專利名稱：交流懸掛式復合絕緣子的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及高壓絕緣子領域，尤其涉及一種在高壓交流輸變電中應用的復合絕緣子。
背景技術：
絕緣子是輸變電系統(tǒng)中數量最多而且最為關鍵的元件之一，是架空輸電線路的重
要組成部分，在電力系統(tǒng)中有著十分重要的地位。隨著電壓等級的不斷提高，傳統(tǒng)的瓷絕緣
子和玻璃絕緣子出現了工程建設困難、工程造價高、運行維護困難等一系列問題。 復合絕緣子因其重量輕、機械強度高、不易破碎、污閃電壓高、無需零值檢測、易于
制造、運輸、安裝和維護等一系列優(yōu)點而得到了廣泛的應用。復合絕緣子的傘裙結構比較簡
單，傘的下表面無棱，是光滑的?？煞譃榈葟絺愫痛笮阆嘟Y合兩大類，兩種傘裙結構形式
都在實際輸電線路上獲得了應用。復合絕緣子制造工藝簡單，通過改變傘裙直徑、傘裙形狀
以及傘間距，就可以達到改變性能的目的，廠家?guī)缀蹩梢栽谀骋唤o定的安裝高度下生產出
用戶所需要的任意爬電距離的復合絕緣子。不少用戶及生產廠家從傳統(tǒng)瓷絕緣子的運行經
驗出發(fā)，簡單通過規(guī)定所需的爬電距離來確保復合絕緣子的耐污閃性能，因此導致傘裙結
構參數值的選取缺乏科學根據。 研究發(fā)現，傘裙結構對交流污閃電壓影響較大。例如清華大學在承擔西北電網 750kV輸變電工程關鍵技術研究中，對相同材料、相同傘徑，但不同傘間距的復合絕緣子在 兩種鹽密下進行了交流污閃試驗，試驗結果表明復合絕緣子的傘間距不同，交流污閃電壓 差別較大，可達10%以上。研究同時表明，復合絕緣子的傘裙結構與污閃電壓之間存在一定 的關系，使得其他條件相同但不同傘裙結構的復合絕緣子其污閃電壓不同，因此有必要進 行復合絕緣子傘裙結構優(yōu)化的研究，以使復合絕緣子具有較優(yōu)的污閃特性以及較好的工程 應用經濟性。到目前為止，國內外未有研究機構在交流電壓下，對復合絕緣子傘裙結構參數 對交流污閃特性的影響進行系統(tǒng)研究，因此不能對交流復合絕緣子傘裙結構參數進行優(yōu)化 設計，也不能給出交流污閃特性最優(yōu)的傘裙結構參數。
發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是通過調整不同傘徑傘的排列順序，優(yōu)化不同傘徑傘的 傘伸出和傘間距，解決目前高壓交流輸變電中復合絕緣子耐污閃性能差的問題，使得復合 絕緣子在相同的結構高度條件下具有最優(yōu)的耐污閃性能。
為解決上述技術問題，本發(fā)明所采取的技術方案是一種交流懸掛式復合絕緣子，
包括芯棒、芯棒兩端設置的金具、芯棒外覆蓋的護套、芯棒外設有與芯棒同軸的直徑相等的
大傘及每相鄰大傘之間設置的一個小傘，相鄰兩大傘間距為97. 5mm 102. 5mm，大傘的傘
伸出與小傘的傘伸出之比為1. 2 1. 3，且平均傘伸出為71mm 76mm。 本發(fā)明所采取的另一種技術方案是一種交流懸掛式復合絕緣子，包括芯棒、芯棒
兩端設置的金具、芯棒外覆蓋的護套、芯棒外設有與芯棒同軸的直徑相等的大傘及每相鄰
3大傘間的中傘和小傘，上述每相鄰大傘之間按一小傘、一中傘、一小傘排列，相鄰大傘傘間 距為210mm 220mm ;大傘的傘伸出與中傘的傘伸出之比為1. 2 1. 3，大傘的傘伸出與小 傘的傘伸出之比為1.7 1. 8，且平均傘伸出為55. 5mm 58. 5mm。 采用上述技術方案所產生的有益效果在于通過調整不同傘徑傘的排列順序，優(yōu) 化不同傘徑傘的傘伸出和傘間距，并采用升壓法對其進行污閃實驗，建立了交流污閃電壓 與復合絕緣子傘伸出、傘間距及爬電距離之間的關系，得到污閃特性最優(yōu)的交流復合絕緣 子傘裙結構參數。這種優(yōu)化設計后的傘裙結構參數使得復合絕緣子在相同結構高度的條件 下具有優(yōu)異的耐污閃性能，爬電距離的利用率比優(yōu)選前提高了 21% 24%，同時由于結構 設計合理，產品重量也有所降低，造價降低300元左右，從而大大節(jié)省了復合絕緣子傘裙材 料，避免了材料的浪費。
圖1為本發(fā)明實施例一復合絕緣子結構示意圖；
圖2為本發(fā)明實施例二復合絕緣子結構示意圖；
圖3為各試品的單位絕緣高度的污閃電壓；
圖4為各試品的單位爬電距離的污閃電壓；
具體實施例方式
下面結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。 結合圖1和圖2對本發(fā)明涉及的復合絕緣子傘裙結構的部分參數說明如下
傘裙直徑絕緣子傘裙的外徑； 傘伸出絕緣子傘裙外沿與護套之間的徑向距離，如圖1和圖2中示出的大傘傘伸 出P"小傘傘伸出P^中傘傘伸出P3 ; 傘間距絕緣子傘裙上某點與相鄰同一相對位置相同直徑傘裙上對應點之間的軸 向距離，如圖1和圖2中示出的大傘傘間距S工； 相鄰傘間距絕緣子相鄰傘裙下之間的軸向距離，如圖l和圖2示出的相鄰傘傘間 距S2 ; 絕緣距離絕緣子兩端金具之間的軸向距離； 爬電距離絕緣子兩端金具之間，沿所有傘裙及護套表面的最短距離；
爬電系數CF :絕緣子爬電距離與絕緣距離之比。
實施例一 如圖1所示，本發(fā)明的絕緣子為交流懸掛式復合絕緣子，包括芯棒、芯棒兩端設置 的金具、芯棒外覆蓋的護套、芯棒外設有與芯棒同軸的直徑相等的大傘及每相鄰大傘之間 設置的一個小傘，小傘的傘裙直徑相等，相鄰兩大傘間距為97. 5mm 102. 5mm，大傘的傘伸 出與小傘的傘伸出之比為1. 2 1. 3，且平均傘伸出為71mm 76mm，爬電系數為3. 5 4. 0。 平均傘伸出Pav是大傘傘伸出Pi和小傘的傘伸出P2的均值，即Pav = (P,P》/2。
實施例二 如圖2所示，本發(fā)明的另一種絕緣子為交流懸掛式復合絕緣子，包括芯棒、芯棒兩 端設置的金具、芯棒外覆蓋的護套、芯棒外設有與芯棒同軸的直徑相等的大傘及每相鄰大
4傘間的中傘和小傘，上述每相鄰大傘之間按一小傘、一中傘、一小傘排列，所述中傘的傘裙 直徑相等，所述小傘的傘裙直徑相等。相鄰大傘傘間距為210mm 220mm ;大傘的傘伸出與 中傘的傘伸出之比為1.2 1.3，大傘的傘伸出與小傘的傘伸出之比為1.7 1.8，且平均 傘伸出為55. 5mm 58. 5mm，爬電系數為2. 9 3. 2 。平均傘伸出Pav是大傘傘伸出P！和中 傘傘伸出P3以及小傘的傘伸出P2的均值，即Pav = (Pi+P3+2P》/4。
下面結合物理實驗對本發(fā)明做進一步說明。 表1列出了不同試品的人工污穢試驗結果，其中5#試品所采用的傘裙結構為實施 例1， 14#試品所采用的傘裙結構為實施例2。實驗中試驗鹽密為0. lmg/cm^灰密為1. 0mg/ cm o 表l不同試品的人工污穢試驗結果
編 號傘形傘徑mm傘間距 mm單位絕緣高度的 爬電距離mm單位爬電距離的 污閃電壓kV/cm單位絕緣高度的 污閃電壓kv/m
1#一大一小332/28211051100. 388198. 5
2#一大一小282/22510048000. 414198. 5
3#一大一小225/1809043430. 440191. 0
4#一大一小205/1709635950. 475170. 8
5#一大一小198/16410234880. 559195. 0
6#一大一小198/1649535600. 529188. 2
7#一大一小174/1249031610. 494156. 1
8#一大兩小282/225/22513053430. 388207. 2
9#一大兩小225/180/18011046380. 389180. 4
10#一大兩小225/152/15215032930. 520171. 1
11#大/小/中/小205/170/13518829790. 588175. 1
12#大/小/中/小205/170/13520229510. 624184. 2
13#大/小/中/小198/164/13020329320. 561164. 6
14#大/小/中/小198/164/13021429180. 654190. 8 通過表1、圖3及圖4的試驗結果，得到以下幾點結論 1、從5#與6#、11#與12#、13#與14#的試驗結果可以看出在絕緣高度一定的情 況下，復合絕緣子傘徑相同時，傘間距越大，其污閃電壓越高；傘間距越小，其污閃電壓則越 低。但是根據經驗，傘間距越小的復合絕緣子，其傘裙密度越大，爬電距離也就越大，這對于 提高絕緣子的污閃電壓應該是有幫助的，但試驗結果卻顯示其污閃電壓反而低，分析其原 因可能是由于傘裙過密導致傘間發(fā)生橋絡所致?？梢姡瑔渭冊黾优离娋嚯x并不能提高污閃
5電壓。 2、從12#與13#的試驗結果可以看出傘間距相差不多時，傘徑越大，復合絕緣子 的污閃電壓越高，這是由爬電距離的增大引起的。但是污閃電壓隨爬電距離的增大而提高 的范圍是有限的，傘徑過大時還容易導致傘間的橋接，其污閃電壓反而降低。所以傘徑不易 取得過大。 3、由表1可以看出，5#與6#、 11#與12#、 13#與14#的單位爬電距離的污閃電壓均 大于0. 5kv/cm，大于其他絕緣子單位爬電距離的污閃電壓，該六種復合絕緣子的大傘傘徑 均小于198cm 205cm之間，大傘傘間距大于95cm。說明傘徑不宜取得過大，傘間距不宜過 小。 4、根據試驗結果，1#、2#與8#的污閃電壓在所有傘裙結構的試品中是最高的，單 位絕緣高度的污閃電壓在200kV/m左右。但實際工程中并未采用這些傘裙結構，其原因在 于這些試品的傘徑過大，傘徑過大的絕緣子除了會產生上述2中討論的橋接問題外，還有 以下兩點問題一是傘徑過大導致了絕緣子重量的增加，不利于工程安裝與使用；二是傘 徑過大的絕緣子其用膠量很多，不具有經濟效益。從5#與14#試品的污閃結果可以看出， 通過選用較優(yōu)的傘裙結構，其污閃電壓也可以達到很高的水平，單位絕緣高度的污閃電壓 在195kV/m左右。 5、從表1可以看出除了幾種傘徑過大的試品外，5#與14#試品的污閃電壓是其 中最高的，二者的單位絕緣高度污閃電壓相差不大，僅為2. 2% 。其中5#傘裙結構其單位絕 緣高度的污閃電壓分別比除14#試品外的其他試品高2. 1 % 24. 9 % ; 14#傘裙結構的單 位絕緣高度的污閃電壓分別比除5#試品外的其他試品高1. 4% 22. 2%。
6、5#與14#試品的不同點在于在相同絕緣高度的情況下，5#試品的爬電距離要 比14#試品長；但是積污特性以14#試品為優(yōu)。在桿塔對絕緣子絕緣高度為一定值的要求 下，5#傘裙結構可以滿足系統(tǒng)對絕緣子爬電距離的要求；但是14#試品傘裙結構空氣動力 特性較好，即具有較好的積污特性。而特高壓輸電線路絕緣子的結構高度一般都比較長，爬 電距離比較容易得到滿足，這時選擇14#試品為優(yōu)。此夕卜，14#試品在相同絕緣長度的情況 下重量較5#試品為輕，這有利于降低產品造價，例如同為1000mm絕緣高度，14#試品的重 量為5. 6kg ;5#試品的重量為7. 2kg。
權利要求
一種交流懸掛式復合絕緣子，包括芯棒、芯棒兩端設置的金具、芯棒外覆蓋的護套、芯棒外設有與芯棒同軸的直徑相等的大傘及每相鄰大傘之間設置的一個小傘，其特征在于相鄰兩大傘間距為97.5mm～102.5mm，大傘的傘伸出與小傘的傘伸出之比為1.2～1.3，且平均傘伸出為71mm～76mm。
2. 根據權利要求1所述的交流懸掛式復合絕緣子，其特征在于平均傘伸出P雙是大傘 傘伸出P丄和小傘的傘伸出P2的均值，即Pav = (Pi+P》/2。
3. 根據權利要求1所述的交流懸掛式復合絕緣子，其特征在于所述小傘的傘裙直徑相等。
4. 一種交流懸掛式復合絕緣子，包括芯棒、芯棒兩端設置的金具、芯棒外覆蓋的護套、 芯棒外設有與芯棒同軸的直徑相等的大傘及每相鄰大傘間的中傘和小傘，上述每相鄰大傘 之間按一小傘、一中傘、一小傘排列，其特征在于相鄰大傘傘間距為210mm 220mm ;大傘 的傘伸出與中傘的傘伸出之比為1. 2 1. 3，大傘的傘伸出與小傘的傘伸出之比為1. 7 1. 8，且平均傘伸出為55. 5mm 58. 5mm。
5. 根據權利要求4所述的交流懸掛式復合絕緣子，其特征在于所述中傘的傘裙直徑相 等，所述小傘的傘裙直徑相等。
6. 根據權利要求4所述的交流懸掛式復合絕緣子，其特征在于平均傘伸出P雙是大傘 傘伸出P！和中傘傘伸出P3以及小傘的傘伸出P2的均值，即Pav = (P一P3+2P2)/4。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種交流懸掛式復合絕緣子，包括芯棒、芯棒兩端設置的金具、芯棒外覆蓋的護套、芯棒外設有與芯棒同軸的直徑相等的大傘及每相鄰大傘間的小傘或中傘與小傘的組合。通過調整不同傘徑傘的排列順序，優(yōu)化不同傘徑傘的傘伸出和傘間距，得到污閃特性最優(yōu)的交流復合絕緣子傘裙結構參數。這種優(yōu)化設計后的傘裙結構參數使得復合絕緣子在相同結構高度的條件下具有優(yōu)異的耐污閃性能，同時由于結構設計合理，從而大大節(jié)省了復合絕緣子傘裙材料，避免了材料的浪費。
文檔編號H01B17/04GK101752042SQ20091026394
公開日2010年6月23日 申請日期2009年12月31日 優(yōu)先權日2009年12月31日
發(fā)明者及榮軍, 張楚巖, 王黎明, 耿衛(wèi)斌 申請人:河北新華高壓電器有限公司;清華大學深圳研究生院