, in the prior art, the post insulator 401 includes a high voltage end equalization ring 201, an insulating post 202, and a ground end equalization ring 203. The two ends of the insulating post 202 are connected to the high voltage end potential equalization ring 201 and the ground end potential equalization ring 203, respectively, and the insulating post 202 is insulated from both the high voltage end potential equalization ring 201 and the ground end potential equalization ring 203. In the prior art, the support insulator 401 does not have a charge control ring, and in the case where the support insulator 401 is used in a DC power transmission device, it is necessary to install a particle trap at the position of the DC power transmission device near the support insulator to collect solid particles. On the one hand, solid particles such as metals and impurities can irreversibly damage the insulation of the post insulator 401 before they are trapped. On the other hand, in the case where the particle trap retains a large amount of solid particles such as metals and impurities, there is also a risk of the solid particles colliding with each other to exit the particle trap. Moreover, in the UHVDC power transmission device, the high voltage conductive rod 101 in the form of a UHVDC power carrier will generate heat during use. The heat may cause temperature differences in the high voltage conductive rod 101, the metal case 102, and the external environment, thereby generating a circulating airflow in the UHVDC power transmission device, which can blow solid particles such as metals and impurities out of the particle trap. In this regard, the way the particle trap is used in the prior art is only to collect solid particles, which cannot completely and effectively trap and eliminate solid particles and cannot eliminate the potential risk of solid particles entering the post insulator.

В опорном изоляторе 104, представленном некоторыми вариантами выполнения настоящего раскрытия, кольцо 303 управления зарядом установлено на поверхности изолирующей опоры 302. В одном аспекте кольцо 303 управления зарядом может накапливать большое количество поверхностных зарядов на его поверхности для образования электрического поля под действием электрического поля DC рабочего состояния. Таким образом, в случае, когда в устройстве передачи мощности DC присутствуют твердые частицы, такие как металлы или примеси, эти частицы могут притягиваться для приближения к кольцу 303 управления зарядом под действием электростатической индукции. В другом аспекте, поскольку способность кольца 303 управления зарядом накапливать поверхностные заряды сильнее, чем способность изолирующей опоры 302 накапливать поверхностные заряды, кольцо 303 управления зарядом может накапливать больше поверхностных зарядов на его поверхности, чем изолирующая опора 302. В результате в случае, когда поверхностные заряды накапливаются на обеих поверхностях кольца 303 управления зарядом и изолирующей опоры 302, нормальная составляющая электрического поля на поверхности кольца 303 управления зарядом больше, что упрощает поглощение твердых частиц. В еще одном аспекте, поскольку большое количество поверхностных зарядов, накопленных на поверхности кольца 303 управления зарядом, будет генерировать сильное электрическое поле, в случае, когда напряженность электрического поля превышает диэлектрическую напряженность поверхности кольца 303 управления зарядом, может происходить поверхностный разряд и/или разряд в землю, и изоляция между кольцом 303 управления зарядом и выравнивающим распределение потенциала кольцом 301 высоковольтного конца может по-прежнему сохраняться. Энергия, генерируемая поверхностным разрядом и/или разрядом в землю, может позволять твердым частицам, таким как металлы и примеси, претерпевать изменения фазы, такие как разжижение и сублимирование, и также может позволять твердым частицам, таким как металлы и примеси, вступать в реакцию с окружающим изолирующим газом (например, SF₆) так, что твердые частицы, такие как металлы и примеси, образуют композитный материал и в конечном итоге осаждаются в положениях выравнивающего распределение потенциала кольца 301 высоковольтного конца, выравнивающего распределение потенциала кольца 304 заземляющего конца или металлического корпуса 102 и т.д., где не оказывается влияния на работоспособность изоляции поверхности опорного изолятора. В связи с этим потенциальный риск твердых частиц для опорного изолятора может быть предотвращен.In the post insulator 104 of some embodiments of the present disclosure, the charge control ring 303 is mounted on the surface of the insulating post 302. In one aspect, the charge control ring 303 can accumulate a large amount of surface charges on its surface to generate an electric field under the operating state DC electric field. . Thus, in the case where solid particles such as metals or impurities are present in the DC power transmission device, these particles may be attracted to approach the charge control ring 303 by electrostatic induction. In another aspect, since the ability of the charge control ring 303 to accumulate surface charges is stronger than the ability of the insulating support 302 to accumulate surface charges, the charge control ring 303 can accumulate more surface charges on its surface than the insulating support 302. As a result, in the case where the surface charges accumulate on both surfaces of the charge control ring 303 and the insulating support 302, the normal component of the electric field on the surface of the charge control ring 303 is larger, which makes it easier to absorb solid particles. In yet another aspect, since a large amount of surface charges accumulated on the surface of the charge control ring 303 will generate a strong electric field, in the case where the electric field strength exceeds the dielectric strength of the surface of the charge control ring 303, surface discharge and/or discharge in ground, and the insulation between the charge control ring 303 and the high-voltage end equalization ring 301 can still be maintained. The energy generated by surface and/or ground discharge may allow solid particles such as metals and impurities to undergo phase changes such as liquefaction and sublimation, and may also allow solid particles such as metals and impurities to react with surrounding insulating gas (for example, SF ₆ ) so that solid particles such as metals and impurities form a composite material and are eventually deposited at the positions of the potential equalization ring 301 of the high voltage end, the potential equalization ring 304 of the ground end, or the metal housing 102 etc., where there is no effect on the performance of the insulation of the surface of the support insulator. In this regard, the potential risk of solid particles for the post insulator can be prevented.

Можно увидеть, что опорный изолятор 104, представленный некоторыми вариантами выполнения настоящего раскрытия, использует кольцо 303 управления зарядом для устранения твердых частиц, таких как металлы или примеси, и в случае, когда опорный изолятор 104 применяется в устройстве передачи мощности DC, отсутствует необходимость установки уловителя частиц для сбора твердых частиц, что предотвращает проблемы, которые могут существовать в случае, когда уловитель частиц установлен в известном уровне техники.It can be seen that the post insulator 104 represented by some embodiments of the present disclosure uses the charge control ring 303 to eliminate solid particles such as metals or impurities, and in the case where the post insulator 104 is used in a DC power transmission device, there is no need to install a trap particles to collect solid particles, which prevents problems that may exist when a particle trap is installed in the prior art.

В некоторых вариантах выполнения, которые показаны на Фиг. 3 и 4 (вид в поперечном разрезе опорного изолятора 104 по линии A-A' на Фиг. 3), в осевом направлении D1 изолирующей опоры 302 расстояние между кольцом 303 управления зарядом и выравнивающим распределением потенциала кольцом 301 высоковольтного конца больше, чем расстояние между кольцом 303 управления зарядом и выравнивающим распределение потенциала кольцом 304 заземляющего конца. Расстояние между кольцом 303 управления зарядом и выравнивающим распределение потенциала кольцом 301 высоковольтного конца относится к расстоянию между положением кольца 303 управления зарядом, ближайшим к выравнивающему распределение потенциала кольцу 301 высоковольтного конца, и положением выравнивающего распределение потенциала кольца 301 высоковольтного конца, ближайшим к кольцу 303 управления зарядом в осевом направлении D1 изолирующей опоры 302. Расстояние между кольцом 303 управления зарядом и выравнивающим распределение потенциала кольцом 304 заземляющего конца относится к расстоянию между положением кольца 303 управления зарядом, ближайшим к выравнивающему распределение потенциала кольцу 304 заземляющего конца, и положением выравнивающего распределение потенциала кольца 304 заземляющего конца, ближайшим к кольцу 303 управления зарядом в осевом направлении D1 изолирующей опоры 302.In some embodiments, which are shown in FIG. 3 and 4 (cross-sectional view of the support insulator 104 along the line A-A' in FIG. 3), in the axial direction D1 of the insulating support 302, the distance between the charge control ring 303 and the potential equalization ring 301 of the high voltage end is greater than the distance between the control ring 303 charge and equalizing the potential distribution ring 304 of the ground end. The distance between the charge control ring 303 and the high voltage end potential equalization ring 301 refers to the distance between the position of the charge control ring 303 closest to the high voltage end potential equalization ring 301 and the position of the high voltage end potential equalization ring 301 closest to the charge control ring 303 in the axial direction D1 of the insulating support 302. The distance between the charge control ring 303 and the potential distribution equalization ring 304 of the ground end refers to the distance between the position of the charge control ring 303 closest to the potential distribution equalization ring 304 of the ground end and the position of the potential equalization distribution of the ground end ring 304 end closest to the charge control ring 303 in the axial direction D1 of the insulating support 302.

Согласно анализу методом конечных элементов электрического поля в случае, когда расстояние между кольцом 303 управления зарядом и выравнивающим распределение потенциала кольцом 304 заземляющего конца изолирующей опоры 302 является относительно близким (то есть расстояние между кольцом 303 управления зарядом и выравнивающим распределение потенциала кольцом 304 заземляющего конца меньше, чем расстояние между кольцом 303 управления зарядом и выравнивающим распределение потенциала кольцом 301 высоковольтного конца), когда кольцо 303 управления зарядом накапливает поверхностные заряды, поверхностные заряды имеют меньше влияния на распределение электрического поля на стороне высокого напряжения, чем на распределение электрического поля на стороне заземления. В связи с этим электрическое поле, генерируемое поверхностными зарядами, накопленными на поверхности кольца 303 управления зарядом, может быть лишено возможности влияния на характеристику изоляции поверхности изолирующей опоры 302. В дополнение, в случае, когда расстояние между кольцом 303 управления зарядом и выравнивающим распределение потенциала кольцом 304 заземляющего конца изолирующей опоры 302 является относительно близким (то есть расстояние между кольцом 303 управления зарядом и выравнивающим распределение потенциала кольцом 304 заземляющего конца меньше, чем расстояние между кольцом 303 управления зарядом и выравнивающим распределение потенциала кольцом 301 высоковольтного конца), когда поверхностные заряды на кольце 303 управления зарядом образуют электрическое поле, электрическое поле находится вблизи от выравнивающего распределение потенциала кольца 304 заземляющего конца. В связи с этим, когда электрическое поле разряжается, твердые частицы, такие как металлы и примеси, непосредственно осаждаются на выравнивающее распределение потенциала кольцо 304 заземляющего конца или металлический корпус 102, что не будет оказывать влияние на выравнивающее распределение потенциала кольцо 301 высоковольтного конца, и изоляция между кольцом 303 управления зарядом и выравнивающим распределение потенциала кольцом 301 высоковольтного конца может по-прежнему сохраняться.According to the finite element analysis of the electric field, in the case where the distance between the charge control ring 303 and the potential equalization ring 304 of the ground end of the insulating tower 302 is relatively close (that is, the distance between the charge control ring 303 and the potential equalization ring 304 of the ground end is smaller, than the distance between the charge control ring 303 and the potential equalization ring 301 of the high voltage end), when the charge control ring 303 accumulates surface charges, the surface charges have less influence on the electric field distribution on the high voltage side than on the electric field distribution on the ground side. Therefore, the electric field generated by the surface charges accumulated on the surface of the charge control ring 303 can be prevented from influencing the insulation characteristic of the surface of the insulating support 302. In addition, in the case where the distance between the charge control ring 303 and the potential equalization ring 304 of the ground end of the insulating post 302 is relatively close (that is, the distance between the charge control ring 303 and the potential equalization ring 304 of the ground end is smaller than the distance between the charge control ring 303 and the potential equalization ring 301 of the high voltage end) when the surface charges on the ring 303 charge control form an electric field, the electric field is close to the equalizing distribution of the potential of the ring 304 of the ground end. Therefore, when the electric field is discharged, solid particles such as metals and impurities are directly deposited on the potential equalization ring 304 of the ground end or the metal case 102, which will not affect the equalization potential distribution of the high voltage end ring 301, and the insulation between the charge control ring 303 and the potential equalization ring 301 of the high voltage end may still be maintained.

В некоторых вариантах выполнения материал кольца 303 управления зарядом содержит по меньшей мере одно из ионно-легированного модифицированного нитрида кремния, ионно-легированного модифицированного оксида алюминия, ионно-легированного модифицированного оксида циркония и поверхностно-модифицированной эпоксидной смолы. Например, одно или более из ионно-легированного модифицированного нитрида кремния или его композитного материала, ионно-легированного модифицированного оксида алюминия или его композитного материала, ионно-легированного модифицированного оксида циркония или его композитного материала, ионно-легированной модифицированной алюмооксидной керамики, поверхностно-модифицированной эпоксидной смолы и т.п. могут быть использованы в качестве материала кольца 303 управления зарядом в вариантах выполнения настоящего раскрытия.In some embodiments, the charge control ring 303 material comprises at least one of ion-doped modified silicon nitride, ion-doped modified alumina, ion-doped modified zirconium oxide, and surface-modified epoxy. For example, one or more of ion-doped modified silicon nitride or composite material thereof, ion-doped modified alumina or composite material thereof, ion-doped modified zirconia or composite material thereof, ion-doped modified alumina ceramic, surface-modified epoxy resins, etc. may be used as the material of charge control ring 303 in embodiments of the present disclosure.

Следует отметить, что ионно-легированный модифицированный нитрид кремния или его композитный материал, ионно-легированный модифицированный оксид алюминия или его композитный материал, ионно-легированный модифицированный оксид циркония или его композитный материал, ионно-легированная модифицированная алюмооксидная керамика, поверхностно-модифицированная эпоксидная смола и т.п. являются материалами, которые легко накапливают поверхностные заряды и могут препятствовать поверхностному разряду. В связи с этим кольцо 303 управления зарядом может легче накапливать поверхностные заряды для образования электрического поля, тем самым устраняя твердые частицы. В дополнение, поскольку эти материалы могут препятствовать поверхностному разряду, поверхностный разряд не будет влиять на характеристику изоляции кольца 303 управления зарядом, при этом твердые частицы устраняются.It should be noted that ion-doped modified silicon nitride or its composite material, ion-doped modified alumina or its composite material, ion-doped modified zirconium oxide or its composite material, ion-doped modified alumina ceramic, surface-modified epoxy resin and etc. are materials that easily accumulate surface charges and can interfere with surface discharge. In this regard, the charge control ring 303 can more easily accumulate surface charges to generate an electric field, thereby eliminating solid particles. In addition, since these materials can inhibit surface discharge, surface discharge will not affect the insulation performance of the charge control ring 303, and solid particles are eliminated.

В некоторых вариантах выполнения в осевом направлении D1 изолирующей опоры 302 размер кольца 303 управления зарядом составляет от приблизительно 20 мм до приблизительно 30 мм, например, 20 мм, 22 мм, 24 мм, 26 мм, 28 мм или 30 мм. Размер кольца 303 управления зарядом в осевом направлении D1 изолирующей опоры 302 относится к расстоянию между двумя положениями, которые наиболее удалены друга от друга на кольце 303 управления зарядом в осевом направлении D1 изолирующей опоры 302. Например, как показано на Фиг. 3 и 4, кольцо 303 управления зарядом имеет форму кольца, его внешняя поверхность представляет собой непрерывную дугообразную поверхность, а продольный разрез кольца 303 управления зарядом (разрез, параллельный осевому направлению D1 изолирующей опоры 302) имеет форму дуги (положение, обозначенное ссылочной позицией B на Фиг. 4). Таким образом, размер кольца 303 управления зарядом в осевом направлении D1 изолирующей опоры 302 относится к расстоянию между двумя конечными точками (положениями, обозначенными ссылочными позициями C и D на Фиг. 4) дуги в осевом направлении изолирующей опоры 302.In some embodiments, in the axial direction D1 of the insulating support 302, the size of the charge control ring 303 is from about 20 mm to about 30 mm, such as 20 mm, 22 mm, 24 mm, 26 mm, 28 mm, or 30 mm. The size of the charge control ring 303 in the axial direction D1 of the insulating support 302 refers to the distance between the two positions that are furthest apart on the charge control ring 303 in the axial direction D1 of the insulating support 302. For example, as shown in FIG. 3 and 4, the charge control ring 303 is in the form of a ring, its outer surface is a continuous arcuate surface, and the longitudinal section of the charge control ring 303 (a section parallel to the axial direction D1 of the insulating support 302) is in the form of an arc (the position indicated by reference numeral B on Fig. 4). Thus, the size of the charge control ring 303 in the axial direction D1 of the insulating support 302 refers to the distance between the two end points (positions denoted by reference numbers C and D in Fig. 4) of the arc in the axial direction of the insulating support 302.

В некоторых вариантах выполнения в радиальном направлении D2 изолирующей опоры 302 размер кольца 303 управления зарядом составляет от приблизительно 5 мм до приблизительно 10 мм, например, 5 мм, 7 мм или 9 мм. Размер кольца 303 управления зарядом в радиальном направлении D2 изолирующей опоры 302 относится к расстоянию между поверхностью изолирующей опоры 302 и положением на внешней поверхности кольца 303 управления зарядом, которое наиболее удалено от поверхности изолирующей опоры 302 в радиальном направлении D2 изолирующей опоры 302. Например, как показано на Фиг. 3 и 4, кольцо 303 управления зарядом имеет форму кольца, и его внешняя поверхность представляет собой непрерывную дугообразную поверхность, и продольный разрез кольца 303 управления зарядом (разрез, параллельный осевому направлению изолирующей опоры 302) имеет форму дуги (положение, обозначенное ссылочной позицией B на Фиг. 4). Таким образом, размер кольца 303 управления зарядом в радиальном направлении D2 изолирующей опоры 302 относится к расстоянию между поверхностью изолирующей опоры 302 и положением на дуге, которое наиболее удалено от поверхности изолирующей опоры 302 в радиальном направлении D2 изолирующей опоры 302.In some embodiments, in the radial direction D2 of the insulating support 302, the size of the charge control ring 303 is from about 5 mm to about 10 mm, such as 5 mm, 7 mm, or 9 mm. The size of the charge control ring 303 in the radial direction D2 of the insulating support 302 refers to the distance between the surface of the insulating support 302 and the position on the outer surface of the charge control ring 303 which is farthest from the surface of the insulating support 302 in the radial direction D2 of the insulating support 302. For example, as shown in FIG. 3 and 4, the charge control ring 303 is in the shape of a ring, and its outer surface is a continuous arcuate surface, and the longitudinal section of the charge control ring 303 (a cut parallel to the axial direction of the insulating support 302) is in the shape of an arc (the position indicated by reference numeral B on Fig. 4). Thus, the size of the charge control ring 303 in the radial direction D2 of the insulating foot 302 refers to the distance between the surface of the insulating foot 302 and the position on the arc that is furthest from the surface of the insulating foot 302 in the radial direction D2 of the insulating foot 302.

В случае, когда размер кольца 303 управления зарядом в осевом или радиальном направлении изолирующей опоры 302 является слишком большим, это может влиять на характеристику изоляции поверхности изолирующей опоры 302. В связи с этим размеры кольца 303 управления зарядом должны быть управляемыми в пределах вышеупомянутых диапазонов размеров.In the case where the size of the charge control ring 303 in the axial or radial direction of the insulating support 302 is too large, it may affect the insulation performance of the surface of the insulating support 302. Therefore, the dimensions of the charge control ring 303 must be controlled within the above-mentioned size ranges.

В некоторых вариантах выполнения шероховатость поверхности кольца 303 управления зарядом меньше первого порогового значения. Поскольку чем больше шероховатость поверхности предмета, тем меньше вероятности, что он будет накапливать поверхностные заряды, шероховатость поверхности кольца 303 управления зарядом должна быть меньше первого порогового значения. Значение первого порогового значения может быть установлено менеджером в соответствии с материалом кольца 303 управления зарядом и опытом. Шероховатость поверхности относится к микроскопической геометрической форме, характерной для пиков и впадин с небольшим расстоянием между ними, образованных на внешней поверхности кольца 303 управления зарядом посредством механической обработки поверхности.In some embodiments, the surface roughness of the charge control ring 303 is less than a first threshold value. Since the greater the surface roughness of an object, the less likely it is to accumulate surface charges, the surface roughness of the charge control ring 303 should be less than the first threshold value. The value of the first threshold value can be set by the manager in accordance with the material of the charge control ring 303 and experience. Surface roughness refers to a microscopic geometric shape characteristic of peaks and troughs with a small distance between them formed on the outer surface of the charge control ring 303 by surface machining.

В некоторых вариантах выполнения шероховатость поверхности кольца 303 управления зарядом меньше, чем шероховатость поверхности изолирующей опоры 302. Таким образом, количество поверхностных зарядов, накопленных на поверхности кольца 303 управления зарядом, может быть больше количества поверхностных зарядов, накопленных на поверхности изолирующей опоры 302. Поверхностные заряды на кольце 303 управления зарядом образуют электрическое поле на поверхности кольца 303 управления зарядом так, что электрическое поле может разряжаться на твердые частицы для устранения твердых частиц, тем самым предотвращая влияние на изолирующую опору 302.In some embodiments, the surface roughness of the charge control ring 303 is less than the surface roughness of the insulating support 302. Thus, the amount of surface charges accumulated on the surface of the charge control ring 303 may be greater than the amount of surface charges accumulated on the surface of the insulating support 302. Surface charges on the charge control ring 303, an electric field is formed on the surface of the charge control ring 303 so that the electric field can be discharged to the solid particles to eliminate the solid particles, thereby preventing the insulating support 302 from being affected.

Вышеприведенные описания представляют собой только некоторые конкретные образы осуществления настоящего раскрытия, но объем охраны настоящего раскрытия не ограничен этим, и изменения или замены, которые любой специалист в данной области техники может задумывать в пределах технического объема, раскрытого настоящим раскрытием, должны находиться в пределах объема охраны настоящего раскрытия. В связи с этим объем охраны настоящего раскрытия должен подпадать под объем охраны формулы изобретения.The above descriptions are only some specific embodiments of the present disclosure, but the scope of protection of the present disclosure is not limited thereto, and changes or substitutions that any person skilled in the art may conceive within the technical scope disclosed by this disclosure should be within the scope of protection. of this disclosure. Therefore, the scope of the present disclosure should fall within the scope of the claims.

Claims

1. Post insulator, including

insulating support containing the first end and the second end, which are opposite to each other;

a high-voltage end equalizing distribution ring connected to the first end of the insulating support, the high-voltage end equalizing distribution ring being isolated from the insulating support;

a potential equalization ground end ring connected to a second end of the insulating post, the equalizing potential distribution ring of the ground end being isolated from the insulating post; and

a charge control ring located on an outer surface of the insulating support, wherein the charge control ring is isolated from the insulating support, and the charge control ring is configured to accumulate surface charges.

2. The support insulator according to claim 1, wherein the charge control ring is configured such that its ability to accumulate surface charges is greater than the ability of the insulating support to accumulate surface charges.

3. The support insulator according to claim 1, wherein in the axial direction of the insulating support, the distance between the charge control ring and the potential equalization ring of the high voltage end is greater than the distance between the charge control ring and the potential equalization ring of the ground end.

4. The post insulator of claim 1, wherein the charge control ring material comprises at least one of: ion-doped modified silicon nitride, ion-doped modified alumina, ion-doped modified zirconium oxide, and surface-modified epoxy.

5. The post insulator of claim 1, wherein in the axial direction of the insulating post, the size of the charge control ring is from about 20 mm to about 30 mm.

6. The post insulator of claim 1, wherein in the radial direction of the insulating post, the size of the charge control ring is from about 5 mm to about 10 mm.

7. The support insulator according to claim 1, wherein the charge control ring is an annular protrusion that is coaxial with the insulating support.

8. The support insulator according to claim 1, wherein the surface roughness of the charge control ring is less than the surface roughness of the insulating support.

9. The support insulator according to claim 1, in which the material equalizing the potential distribution of the ring high voltage end contains at least one of: aluminum, copper, aluminum alloy and copper alloy; and/or

the potential distribution equalizing material of the ground end ring comprises at least one of aluminum, copper, aluminum alloy, and copper alloy.

10. The post insulator according to claim 1, wherein the material of the insulating post contains at least one of: epoxy resin and ceramic.

11. The post insulator according to claim 1, wherein the equalizing potential distribution ring of the high voltage end is fitted to the first end.

12. The support insulator according to claim 11, in which the equalizing potential distribution ring of the high voltage end contains:

the first equalizing potential distribution ring; and

a first fastener fixedly connected to the first potential equalization ring, the first fastener having a first groove in the center of the first potential equalization ring; wherein the first groove is aligned with the first end.

13. The post insulator according to claim 1, wherein the equalizing potential distribution ring of the ground end is seated on the second end.

14. The post insulator according to claim 13, in which the equalizing potential distribution of the ground end ring contains:

a second equalizing potential distribution ring; and

a second fastener fixedly connected to the second potential equalization ring, the second fastener having a second groove in the center of the second potential equalization ring; wherein the second groove is aligned with the second end.

15. DC power transmission device, including:

a metal case with a closed space in it;

a high voltage conductive rod located in a closed space of a metal case;

at least one support insulator according to claim 1, wherein the potential equalization ring of the high voltage end of the support insulator is connected to a high voltage conductive rod, and the potential equalization ring of the ground end of the support insulator is connected to a metal case; and

insulating gas fills the enclosed space.

16. The DC power transmission device according to claim 15, wherein the insulating gas comprises sulfur hexafluoride gas or a mixture of sulfur hexafluoride gas and nitrogen gases.