基于染污放电特性的直流悬式复合绝缘子伞裙结构制造技术

一种基于染污放电特性的直流悬式复合绝缘子伞裙结构，由若干直径相等的大伞及每两相邻大伞之间的一个或两个小伞排列组成，当相邻大伞之间设两个小伞时，相邻大伞伞间距为１１０～１３０ｍｍ；大伞伞伸出与最小伞的伞伸出之比为１．３～２．０，且平均伞伸出为６５～６７ｍｍ；该复合绝缘子的爬电系数为３．５～４．５。本优化设计的伞裙结构参数使得复合绝缘子在相同的结构高度的条件下具有优异的耐污湿性能，并且能大大降低绝缘子伞裙材料的消耗。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于高电压绝缘子制造
，特别涉及一种基于染污放电特性的直流 悬式复合绝缘子伞裙结构。
技术介绍
绝缘子是电力系统中数量最多而且最为重要的元件之一，是架空输电线路的重要 组成部分，在电力系统中有着十分重要的地位。随着电压等级的不断提高，传统的瓷绝缘子 和玻璃绝缘子已经不能满足外绝缘的要求，或者会带来工程造价高等一系列问题。复合绝缘子以其重量轻、强度高、不易破碎、污闪电压高、无需零值检测、易于制 造、运输、安装和维护等一系列优点打破了陶瓷、玻璃绝缘子的统治地位，在最近几十年内 得到广泛的应用。对于污秽地区瓷绝缘子的选用及设计，国际标准IEC-815中推荐了相关的选用原 则、方法以及绝缘子的伞裙结构应该满足的关键参数。目前主要瓷绝缘子厂家的产品都符 合IEC-815的要求。污秽地区线路的运行经验也证明，基于该标准选用的绝缘子能够基本 保证满意的运行性能。直流复合绝缘子伞裙结构包括一大一小和一大两小等多种，不少用户及生产厂家 从传统瓷绝缘子的运行经验出发，简单通过规定所需的爬电距离来确保合成绝缘子的耐污 闪湿闪性能，对伞裙结构参数的取值缺乏科学根据。由于制造工艺简单，通过改变伞伸出、 伞间距及伞倾角等参数，厂家几乎可以在某一给定的安装高度下生产出用户所需的任意爬 电距离的合成绝缘子。由于直流电压下飘弧现象严重，伞裙结构对电弧路径影响显著，使得 爬电距离的利用率不同，因此相同结构高度或相同爬电距离条件下，伞裙结构不同复合绝 缘子污闪电压差别较大。到目前为止，国内外未有研究机构在直流电压下，对复合绝缘子伞裙结构参数对 直流污闪特性的影响进行系统研究，因此不能对直流复合绝缘子伞裙结构参数进行优化设 计，也不能给出直流污闪特性的最优的伞裙结构参数。专利内容为避免现有复合绝缘子存在的上述缺陷，本专利技术提供一种基于染污放电特性的直 流悬式复合绝缘子伞裙结构，它对复合绝缘子伞裙结构的伞伸出、伞间距等参数进行了优 化设计，以提高爬电距离的利用率以及单位绝缘高度的直流污闪电压，同时降低绝缘子伞 裙材料的消耗。本专利技术的基于染污放电特性的直流悬式复合绝缘子伞裙结构是这样实现的。它由 若干直径相等的大伞及每两相邻大伞之间的一个小伞或两个小伞排列组成。当采用相邻大 伞之间设一个小伞方案时，相邻大伞伞间距为97. 5 102. 5mm ；大伞伞伸出与小伞的伞伸 出之比为1. 3 2. 0，且平均伞伸出为77 79mm ；该复合绝缘子的爬电系数为3. 5 4. 5。 当采用相邻大伞之间设两个小伞方案时，相邻大伞伞间距为110 130mm ；大伞伞伸出与最 小伞的伞伸出之比为1. 3 2. 0，且平均伞伸出为65 67mm ；该复合绝缘子的爬电系数为3· 5 “4. 5 ο本专利技术伞裙结构优化设计主要针对大小伞的伞伸出和伞间距的大小等参数优化， 并采用恒压耐受法对其进行污闪试验，建立直流污闪电压随不同伞裙结构复合绝缘子伞伸 出、伞间距及爬电系数之间的关系，并提供了污闪特性最优的直流复合绝缘子伞裙结构参 数。这种优化设计后的伞裙结构参数使得复合绝缘子在相同的结构高度的条件下具有优异 的耐污湿性能，并且可以大大降低绝缘子伞裙材料的消耗。附图说明图1为本专利技术实施例1复合绝缘子结构示意图；图2为本专利技术实施例2复合绝缘子结构示意图；图3a、北为上述两实施例平均伞伸出与50%闪络电压U的关系曲线；图4a、4b分别为上述两实施例在平均伞伸出相同时，大伞伞间距与50%闪络电压 U的关系曲线；图5为复合绝缘子的爬电系数与50%闪络电压U的关系曲线。 具体实施例方式以下结合本专利技术实施例详细说明。本专利技术通过改变复合绝缘子大小伞的伞伸出、伞间距及伞倾角等参数，提出直流 污闪特性最优的复合绝缘子伞裙结构。结合图1、2，对本专利技术涉及的复合绝缘子伞裙结构的 部分参数说明如下伞裙直径绝缘子伞裙的外径。伞伸出绝缘子伞裙外沿与护套之间的径向距离；如图1、2示出的中大伞伞伸出 P1、小伞伞伸出P2O伞间距绝缘子伞裙上某点与相邻同一相对位置相同直径伞裙上对应点之间的轴 向距离，如图1、2中示出的大伞伞间距Si。相邻伞间距绝缘子相邻伞裙下沿之间的轴向距离，如图1、2示出的相邻伞伞间距S2O绝缘距离绝缘子两端金具之间的轴向距离。爬电距离绝缘子两端金具之间，沿所有伞裙及护套表面的最短距离。爬电系数CF 绝缘子爬电距离与绝缘距离之比。如图1所示，实施例1复合绝缘子包括芯棒、芯棒两端的金具及芯棒外覆盖的伞裙 和护套，伞裙部分由若干直径相等的大伞及每两相邻大伞之间的一个小伞排列组成，相邻 大伞伞间距S1为97. 5 102. 5mm ；大伞伞伸出P1与小伞的伞伸出P2之比为1. 3 2. 0，且 平均伞伸出Pav为77 79mm ；该复合绝缘子的爬电系数CF为3. 5 4. 5。其中，平均伞伸 出Pav是大伞伞伸出P1和小伞的伞伸出P2的均值，即Pav = (P^P2)/2。图2所示，实施例2复合绝缘子包括芯棒、芯棒两端的金具及芯棒外覆盖的伞裙和 护套，伞裙部分由若干直径相等的大伞及每两相邻大伞之间的两个小伞排列组成，相邻大 伞伞间距S1为110 130mm ；大伞伞伸出P1与最小伞的伞伸出P2之比为1. 3 2. 0，且平 均伞伸出Pav为65 67mm ；该复合绝缘子的爬电系数CF为3. 5 4. 5。其中，两小伞的伞4裙直径可以相等也可以不相等，实施例2的两小伞的伞裙直径是相等的。平均伞伸出Pav是 大伞伞伸出P1和最小伞的伞伸出P2的均值，即Pav = (P^2)/3。下面结合人工污秽试验结果对本专利技术作进一步说明。1、平均伞伸出的影响1)实施例1复合绝缘子不同的伞间距条件下，不同伞裙结构参数的复合绝缘子平均伞伸出Pav与50%直 流污闪电压U (下称，单位KV)的关系曲线如图3a所示，其中，各曲线对应的大伞伞间 距S1分别为90、100、110mm，大伞伞间距S1与相邻伞伞间距^iKSS1 S2 = 2 I0 由图3a可以看出，平均伞伸出Pav对U5Q%影响比较明显当Pav < 78mm时，污闪电 压随绝缘子的平均伞伸出的增大而逐渐增大；当Pav = 78mm时，污闪电压基本达到饱和值； 当Pav > 78mm时，随平均伞伸出的增大，虽然下降程度并不明显，但总体具有下降趋势。2)实施例2合绝缘子不同的伞间距条件下，不同伞裙结构参数的复合绝缘子平均伞伸出？趴与队⑽的关 系曲线如图北所示，其中，各曲线对应的大伞伞间距S1分别为110、150mm，大伞伞间距S1与 相邻伞伞间距SiKSs1 S2 = 3 I0由图北可以看出，平均伞伸出PajiU5Q%影响比较明显当Pav < 66mm时，污闪电 压随绝缘子的平均伞伸出的增大而逐渐增大，且上升程度比较明显；当Pav = 66mm时，污闪 电压基本达到饱和值；当Pav > 66mm时，随平均伞伸出的增大，虽然下降程度并不明显，但总 体具有下降趋势。因此，由图3a、!3b分析可以得出对于实施例1绝缘子和实施例2绝缘子，平均伞 伸出Pav取值分别为77 79mm和65 67mm左右时，污闪特性最优。2、伞间距的影响1)实施例1绝缘子图如为实施例1平均伞伸出Pav相同时，大伞伞间距S1与U本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于染污放电特性的直流悬式复合绝缘子伞裙结构，由若干直径相等的大伞及每两相邻大伞之间的两个小伞排列组成，其特征在于：采用恒压耐受法建立５０％直流污闪电压随不同伞裙结构的复合绝缘子平均伞伸出、伞间距及爬电系数之间的关系曲线，进而优化确定的该复合绝缘子伞裙结构参数为：相邻大伞伞间距为１１０～１３０ｍｍ；大伞伞伸出与最小伞的伞伸出之比为１．３～２．０，且平均伞伸出为６５～６７ｍｍ；该复合绝缘子的爬电系数为３．５～４．５。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张福增，关志成，王黎明，罗兵，赵杰，饶宏，黎小林，赵锋，杨皓麟，
申请(专利权)人：中国南方电网有限责任公司电网技术研究中心，清华大学深圳研究生院，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]