專利名稱：組合絕緣子串的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及絕緣子串，具體地說(shuō)是一種組合絕緣子串。
技術(shù)背景絕緣子串，根據(jù)國(guó)標(biāo)GB/T 2900.8-1995《電工術(shù)語(yǔ)絕緣子》的定義是供 處在不同電位的電氣設(shè)備或?qū)w電氣絕緣和機(jī)械固定用的器件。接通俗講法，絕 緣子串是將導(dǎo)線絕緣地固定和懸吊在桿塔上的物件。其作用是 一、絕緣桿塔本 體和導(dǎo)線，因此絕緣子的絕緣性能(也叫電氣性能)是非常重要的；二、固定導(dǎo) 線，因此絕緣子的機(jī)械性能和抗老化性能也是非常重要的。線路絕緣子按材質(zhì)不同，最常用的可為分三種盤型瓷質(zhì)懸式絕緣子、盤型 玻璃懸式絕緣子、棒形硅橡膠懸式復(fù)合絕緣子。使用電工陶瓷作為絕緣材料制成的盤型瓷質(zhì)懸式絕緣子，它屬于無(wú)機(jī)材料， 其主要的組成通常包括多晶硅酸鹽、鋁硅酸鹽、欽酸鹽或氧化物。參照?qǐng)Dl，盤 型瓷質(zhì)懸式絕緣子由1、鐵帽2、鋼腳3、瓷質(zhì)傘盤絕緣件4、用高標(biāo)號(hào)水泥膠合 劑膠裝成一體。多個(gè)盤型瓷質(zhì)懸式絕緣子1疊置構(gòu)成絕緣子串(如圖2所示)。 它具有良好的絕緣性能、抗氣候變化的性能、耐熱性和組裝靈活等優(yōu)點(diǎn)，但也存 在缺點(diǎn)A、 由于盤式瓷絕緣子個(gè)鋼帽鋼腳、瓷件和水泥的熱膨脹系數(shù)差異較大，在 長(zhǎng)期的電場(chǎng)、機(jī)械應(yīng)力和大自然的陽(yáng)光、風(fēng)、雨、雪、霧等侵蝕的作用下，逐步 促使其強(qiáng)度下降或產(chǎn)生隱裂紋，導(dǎo)致劣化，為可擊穿型產(chǎn)品，也就是我們所說(shuō)的 零值，絕緣子串存在低零值瓷質(zhì)絕緣子會(huì)對(duì)電網(wǎng)的安全運(yùn)行帶來(lái)威脅。B、 當(dāng)故障電流從含有劣化絕緣子串通過(guò)時(shí)，由于低零值絕緣子的瓷傘盤仍 在，致使短路電流從鋼帽、鋼腳間通過(guò)，使鋼帽內(nèi)隱裂紋的絕緣子頭部瞬間高溫 汽化膨脹而炸裂鋼帽，造成導(dǎo)線落地事故。華東電網(wǎng)在1996年底的大污閃事故 中，500kV系統(tǒng)有l(wèi)l條線路因霧閃發(fā)生72次跳閘。其中，3條線路因零值絕緣 子爆炸造成導(dǎo)線落地;2條線路多串絕緣子結(jié)構(gòu)中有1串因零值絕緣子爆炸斷串。C、 由于我國(guó)不采用金屬招弧角裝置保護(hù)瓷質(zhì)絕緣子串，當(dāng)串中存有低零值 絕緣子必然會(huì)在線路故障中發(fā)生炸裂引發(fā)導(dǎo)線掉串的惡性事故，因此DL/T 741《架空送電線路運(yùn)行規(guī)程》規(guī)定每?jī)赡隀z測(cè)劣化瓷絕緣子工作，造成線路運(yùn)行維 護(hù)工作量大，特別是超高壓或特高壓線路，絕緣子數(shù)量成倍增加，而耐張絕緣子 串只能采用停電檢測(cè)低零值絕緣子，使設(shè)備可用率下降。D、 瓷質(zhì)絕緣子屬逐年劣化遞增的產(chǎn)品，即劣化率較高，年老化率總體水平 約為0. 2%左右，不同廠家的產(chǎn)品差異較大。在眾多的絕緣子串中，只要某串 中存有一片劣化絕緣子，在遭受雷擊、污閃或鳥(niǎo)害等故障跳閘事故時(shí)，均會(huì)發(fā)生 絕緣子炸裂導(dǎo)線掉串事故。采用鈉鈣硅玻璃配方材料制成的盤型鋼化玻璃懸式絕緣子，屬無(wú)機(jī)材料類， 玻璃件經(jīng)過(guò)鋼化處理后，其抗拉強(qiáng)度為88.26Mpa，是瓷質(zhì)材料的2. 2倍(瓷質(zhì) 39.23Mpa)，其耐電擊穿性能為1350 1750kV/cm、波形1 / 50us，是瓷質(zhì)材料的 3.4 4.3倍(瓷質(zhì)400kV/cm)，完全能夠滿足絕緣子對(duì)機(jī)械性能、冷熱性能和電 絕緣性能的要求。國(guó)外實(shí)驗(yàn)室曾多次對(duì)玻璃絕緣子串用陡波做過(guò)沖擊試驗(yàn)，其結(jié) 果都是大氣閃絡(luò)，從未發(fā)生玻璃件的擊穿情況。北京電力建設(shè)研究院在對(duì)導(dǎo)線進(jìn) 行疲勞振動(dòng)1500萬(wàn)次的兩次對(duì)比試驗(yàn)(兩端各以瓷質(zhì)絕緣子串和玻璃絕緣子串 固定)，試驗(yàn)結(jié)果60kN、 160kN的玻璃絕緣子機(jī)電破壞強(qiáng)度沒(méi)有下降，而相同的 瓷絕緣子的機(jī)電破壞強(qiáng)度分別下降19%和17%，從中得出玻璃絕緣子的抗沖擊 能力強(qiáng)，試驗(yàn)證明鋼化玻璃在沖擊電壓作用下的擊穿強(qiáng)度是瓷絕緣子的3.8倍。 盤型玻璃絕緣子也是由鐵帽、鋼腳和玻璃絕緣件同樣采用高標(biāo)號(hào)水泥膠裝成 一體。其結(jié)構(gòu)與圖1所示的瓷質(zhì)絕緣子相同。多個(gè)盤型玻璃絕緣子疊置形成絕緣 子串。其優(yōu)點(diǎn)是-A、 具有較好的機(jī)電性能，其抗拉強(qiáng)度、耐電擊穿性能、耐振動(dòng)疲勞、耐電 弧燒傷和耐冷熱沖擊性能等都優(yōu)于瓷絕緣子。B、 與瓷絕緣子不同，玻璃絕緣子具有零值自爆的絕緣自我淘汰能力，這使 運(yùn)行單位很容易發(fā)現(xiàn)，無(wú)需對(duì)其進(jìn)行登塔進(jìn)行絕緣測(cè)試。C、 鋼化玻璃絕緣子屬早期劣化暴露產(chǎn)品，投入運(yùn)行后受電氣、機(jī)械等電應(yīng) 力和大自然風(fēng)、雨、雷電等作用下，玻璃件內(nèi)存有雜質(zhì)、鋼化瑕疵等絕緣子，會(huì) 發(fā)生傘盤自爆現(xiàn)象，自爆率隨運(yùn)行時(shí)間的增加而逐年下降，且因其自爆后的殘余強(qiáng)度達(dá)80%的額定機(jī)械荷載，若發(fā)生故障時(shí)的短路電流從傘盤炸裂后的鋼帽、 鋼腳間通過(guò)，因此不會(huì)發(fā)生短路電流從鋼帽內(nèi)通過(guò)而發(fā)生劣化絕緣子鋼帽炸裂導(dǎo) 線掉串事故。由于鋼化玻璃絕緣子的特殊生產(chǎn)工藝，其同等機(jī)械荷載的絕緣子頭 部可制作小點(diǎn)，致使玻璃絕緣子比同等機(jī)械荷載的瓷質(zhì)絕緣子重量輕，組串后可 減輕鐵塔荷載，降低輸電線路的建設(shè)造價(jià)。另外玻璃絕緣子屬一次性成型產(chǎn)品， 機(jī)械化生產(chǎn)效率高，同時(shí)可生產(chǎn)大盤徑大爬距普通型絕緣子，使其沖刷、清污功 能比瓷質(zhì)絕緣子優(yōu)。玻璃絕緣子的電容約100pF (瓷質(zhì)絕緣子約60pF)，其介電 系數(shù)是瓷的1.2-1.6倍，組串后的絕緣子分布電壓比瓷質(zhì)絕緣子串更均勻(絕緣 子串分布電壓均勻取決于絕緣子的主電容)，這有利于降低導(dǎo)線側(cè)、橫擔(dān)側(cè)的絕 緣子電壓，減少了無(wú)線電干擾和降低了電暈損耗，延長(zhǎng)了絕緣子的使用壽命，同 時(shí)也提高了玻璃絕緣子串的閃絡(luò)電壓值。 其缺點(diǎn)是A、 玻璃絕緣子的耐冷熱驟變的能力較差，若使用在重粉塵污源點(diǎn)處，在濕 度大于90%的情況下，玻璃絕緣子串易發(fā)生群爆缺陷。B、 雖然盤形玻璃絕緣子比瓷質(zhì)絕緣子重量輕，但還是比復(fù)合絕緣子重，會(huì) 增加輸電線路鐵塔的建設(shè)造價(jià)。針對(duì)線路運(yùn)行維護(hù)總體上看，盤型玻璃絕緣子各方面性能遠(yuǎn)優(yōu)于盤型瓷絕緣 子，若設(shè)計(jì)、運(yùn)行單位選擇合理的話，玻璃絕緣子能承擔(dān)安全、經(jīng)濟(jì)、可靠運(yùn)行 的責(zé)任。硅橡膠復(fù)合絕緣子由環(huán)氧樹(shù)脂玻璃纖維芯棒和硅橡膠制成，硅橡膠由甲基乙 烯基硅橡膠(生膠)、補(bǔ)強(qiáng)材料白炭黑、氫氧化鋁粉和阻燃材料氫氧化鋁等，經(jīng) 過(guò)高溫?zé)捘z和硫化注射成型。它屬有機(jī)材料制成。參照?qǐng)D3，棒形懸式復(fù)合絕緣 子5是由硅橡膠傘裙7、芯棒8和端部金具壓接9構(gòu)成一整體結(jié)構(gòu)，各部分不可 拆卸。圖示所示為帶均壓環(huán)9的棒形懸式復(fù)合絕緣子。棒形懸式復(fù)合絕緣子的優(yōu) 點(diǎn)是A、 由于硅橡膠有很好的憎水性能，其耐污性能高(污濕閃電壓是目前瓷或 玻璃防污絕緣子的2 3倍)；B、 能承受很高的擊穿電壓；C、 無(wú)線電干擾水平低；E、 工頻干閃電壓略高于瓷或玻璃盤型絕緣子串；濕閃電壓較盤型絕緣子串約 高15%;F、 對(duì)于絕緣子污穢清掃工作，可實(shí)現(xiàn)免維護(hù)或少維護(hù)。 其缺點(diǎn)是-A、 產(chǎn)品壽命只為盤形瓷、玻璃絕緣子的l/3左右；B、 由于系長(zhǎng)棒型絕緣子，其絕緣子串的分布電壓極不均勻，特別是國(guó)家標(biāo) 準(zhǔn)中沒(méi)有均壓環(huán)的制作尺寸和工藝、材料要求，同時(shí)沒(méi)有對(duì)均壓裝置的電氣試驗(yàn) 檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，運(yùn)行中的復(fù)合絕緣子均壓效果無(wú)法確定；C、 在同等條件下，絕緣子串的耐雷性能比瓷、玻璃絕緣子約降低7% 23 %左右；D、 運(yùn)行中檢査、抽檢、試驗(yàn)的維護(hù)工作較大，按DL/T 864-2004《標(biāo)稱電壓 高于1000V交流架空線路用復(fù)合絕緣子使用導(dǎo)則》要求，運(yùn)行中的復(fù)合絕緣子 按3-5年為一周期按一定比例進(jìn)行抽檢和試驗(yàn)，8 10年按批次更換外送試驗(yàn)所 檢測(cè)試驗(yàn)；E、 按復(fù)合絕緣子的電氣、機(jī)械性能，使用范圍偏小，產(chǎn)品全壽命運(yùn)行成本大；F、 由于硅橡膠原因(傘盤無(wú)法做大)，在同等結(jié)構(gòu)高度情況下，復(fù)合絕緣子 的爬電距離只能達(dá)到2.5cm/kV左右，若超過(guò)時(shí)其爬電系數(shù)肯定大于3.5以上， 不符合標(biāo)準(zhǔn)要求和在實(shí)際運(yùn)行中會(huì)因飛弧橋接后犧牲部分爬距。G、 根據(jù)我省110kV以上5萬(wàn)支絕緣子運(yùn)行情況統(tǒng)計(jì)(截止1999年底)，其 總事故率0. 049%，比盤型瓷質(zhì)絕緣子0. 2368% (掉串率0. 0056%)、盤型 玻璃絕緣子O. 1647%均低，但復(fù)合絕緣子出事故一般會(huì)造成比較大的設(shè)備事故。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的是在現(xiàn)有技術(shù)各種結(jié)構(gòu)的絕緣子串單獨(dú)使用時(shí)均存在嚴(yán)重 缺陷問(wèn)題，解決超高壓或特高壓線路上復(fù)合絕緣子高壓端分布電壓嚴(yán)重超標(biāo)而引 起的硅橡膠護(hù)套電蝕穿孔和芯棒脆斷掉串的惡性事故，解決采用盤形玻璃絕緣子 造成鐵塔荷載增重而建設(shè)成本大的缺陷，其次解決在重污穢地區(qū)和重粉塵地段， 采用玻璃絕緣子時(shí)的絕緣子串污穢清掃會(huì)造成線路停電時(shí)間長(zhǎng)，清掃工作量大的情況。通過(guò)采納玻璃絕緣子的抗電場(chǎng)能力強(qiáng)、運(yùn)行中不檢零、不掉串、產(chǎn)品壽命 長(zhǎng)的特點(diǎn)和復(fù)合絕緣子重量輕、耐污性能強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，組合成一種優(yōu)化的絕緣子串， 同時(shí)又克服了它們各自的缺點(diǎn)和不足。解決上述問(wèn)題采用的技術(shù)方案是組合絕緣子串，包括主體部分的棒形懸式 復(fù)合絕緣子，其特征在于所述的懸式復(fù)合絕緣子上至少在導(dǎo)線側(cè)設(shè)有盤型玻璃絕 緣子。導(dǎo)線側(cè)盤型玻璃絕緣子數(shù)量為l-6個(gè)。優(yōu)選4-6個(gè)。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，橫擔(dān)側(cè)設(shè)有盤型玻璃絕緣子。橫擔(dān)側(cè)盤型玻璃絕緣子數(shù)量為1-4個(gè)，優(yōu)選l-2個(gè)。本發(fā)明的組合絕緣子串，兼具盤型懸式絕緣子串和棒形懸式復(fù)合絕緣子的優(yōu) 點(diǎn)，在超高壓或特高壓線路上使用，可大幅減輕鐵塔承受的荷載，又具有很高的 耐污性能，能承受很高的擊穿電壓，良好的耐電蝕性能，無(wú)線電干擾水平低，泄 漏電流小，耐雷性能強(qiáng)，同時(shí)又克服了 1、單獨(dú)采用盤型瓷質(zhì)懸式絕緣子造成鐵 塔荷載增加、電氣上可能出現(xiàn)零值絕緣子從而對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行造成了很大影響；2、 單獨(dú)采用目前常用的盤型玻璃懸式防污絕緣子增加鐵塔承受荷載和耐污性能差； 3、單獨(dú)采用棒形懸式復(fù)合絕緣子耐雷性能較差、分布電壓極不均勻而易引發(fā)硅 橡膠護(hù)套電蝕穿孔引發(fā)的芯棒脆斷導(dǎo)線掉串事故等缺陷。其中最突出的是本發(fā)明 方案能將復(fù)合絕緣子高壓端第一傘裙處的分布電壓降低至電暈起始電壓以下，使 其絕緣子串電壓分布更加均勻,從而有效地避免因電蝕而引發(fā)的復(fù)合絕緣子脆斷 等各類安全事故，提高了復(fù)合絕緣子高壓端側(cè)復(fù)合絕緣子的運(yùn)行壽命。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。 圖1是盤型懸式絕緣子的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是現(xiàn)有盤型懸式絕緣子串的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3是現(xiàn)有不帶均壓環(huán)的棒形懸式復(fù)合絕緣子串的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4是現(xiàn)有帶均壓環(huán)的棒形懸式復(fù)合絕緣子串的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖5是本發(fā)明組合絕緣子串的第一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖，其中橫擔(dān)側(cè)盤型 絕緣子數(shù)為1個(gè)，導(dǎo)線側(cè)盤型絕緣子數(shù)為4個(gè)。圖6是本發(fā)明組合絕緣子串的第二種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖，其中橫擔(dān)側(cè)不 設(shè)盤型絕緣子，導(dǎo)線側(cè)盤型絕緣子數(shù)為6個(gè)。圖7是本發(fā)明組合絕緣子串的第三種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖其中橫擔(dān)側(cè)盤型 絕緣子數(shù)為2個(gè)，導(dǎo)線側(cè)盤型絕緣子數(shù)為4個(gè)。圖8是本發(fā)明組合絕緣子串的第四種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖其中橫擔(dān)側(cè)盤型 絕緣子數(shù)為1個(gè)，導(dǎo)線側(cè)盤型絕緣子數(shù)為5個(gè)。
具體實(shí)施方式
參照?qǐng)D5，本發(fā)明組合絕緣子串，兩端由盤形玻璃絕緣子l和中間用棒形懸 式復(fù)合絕緣子5組成。具體來(lái)說(shuō)，在橫擔(dān)側(cè)裝一片170mm高度、0360mm G20mm)盤徑、550mm幾何爬電的盤型玻璃絕緣子1，再連接定加式的3450mm 結(jié)構(gòu)高度的復(fù)合絕緣子5，導(dǎo)線側(cè)再掛上4片同樣尺寸的盤型玻璃絕緣子1。采 用上扛式線夾。圖6是本發(fā)明的第二種實(shí)施方式，與第一實(shí)施方式不同之處在于其中橫擔(dān) 側(cè)不設(shè)盤型絕緣子，導(dǎo)線側(cè)盤型絕緣子數(shù)為6個(gè)。其余結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施方式相同。 圖7是本發(fā)明組合絕緣子串的第三種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖，與第一實(shí)施方式不同之處在于其中橫擔(dān)側(cè)盤型絕緣子數(shù)為2個(gè)，導(dǎo)線側(cè)盤型絕緣子數(shù)為4個(gè)。 其余結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施方式相同。圖8是本發(fā)明組合絕緣子串的第四種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖，與第一實(shí)施方式不同之處在于其中橫擔(dān)側(cè)盤型絕緣子數(shù)為1個(gè)，導(dǎo)線側(cè)盤型絕緣子數(shù)為5個(gè)。 其余結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施方式相同。將上述第二、第三、第四種結(jié)構(gòu)分別應(yīng)用在6根基桿塔上進(jìn)行試驗(yàn)，實(shí)測(cè) 18相組合絕緣子，結(jié)果12個(gè)邊相組合絕緣子的第一傘裙處分布電壓值在 21kV-25kV間，6個(gè)中相串的第一傘裙處分布電壓值在23kV-27kV間，明顯降低 了高壓端的分成電壓值。應(yīng)該理解到的是上述實(shí)施例只是對(duì)本發(fā)明的說(shuō) ，而不是對(duì)本發(fā)明的限制， 任何不超出本發(fā)明實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)的發(fā)明創(chuàng)造，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、組合絕緣子串，包括主體部分的棒形懸式復(fù)合絕緣子(5)，其特征在于在所述的形懸式復(fù)合絕緣子(5)上至少在導(dǎo)線側(cè)設(shè)有盤型玻璃絕緣子(1)。
2、 如權(quán)利要求1所述的組合絕緣子串，其特征在于在于導(dǎo)線側(cè)盤型玻璃絕緣子(l) 數(shù)量為1-6個(gè)。
3、 如權(quán)利要求1所述的組合絕緣子串，其特征在于在于導(dǎo)線側(cè)盤型玻璃絕緣子(1) 數(shù)量為4-6個(gè)。
4、 如權(quán)利要求l-3任何一項(xiàng)所述的組合絕緣子串，其特征在于在于橫擔(dān)側(cè)也設(shè)有 盤型玻璃絕緣子(1)。
5、 如權(quán)利要求4所述的組合絕緣子串，其特征在于在于橫擔(dān)側(cè)盤型玻璃絕緣子(1) 數(shù)量為1-4個(gè)。
6、 如權(quán)利要求5所述的組合絕緣子串，其特征在于在于橫擔(dān)側(cè)盤型玻璃絕緣子(1) 數(shù)量為1-2個(gè)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種組合絕緣子串，包括主體部分的棒形懸式復(fù)合絕緣子，其特征在于在所述的形懸式復(fù)合絕緣子上至少在導(dǎo)線側(cè)設(shè)有盤型玻璃絕緣子。導(dǎo)線側(cè)盤型玻璃絕緣子數(shù)量為1-6個(gè)，優(yōu)選4-6個(gè)。本發(fā)明的組合絕緣子串，兼具盤型懸式絕緣子串和棒形懸式復(fù)合絕緣子的優(yōu)點(diǎn)，即具有很高的耐污性能，能承受很高的擊穿電壓，良好的耐電蝕性能，無(wú)線電干擾水平低，泄漏電流小，耐雷性能強(qiáng)，同時(shí)又克服了單獨(dú)采用盤型瓷質(zhì)懸式絕緣子可能出現(xiàn)零值絕緣子從而對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行造成了很大影響、或者單獨(dú)采用盤型玻璃懸式絕緣子防污能力差、或者單獨(dú)采用棒形懸式復(fù)合絕緣子耐雷性能較差等的缺陷。
文檔編號(hào)H01B17/02GK101615454SQ20091009841
公開(kāi)日2009年12月30日 申請(qǐng)日期2009年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月7日
發(fā)明者應(yīng)偉國(guó), 方玉群 申請(qǐng)人:金華電業(yè)局