專利名稱：配電網(wǎng)架空線路用絕緣塔頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及配電網(wǎng)架空線路雷電過電壓防護(hù)領(lǐng)域，更具體地，涉及配電網(wǎng)架空線路用絕緣塔頭。
背景技術(shù)：
配電網(wǎng)架空線路導(dǎo)線與地面垂直距離較低，雷電防護(hù)以防感應(yīng)雷為主。對(duì)于架空棵導(dǎo)線線路，雷電過電壓導(dǎo)致絕緣子閃絡(luò)后，接續(xù)的工頻續(xù)流電弧往往會(huì)燒蝕絕緣子表面釉層，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致傘群炸裂； 對(duì)于架空絕緣導(dǎo)線線路，雷電過電壓引起導(dǎo)線絕緣層和絕緣子擊穿閃絡(luò)后，接續(xù)的工頻續(xù)流電弧弧根受到絕緣層的阻凝作用，固定在絕緣 導(dǎo)線上的擊穿點(diǎn)處燃燒，絕緣導(dǎo)線很快就會(huì)被燒斷。
目前，配電網(wǎng)架空線路已采用的雷電防護(hù)措施主要包括安裝避雷線、保護(hù)間隙和避雷器等。避雷線通過電磁屏蔽作用，可降低導(dǎo)線上 的感應(yīng)過電壓幅值，減少線路發(fā)生雷擊閃絡(luò)的次數(shù)，但效果并不明顯。 保護(hù)間隙利用特制金具限定雷電沖擊放電路徑，疏導(dǎo)工頻續(xù)流電弧孤根離開導(dǎo)線至金具上燃燒，并且該金具能耐受一定能量和次數(shù)的工頻 電弧燒灼，從而有效保護(hù)絕緣子或絕緣導(dǎo)線免于雷擊損壞。保護(hù)間隙 提高了線路重合閘成功的概率，缺點(diǎn)是自身不具備滅弧能力。避雷器利用金屬氧化物電阻片的非線性特性，吸收雷電能量、抑制工頻續(xù)流 起孤，保護(hù)絕緣子或絕緣導(dǎo)線免于雷擊損壞的同時(shí)，可防止線路雷擊 跳閘，是一種理想的雷電防護(hù)措施，缺點(diǎn)為成本較高，運(yùn)行過程中需要定期維護(hù)。
從提高線路絕緣水平的角度入手，研制一種能夠耐受架空線路雷電感應(yīng)過電壓的防護(hù)措施，防止配電網(wǎng)架空線路雷擊事故的發(fā)生，將 具有重大的實(shí)用意義和廣闊的應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容
配電網(wǎng)架空線路用的電線桿多數(shù)為水泥桿或金屬桿(以下統(tǒng)稱為 電桿)，現(xiàn)有塔頭有兩種型式， 一種是在電桿頂部固定橫擔(dān)絕緣子，
橫擔(dān)絕緣子自身起到橫擔(dān)、立擔(dān)作用，構(gòu)成塔頭；另一種是在電桿頂 部通過抱箍固定金屬橫擔(dān)、立擔(dān)，橫擔(dān)、立擔(dān)端部安裝針式/柱式常規(guī) 絕緣子固定導(dǎo)線，金屬橫擔(dān)、立擔(dān)和絕緣子整體構(gòu)成塔頭?？脤?dǎo)線對(duì) 地絕緣就是絕緣子的絕緣，絕緣導(dǎo)線對(duì)地絕緣為絕緣子絕緣加上導(dǎo)線 絕緣層絕緣。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種配電網(wǎng)架空線路用絕緣塔頭，包 括單回或同桿多回線路用橫擔(dān)絕緣子，其中架空導(dǎo)線固定在橫擔(dān)絕緣 子的一端部，其特征在于所述絕緣塔頭還包括絕緣支柱，其中最下 面的橫擔(dān)絕緣子的另 一端部固定到絕緣支柱的上端部，絕緣支柱的下 端部固定到電桿的頂部。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種配電網(wǎng)架空線路用絕緣塔頭， 包括單回或同桿多回線路用橫擔(dān)、常規(guī)絕緣子和立擔(dān)，其中架空導(dǎo)線
固定在常規(guī)絕緣子上，其特征在于所述絕緣塔頭還包括絕緣支柱， 所述立擔(dān)的下端部與最下面的橫擔(dān)的中部都固定到絕緣支柱的上端 部，以及絕緣支柱的下端部固定到電桿的頂部。
本發(fā)明是從提高線路絕緣水平角度入手，在電桿上端部附加安裝 絕緣支柱，絕緣支柱上端通過不同方式安裝橫擔(dān)絕緣子，或者安裝絕 緣/金屬橫擔(dān)、立擔(dān)，絕緣支柱與橫擔(dān)絕緣子、橫擔(dān)、立擔(dān)以及絕緣子 組合使用，提出的一種配電網(wǎng)架空線路用絕緣塔頭，其可大幅提高線 路絕緣水平。
仿真研究表明，配電網(wǎng)架空線路上產(chǎn)生的最大雷電感應(yīng)過電壓幅 值， 一般不超過400 500kV,采用絕緣塔頭，可以使線路耐受最大雷 電感應(yīng)過電壓，防止架空線路因雷電感應(yīng)過電壓作用導(dǎo)致的線路跳閘、 絕緣子損壞和絕緣導(dǎo)線斷線等事故的發(fā)生。
本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)
(1) 本發(fā)明在桿塔上設(shè)立絕緣支柱，與橫擔(dān)絕緣子或者絕緣/金屬 橫擔(dān)、常規(guī)絕緣子組合使用，以大幅提高線路絕緣水平，有效耐受線 路上出現(xiàn)的雷電感應(yīng)過電壓，進(jìn)而大幅提高線路耐雷水平。有效防止 了雷電感應(yīng)過電壓導(dǎo)致的線路跳閘、絕緣子損壞和絕緣導(dǎo)線斷線等事 故的發(fā)生，使感應(yīng)雷防護(hù)不再是配電網(wǎng)雷電防護(hù)的主要問題。
(2) 本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，成本較現(xiàn)有塔頭略高，與釆用避 雷線、保護(hù)間隙和避雷器比較，成本相當(dāng)，但保護(hù)效果更好，運(yùn)行無 需維護(hù)。


圖la是根據(jù)本發(fā)明的絕緣支柱加復(fù)合/瓷橫擔(dān)絕緣子型式的配電 網(wǎng)6kV、 10kV和20kV單回線路用絕緣塔頭的結(jié)構(gòu)示意圖lb是根據(jù)本發(fā)明的絕緣支柱加絕緣/金屬橫擔(dān)型式的配電網(wǎng) 6kV、 10kV和20kV單回線路用絕緣塔頭的結(jié)構(gòu)示意圖2a - 2c是根據(jù)本發(fā)明的絕緣塔頭與電桿的三種連接方式；
圖3a是本發(fā)明典型的絕緣支柱加復(fù)合/瓷橫擔(dān)絕緣子型式的6kV、 10kV和20kV同桿雙回線路用絕緣塔頭的結(jié)構(gòu)示意圖3b是本發(fā)明典型的絕緣支柱加絕緣/金屬橫擔(dān)型式的6kV、 10kV和20kV同桿雙回線路用絕緣塔頭的結(jié)構(gòu)示意圖4是本發(fā)明6kV、 10kV和20kV同桿三回線路用絕緣塔頭的結(jié)構(gòu) 示意圖；以及
圖5是本發(fā)明6kV、 10kV和20kV同桿六回線路用絕緣塔頭的結(jié)構(gòu) 示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖來具體描述本發(fā)明配電網(wǎng)架空線路用絕緣塔頭的具體實(shí)施方式
，其中相同或相似的附圖標(biāo)號(hào)表示相同或相似的部件。
首先，以6kV、 10kV和20kV單回線路用絕緣塔頭為例做具體說 明，其結(jié)構(gòu)示意圖見圖la和lb。塔頭分為兩種型式，即，復(fù)合/瓷橫擔(dān)絕緣子型式和絕緣/金屬橫擔(dān)型式。
圖la為絕緣支柱加復(fù)合/瓷橫擔(dān)絕緣子型式的配電網(wǎng)6kV、 10kV 和20kV單回線路用絕緣塔頭，其主要包括絕緣支柱3和復(fù)合/瓷橫擔(dān)絕 緣子2，其中采用帶傘群的復(fù)合/瓷橫擔(dān)絕緣子2作為橫擔(dān)、立擔(dān)，架空 導(dǎo)線l直接固定在復(fù)合/瓷橫擔(dān)絕緣子2的一端部，復(fù)合/瓷橫擔(dān)絕緣子2 的另一端部通過法蘭固定到絕緣支柱3的上端部，絕緣支柱3的下端部 固定到電桿頂部(圖中未示出)。
圖lb為絕緣支柱加絕緣/金屬橫擔(dān)型式的配電網(wǎng)6kV、 10kV和 20kV單回線路用絕緣塔頭，其主要包括絕緣支柱3、絕緣/金屬橫擔(dān)4、 絕緣/金屬立擔(dān)6和常規(guī)絕緣子5。架空導(dǎo)線1直接固定在常規(guī)絕緣子5的 一端部，常規(guī)絕緣子5的另 一端部分別固定到絕緣/金屬橫擔(dān)4的兩端和 絕緣/金屬立擔(dān)6的上端部，絕緣/金屬立擔(dān)6的下端部與絕緣/金屬橫擔(dān)4 的中部都固定到絕緣支柱3的上端部，以及絕緣支柱3的下端部固定到 電桿頂部(圖中未示出)。
其中絕緣支柱3可采用瓷支柱，也可釆用復(fù)合材料支柱。
其中可采用高強(qiáng)度、耐腐蝕、耐老化的復(fù)合絕緣材料或金屬材料 作為橫擔(dān)、立擔(dān)，在其端部安裝常規(guī)絕緣子固定導(dǎo)線。
為避免部分直擊雷導(dǎo)致導(dǎo)線相間擊穿閃絡(luò)，可采用三相不平衡絕 緣方式，即在滿足三相對(duì)地絕緣有效耐受雷電感應(yīng)過電壓前提下，設(shè) 定中相對(duì)地絕緣水平較邊相低。
另外，根據(jù)本發(fā)明的絕緣塔頭與電桿的連接方式包括三種，即， a.金屬法蘭和抱箍型式；b.圓筒金屬法蘭型式；c.內(nèi)插澆筑型式，其 示意圖分別見圖2a-圖2c。
圖2a為金屬法蘭和抱箍型式，通過金屬法蘭和抱箍7直接緊固 在電桿8的頂部；圖2b為圓筒金屬法蘭型式，采用圓筒金屬法蘭9， 法蘭9的一端與絕緣支柱3壓注成一體，電桿8的端部穿入圓筒式法 蘭9的另一端內(nèi)部，用粘結(jié)材料封固；以及圖2c為內(nèi)插澆筑型式，將 絕緣支柱3的下端部設(shè)計(jì)成內(nèi)陷的圓柱體凹洞，電桿8直接插入，澆 筑成一體。
以上描述了根據(jù)本發(fā)明的單回線路用絕緣塔頭的具體結(jié)構(gòu)，同桿 多回線路用絕緣塔頭的設(shè)計(jì)思路和方法與單回線路相同，均采用絕緣 支柱加復(fù)合/瓷橫擔(dān)絕緣子型式，或絕緣支柱加絕緣/金屬橫擔(dān)、立擔(dān) 與常規(guī)絕緣子型式，可依實(shí)際情況組合使用，確定實(shí)現(xiàn)型式。
考慮到同桿多回線路受到的風(fēng)荷載和導(dǎo)線自重較大，單個(gè)絕緣支 柱結(jié)構(gòu)可能難于滿足受力要求，可靈活采用多只絕緣支柱并聯(lián)結(jié)構(gòu)， 通過上、下部金屬法蘭將絕緣支柱固定為一體。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，應(yīng)根據(jù) 線路回路數(shù)量具體計(jì)算風(fēng)荷載和導(dǎo)線自重，并留有足夠的裕量，以此選擇絕緣支柱的徑向直徑和并聯(lián)數(shù)量，推薦并聯(lián)數(shù)量取值在1~9范圍 內(nèi)。
典型的同桿多回線路用絕緣塔頭結(jié)構(gòu)示意圖見圖3、圖4和圖5， 其中圖3a示出了絕緣支柱加復(fù)合/瓷橫擔(dān)絕緣子型式的6kV、 10kV和 20kV同桿雙回線路用絕緣塔頭，圖3b示出了絕緣支柱加絕緣/金屬橫 擔(dān)型式的6kV、 10kV和20kV同桿雙回線路用絕緣塔頭，圖4和圖5分別 示出了6kV、 10kV和20kV同桿三回線路用絕緣塔頭和同桿六回線路用 絕緣塔頭。
參考圖3a，在絕緣支柱加復(fù)合/瓷橫擔(dān)絕緣子型式的同桿雙回線 路用絕緣塔頭中，最下面的復(fù)合/瓷橫擔(dān)絕緣子2固定到絕緣支柱3的 上端部。參考圖3b,在絕緣支柱加絕緣/金屬橫擔(dān)型式的同桿雙回線 路用絕緣塔頭中，絕緣/金屬立擔(dān)6的下端部與最下面的絕緣/金屬橫 擔(dān)4的中部都固定到絕緣支柱3的上端部。
圖4和圖5分別示出了同桿三回線路用絕緣塔頭和同桿六回線路 用絕緣塔頭，并且其中使用了多只絕緣支柱3的并聯(lián)結(jié)構(gòu)，即絕緣支 柱組10。
由于同桿雙回、三回和六回等線路用現(xiàn)有塔頭結(jié)構(gòu)是本領(lǐng)域所公 知的，因此在本發(fā)明中沒有對(duì)其做具體的描述。另外，絕緣塔頭的參 數(shù)包括機(jī)械性能參數(shù)和幾何參數(shù)。機(jī)械性能參數(shù)指絕緣支柱、橫擔(dān)絕 緣子、橫擔(dān)、立擔(dān)應(yīng)能耐受導(dǎo)線風(fēng)荷載扭力和導(dǎo)線自重壓力的聯(lián)合作 用而不損壞，幾何參數(shù)指絕緣支柱、橫擔(dān)絕緣子、橫擔(dān)、立擔(dān)及常規(guī)絕緣子組合后總的對(duì)地絕緣距離在滿足系統(tǒng)工頻電壓要求的前提下， 應(yīng)滿足耐受線路雷電感應(yīng)過電壓的要求，至于導(dǎo)線相間距離，以及同桿多回線路回路間距，可參考現(xiàn)有塔頭設(shè)計(jì)方法和技術(shù)條件來確定。
盡管上面已經(jīng)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了具體說明，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員 也可以修改上述中的某些具體結(jié)構(gòu)或者設(shè)想其它的等效過程來實(shí)現(xiàn)本 發(fā)明。因此，本發(fā)明并不具體限于上述實(shí)施方式的具體過程，例如盡管說明書中只描述了配電網(wǎng)6kV、 10kV和20kV電壓等級(jí)，當(dāng)然，本 發(fā)明可應(yīng)用于其它配電系統(tǒng)電壓等級(jí)的塔頭中，只要將絕緣支柱增加 到普通塔頭結(jié)構(gòu)的底部中，使得增大了導(dǎo)線對(duì)地的絕緣高度，則可以 產(chǎn)生類似的技術(shù)效果；以及例如盡管說明書中只描述了同桿雙回、三 回和六回線路，當(dāng)然，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言也可以設(shè)想出其 它同桿多回線路。
盡管已對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述，但上述描述只是為了說明的目的，本發(fā)明不限于上述結(jié)合附圖的具體描述。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以對(duì)其 進(jìn)行各種改變而不脫離本發(fā)明的精神，本發(fā)明的保護(hù)范圍由后附的權(quán) 利要求書來限定。
權(quán)利要求
1、一種配電網(wǎng)架空線路用絕緣塔頭，包括單回或同桿多回線路用橫擔(dān)絕緣子(2)，其中架空導(dǎo)線(1)固定在橫擔(dān)絕緣子(2)的一端部，其特征在于所述絕緣塔頭還包括絕緣支柱(3)，其中最下面的橫擔(dān)絕緣子(2)的另一端部固定到絕緣支柱(3)的上端部，絕緣支柱(3)的下端部固定到電桿(8)的頂部。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的絕緣塔頭，其中所述橫擔(dān)絕緣子(2) 是復(fù)合/瓷橫擔(dān)絕緣子。
3、 一種配電網(wǎng)架空線路用絕緣塔頭，包括單回或同桿多回線路 用橫擔(dān)(4)、常規(guī)絕緣子(5)和立擔(dān)(6)，其中架空導(dǎo)線(1)固定 在常規(guī)絕緣子(5)上，其特征在于所述絕緣塔頭還包括絕緣支柱(3)，所述立擔(dān)(6)的下端部與 最下面的橫擔(dān)U)的中部都固定到絕緣支柱(3)的上端部，以及絕 緣支柱(3)的下端部固定到電桿(8)的頂部。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的絕緣塔頭，其中所述橫擔(dān)(4)是復(fù)合 絕緣/金屬橫擔(dān)，以及所迷立擔(dān)(6)是復(fù)合絕緣/金屬立擔(dān)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的絕緣塔頭，其中使用絕緣支柱(3) 的并聯(lián)結(jié)構(gòu)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的絕緣塔頭，其中絕緣支柱(3)的并聯(lián) 數(shù)量的取值在1 9的范圍內(nèi)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的絕緣塔頭，其中所述絕緣支柱(3) 通過法蘭和抱箍(7)緊固在電桿(8)上。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的絕緣塔頭，其中所述絕緣支柱(3) 與法蘭(9)的一端壓注成一體，電桿(8)穿入所述法蘭(9)的另一端 內(nèi)部，并用粘結(jié)材料封固。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的絕緣塔頭，其中所述絕緣支柱(3) 下端部設(shè)計(jì)成內(nèi)陷的凹洞，電桿(8)直接插入，并澆筑成一體。
10、根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的絕緣塔頭，其中所述絕緣支柱(3) 釆用瓷支柱或復(fù)合材料支柱。
全文摘要
本發(fā)明公開了配電網(wǎng)架空線路用絕緣塔頭，涉及配電網(wǎng)架空線路雷電過電壓防護(hù)領(lǐng)域，其中所述絕緣塔頭包括單回或同桿多回線路用絕緣支柱，所述絕緣塔頭還包括橫擔(dān)絕緣子或者橫擔(dān)、針式/柱式絕緣子，其中架空導(dǎo)線固定在橫擔(dān)絕緣子的一端部，或固定在橫擔(dān)端部的針式/柱式絕緣子上，最下面的橫擔(dān)絕緣子的另一端部或橫擔(dān)中部固定到絕緣支柱的上端部，絕緣支柱的下端部固定到電桿的頂部。根據(jù)系統(tǒng)實(shí)際要求，絕緣支柱、復(fù)合/瓷橫擔(dān)絕緣子、絕緣/金屬橫擔(dān)和針式或柱式絕緣子可以組合使用，構(gòu)成多種結(jié)構(gòu)型式的絕緣塔頭，其可大幅提高線路的絕緣水平，有效防止架空線路因雷電感應(yīng)過電壓作用導(dǎo)致的線路跳閘、絕緣子損壞和絕緣導(dǎo)線斷線等事故的發(fā)生。
文檔編號(hào)H02G7/20GK101202431SQ20071019497
公開日2008年6月18日 申請(qǐng)日期2007年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月7日
發(fā)明者馮金玲, 彬 尹, 沈海濱, 陳維江 申請(qǐng)人:中國電力科學(xué)研究院;山東迅實(shí)電氣有限公司