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超特高壓耐張復合絕緣子傘形結構的制作方法

文檔序號:7027867閱讀:230來源:國知局
超特高壓耐張復合絕緣子傘形結構的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種超特高壓耐張復合絕緣子傘形結構,包括芯棒、護套、若干直徑相等的大傘裙及若干直徑相等的小傘裙,所述大傘裙與小傘裙交替排列在所述護套外表層上,所述護套的外表層上設有若干個更小的傘伸出的棱褶。本實用新型從根本上改進“直線用復合化,耐張串用瓷、玻璃”的設計理念,可提高輸電線路耐張串耐污閃能力,降低維護成本。該項目拓展了復合絕緣子的使用范圍,研制的成果可為輸電線路設計提供更廣泛的設計選擇,尤其是為交直流特高壓耐張串的選型上提供了設計及選型依據,可等效替代目前架空線路耐張串上使用的瓷或玻璃絕緣子,節(jié)省輸電線路的建設投資,提高輸電線路運行的安全性。
【專利說明】超特高壓耐張復合絕緣子傘形結構
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及超特高壓架空輸電線路外絕緣技術裝備【技術領域】,尤其是一種超特高壓耐張復合絕緣子傘形結構。
【背景技術】
[0002]絕緣子是影響架空輸電線路安全性的關鍵外絕緣器件之一,復合絕緣子經過近四十年的發(fā)展,技術已日趨成熟。復合絕緣子因其重量輕、機械強度高、耐污閃性能好、運行維護方便等優(yōu)點在電力系統(tǒng)中得到了廣泛應用。目前,已有超過200萬支運行在全國各地的輸電線路上。
[0003]復合絕緣子的傘裙主要用來提供必要的爬電距離和保護芯棒不受氣候的影響。但是,復合絕緣子的閃絡電壓受到很多因素的影響,例如氣壓、污穢度(鹽密、灰密)、濕度、覆冰情況等因素的綜合影響。同時,傘裙還會影響到復合絕緣子附近的電場分布。尤其在超特高壓線路中,復合絕緣子的傘形組合能否有效降低污穢閃絡電壓,是關系到架空輸電線路安全性的重要因素之一,也是傘形優(yōu)化設計的目的。
[0004]目前中國對絕緣子使用思路仍停留在“直線用復合化,耐張串用瓷、玻璃”的設計理念上,由于耐張串使用瓷和玻璃絕緣子,存在調爬時工作較復雜,除了過多增加絕緣子片數,還需調整導線弧垂、考慮鐵塔受力等,并且耐張串防污閃能力的不足已日益顯現,同時耐張串使用瓷絕緣子還需定期檢測零值及清掃,維護成本較高。
[0005]現階段在220kV及以上輸電線路上使用復合絕緣子耐張串較為普遍,在超高壓、特高壓輸電線路使用耐張串還處于小范圍的研究試用階段,目前耐張串所使用的復合絕緣子在原材料、結構形式基本上與懸垂串復合絕緣子是通用的。超特高壓指的是220kV以上電壓等級,在中國一般地,指交流750kV、IOOOkV和直流500kV、800kV、1100kV。中國超特高壓輸電線路的交流USCD —般都落在SPS的d級,直流落在e級,即工程的爬電距離要求較高。一般交流的CF系數一般在3.6左右,直流的CF系數一般在3.8以上。
[0006]目前復合絕緣子的IEC標準和國家標準中,只提供了懸垂串用復合絕緣子的傘形結構的基本要求作為參考,對耐張串用復合絕緣子的傘形研究很少。國內外在耐張復合絕緣子傘形上的研究也比較少。
[0007]但是,架空輸電線路的耐張串由于安裝方式與懸垂串不同,絕緣傘套積污方式、電場分布特性、風場受力特性均與懸垂串不同。由于耐張串的安裝方式為水平安裝,傘套的正反面與懸垂串相比,都很容易積污;超高壓、特高壓輸電線路上專用的復合耐張絕緣子,除了要滿足輸電線路的要求,還應具有安裝施工簡便、能承受安裝踩踏等功能。
實用新型內容
[0008]本實用新型針對現有技術的不足,提出一種超特高壓耐張復合絕緣子傘形結構,滿足超特高壓架空輸電線路耐張串的使用要求。
[0009]為了實現上述實用新型目的,本實用新型提供以下技術方案:一種超特高壓耐張復合絕緣子傘形結構,包括芯棒、護套、若干直徑相等的大傘裙及若干直徑相等的小傘裙,所述大傘裙與小傘裙交替排列在所述護套外表層上,所述護套的外表層上設有若干個更小的傘伸出的棱褶。
[0010]進一步地,所述大傘裙與小傘裙均為左右對稱式傘形結構。
[0011]進一步地,所述大傘裙直徑為148.75?201.25 mm,小傘裙直徑為123.25?166.75 mm,傘間距(即一組傘裙之間軸向的距離)為59.5?80.5_,最小傘間距(即相鄰兩片傘裙之間的軸向距離)為29.75?40.25 mm,大傘裙的傘伸出(即護套外表面至大傘裙邊緣的徑向尺寸)為53.12?71.88mm,小傘裙的傘伸出(即護套外表面至小傘裙邊緣的徑向尺寸)為41.22?55.78mm,上傘傾角(即護套表面與傘裙的低壓端表面的在同一平面內的所夾夾角與下傘傾角(即護套表面與傘裙的高壓端表面的在同一平面內的所夾夾角)均為78.8°?106.6°,傘根部倒角半徑(即傘根部倒角指的是傘裙與護套之間的圓半徑)為
6.8?9.2 mm ;棱裙的傘伸出為3?5 mm ;該傘形結構的長度為165.75?224.25 mm。
[0012]進一步地,所述大傘裙與小傘裙的傘裙夾角均為4.5°?6.1°,大傘裙的傘裙根部厚度為7.41?10.03 mm,大傘裙的傘裙邊緣厚度為4.04?5.46mm。
[0013]進一步地,所述護套的厚度為5.1?6.9 mm。
[0014]進一步地,所述大傘裙直徑為175 mm,小傘裙直徑為145 mm,傘間距為70 mm,最小傘間距為35 mm,大傘裙的傘伸出為61 mm,小傘裙的傘伸出為46 mm,上傘傾角與下傘傾角均為92.7°,傘根部倒角半徑為8 mm;棱褶的傘伸出為4 mm ;該傘形結構的長度為195 mm。
[0015]進一步地,所述大傘裙與小傘裙的傘裙夾角為5.3°,護套的厚度為6.5mm。
[0016]與現有技術相比,本實用新型具有以下優(yōu)點:從根本上改進“直線用復合化,耐張串用瓷、玻璃”的設計理念,可提高輸電線路耐張串耐污閃能力,降低維護成本。該項目拓展了復合絕緣子的使用范圍,研制的成果可為輸電線路設計提供更廣泛的設計選擇,尤其是為交直流特高壓耐張串的選型上提供了設計及選型依據,可等效替代目前架空線路耐張串上使用的瓷或玻璃絕緣子,節(jié)省輸電線路的建設投資,提高輸電線路運行的安全性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型的結構示意圖;
[0018]圖2為本實用新型的另一結構示意圖;
[0019]圖3為本實用新型的再一結構示意圖;
[0020]圖4為本實用新型的再二結構示意圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖對本實用新型進行詳細描述,本部分的描述僅是示范性和解釋性,不應對本實用新型的保護范圍有任何的限制作用。
[0022]實施例1
[0023]如圖1所示的一種超特高壓耐張復合絕緣子傘形結構,包括芯棒、護套、若干直徑相等的大傘裙及若干直徑相等的小傘裙,所述大傘裙I與小傘裙2交替排列在所述護套外表層上,該大傘裙I與小傘裙2均為左右對稱式傘形結構。在該護套外表層上設有棱裙3,該棱褶3為若干個更小的傘伸出的傘裙的組合。[0024]護套直徑d3為53 mm,芯棒直徑d4為40mm,則護套厚度為6.5mm,大傘裙直徑(I1為175mm,小傘裙直徑d2為145 mm,傘間距L1為70mm,最小傘間距L2為35 mm,大傘裙的傘伸出L3S 61mm,小傘裙的傘伸出L4S 46mm,上傘傾角Θ i與下傘傾角θ2均為92.7°,傘根部倒角半徑R為8mm;大傘裙I與小傘裙2的傘裙夾角03均為5.3°,棱褶的傘裙直徑d5為61mm,大傘裙I的傘裙根部厚度h為8.72 mm,大傘裙I的傘裙邊緣厚度t2為4.75mm ;相應該棱褶的傘伸出為4 mm ;該傘形結構的長度L5為195 mm。
[0025]本傘形首先可以滿足超特高壓線路的爬距比要求,達到相應電壓等級下要求的爬電距離。通過ANSYS電場仿真分析研究結果驗證,本傘形可以優(yōu)化復合絕緣子上各個傘裙的電場分布情況,避免在傘套附近出現高電位差的點。同時傘形結構有利于提高耐張復合絕緣子的自潔能力,降低使用中實際的污穢度,提高輸電線路耐張串的耐污閃能力。相對較小的傘直徑和相對較厚的傘根部厚度提高傘裙在自然風場中的受力情況,也可以避免安裝施工、踩踏對傘裙造成的破壞。中間空出的棱褶有利于線路施工中的踩踏行走,增加一定的爬電距離,而且兼具防滑、耐磨的作用。
[0026]絕緣耐張串是水平安裝的,這不同于懸垂串,由此而引起的絕緣子電場分布特性、積污特性、覆冰特性、風場受力特性等均與懸垂串不同。所以,復合絕緣子的傘形設計,如何能既滿足輸電工程的基本要求,又滿足相關標準中對傘形尺寸的基本要求,同時優(yōu)化復合絕緣子附近電場分布、具有更高的污閃電壓、自然環(huán)境中有良好的自潔能力減少積污、覆冰狀態(tài)下性能穩(wěn)定等其它優(yōu)點,將這些優(yōu)點都有機地體現與一種傘形上,是本實施例的一個売點O
[0027]實施例2
[0028]本實施例與實施例1的不同之處在于:護套直徑d3為45.06mm,芯棒直徑d4為34.86mm,則護套厚度為5.1mm,大傘裙直徑(I1為151.3 mm,小傘裙直徑d2為127.5 mm,傘間距L1為59.5mm,最小傘間距L2為29.75 mm,大傘裙的傘伸出L3為53.12mm,小傘裙的傘伸出L4為41.22mm,上傘傾角Θ i與下傘傾角θ2均為78.8°,傘根部倒角半徑R為6.8mm。大傘裙I與小傘裙2的傘裙夾角Θ 3均為4.5° ,大傘裙I的傘裙根部厚度h為7.41 mm,大傘裙I的傘裙邊緣厚度t2為4.04mm ;棱裙的傘裙直徑d5為54mm ;該傘形結構的長度L5為 165.75 mnin
[0029]實施例3
[0030]本實施例與實施例1的不同之處在于護套直徑d3為60.94 mm,芯棒直徑d4為47.14mm,則護套厚度為6.9mm,大傘裙直徑(I1為204.7 mm,小傘裙直徑d2為172.5 mm,傘間距L1為80.5mm,最小傘間距L2為40.25 mm,大傘裙的傘伸出L3為71.88mm,小傘裙的傘伸出L4為55.78mm,上傘傾角Θ i與下傘傾角θ2均為106.6°,傘根部倒角半徑R為9.2 mm。大傘裙I與小傘裙2的傘裙夾角θ3均為6.1° ,大傘裙I的傘裙根部厚度h為10.03 mm,大傘裙I的傘裙邊緣厚度t2為5.46mm ;棱裙的傘裙直徑d5為65mm ;該傘形結構的長度L5為 224.25 mm。
[0031]實施例4
[0032]本實施例與實施例1的不同之處在于護套直徑d3為63 mm,芯棒直徑d4為50mm,則護套厚度為6.5mm ;大傘裙直徑(I1為191mm,小傘裙直徑d2為163 mm,傘間距L1為70mm,最小傘間距L2為35 mm,大傘裙的傘伸出L3為64mm,小傘裙的傘伸出L4為50mm,上傘傾角Q1與下傘傾角92均為92.7°,傘根部倒角半徑R為8mm;大傘裙I與小傘裙2的傘裙夾角Θ 3均為5.3°,大傘裙I的傘裙根部厚度h為8.86 mm,大傘裙I的傘裙邊緣厚度t2為
4.75mm ;棱褶的傘裙直徑d5為72mm ;該傘形結構的長度L5為184.15mm。
[0033]實施例5
[0034]本實施例與實施例1的不同之處在于護套直徑d3為43mm,芯棒直徑d4為30mm ;則護套厚度為6.5mm,大傘裙直徑(I1為163mm,小傘裙直徑d2為135mm,傘間距L1為70mm,最小傘間距L2為35mm,大傘裙的傘伸出L3為60mm,小傘裙的傘伸出L4為46mm,上傘傾角Q1與下傘傾角92均為92.7°,傘根部倒角半徑R為8mm;大傘裙I與小傘裙2的傘裙夾角Θ 3均為5.3°,大傘裙I的傘裙根部厚度h為8.48 mm,大傘裙I的傘裙邊緣厚度t2為
4.75mm ;棱褶的傘裙直徑d5為50mm ;該傘形結構的長度L5為212.42 mm。
[0035]本實用新型復合絕緣子的傘形,是兩大一小傘加棱褶的組合,如圖1至圖4所示,該組合的方式的多樣性,均可以滿足絕大多數超特高壓輸電線路對于爬電距離的基本要求。此實用新型主要用于等效替換目前架空線路耐張串中使用瓷或玻璃絕緣子。
[0036]傘形尺寸完全滿足IEC/TS 60815-3《污穢條件下高壓絕緣子的選擇和尺寸確定——第3部分:交流系統(tǒng)用聚合物絕緣子》中“外形參數的核對”的七項基本要求,并處于“無偏差”的推薦范圍內;
[0037]根據學術文獻提供的設計參考,本傘形尺寸也能夠與絕大多數的研究結果吻合,使復合絕緣子具有了良好的電氣特性、積污特性。
[0038]鑒于耐張串的安裝方式,本傘形采用了對稱的形式,而不同于懸垂串通常采用的傾斜傘的形式。筆者采用了 ANSYS雙向流固耦合仿真分析的方法,對比驗證了傾斜的、垂直的、對稱的傘形的積污特性,結果顯示,對稱的傘形在自然環(huán)境中具有更好的積污效果和自潔能力。
[0039]對稱傘的另一個優(yōu)點在于,在相同的傘夾角下,相對傾斜傘或垂直傘來講更薄,SP在相同的傘根部厚度的情況下,對稱傘比傾斜傘或垂直傘的傘夾角要小。這樣的設計可以在滿足必要的機械強度,能夠承受檢修工人的踩踏而不會損壞;同時,這樣的設計可以有效抵御自然環(huán)境中的強風天氣,防止傘裙損壞而影響復合絕緣子的整體電氣性能。
[0040]相比較于市場上已有的復合絕緣子傘形,本實用新型在滿足基本要求和優(yōu)化電氣、力學性能的同時,可以顯著減少用膠量,提高經濟效益。獨創(chuàng)的棱褶結構,這樣的結構便于工作人員巡檢耐張絕緣子,具有耐踩踏、防滑、抗磨的作用。
【權利要求】
1.一種超特高壓耐張復合絕緣子傘形結構,包括芯棒、護套、若干直徑相等的大傘裙及若干直徑相等的小傘裙,所述大傘裙與小傘裙交替排列在所述護套外表層上,其特征在于:所述護套的外表層上設有若干個更小的傘伸出的棱褶。
2.如權利要求1所述超特高壓耐張復合絕緣子傘形結構,其特征在于:所述大傘裙與小傘裙均為左右對稱式傘形結構。
3.如權利要求1或2所述超特高壓耐張復合絕緣子傘形結構,其特征在于:所述大傘裙直徑為148.75?201.25 mm,小傘裙直徑為123.25?166.75 mm,傘間距為59.5?80.5mm,最小傘間距為29.75?40.25 mm,大傘裙的傘伸出為53.12?71.88mm,小傘裙的傘伸出為41.22?55.78mm,上傘傾角與下傘傾角均為78.8°?106.6°,傘根部倒角半徑為6.8?9.2 mm ;棱裙的傘伸出為3?5 mm ;該傘形結構的長度為165.75?224.25 mm。
4.如權利要求1或2所述超特高壓耐張復合絕緣子傘形結構,其特征在于:所述大傘裙與小傘裙的傘裙夾角均為4.5°?6.1° ,大傘裙的傘裙根部厚度為7.41?10.03 mm,大傘裙的傘裙邊緣厚度為4.04?5.46mm。
5.如權利要求1或2所述超特高壓耐張復合絕緣子傘形結構,其特征在于:所述護套的厚度為5.1?6.9 mm。
6.如權利要求3所述超特高壓耐張復合絕緣子傘形結構,其特征在于:所述大傘裙直徑為175 mm,小傘裙直徑為145 mm,傘間距為70 mm,最小傘間距為35 mm,大傘裙的傘伸出為61 mm,小傘裙的傘伸出為46 mm,上傘傾角與下傘傾角均為92.7° ,傘根部倒角半徑為8mm ;棱裙的傘伸出為4 mm ;該傘形結構的長度為195 mm。
7.如權利要求4所述超特高壓耐張復合絕緣子傘形結構,其特征在于:所述大傘裙與小傘裙的傘裙夾角為5.3° ,大傘裙傘裙根部厚度為8.72mm,大傘裙傘裙邊緣厚度為4.75mm,護套的厚度為6.5mm。
【文檔編號】H01B17/38GK203552823SQ201320667400
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年10月28日 優(yōu)先權日:2013年10月28日
【發(fā)明者】李啟源 申請人:新疆新能天寧電工絕緣材料有限公司
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