專利名稱：高海拔覆冰地區(qū)用復(fù)合絕緣子的傘型結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高電壓與絕緣技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及高海拔覆冰地區(qū)復(fù)合絕緣子的傘型結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
復(fù)合絕緣子具有重量輕、強度高、耐污性能好、運行維護方便等特點，在電力系統(tǒng)中 得到了廣泛應(yīng)用。復(fù)合絕緣子的外絕緣電氣性能主要取決于材料的憎水性及外絕緣傘型結(jié) 構(gòu)，運行中的復(fù)合絕緣子不可避免地面臨高海拔、覆冰等復(fù)雜環(huán)境條件的影響，在覆冰條 件下復(fù)合絕緣子的憎水性可能暫時減弱甚至完全喪失，此時復(fù)合絕緣子的傘型結(jié)構(gòu)將決定 其外絕緣電氣性能的優(yōu)劣。試驗結(jié)果表明現(xiàn)有傘型結(jié)構(gòu)的復(fù)合絕緣子在高海拔、覆冰等 復(fù)雜環(huán)境作用下，其電氣性能將大大降低，甚至低于傳統(tǒng)的瓷、玻璃絕緣子。如發(fā)明專利
00130075.X公開的"復(fù)合絕緣子傘型結(jié)構(gòu)"，在保證絕緣子耐污濕性能前提下，從降低絕緣 子傘裙材料消耗角度考慮，對復(fù)合絕緣子傘型結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究；而實用新型專利02214073.5 "新型復(fù)合絕緣子"的改進(jìn)之處是，在現(xiàn)有的復(fù)合絕緣子傘型結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上安裝更大傘裙結(jié) 構(gòu)，即大傘裙直徑比中傘裙直徑大100mm。以上公開的兩件專利均未從保證高海拔覆冰地 區(qū)電氣性能的角度對傘型結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供適用于高海拔覆冰地區(qū)復(fù)合絕緣子的傘型 結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明可以通過以下技術(shù)方案來加以實現(xiàn)所述的高海拔覆冰地區(qū)用復(fù)合絕緣子的傘 型結(jié)構(gòu)，它由兩個以上且直徑不等的大、中、小傘裙排列組合而成。其特征在于，所述的 傘裙與傘裙之間的間距為35 40mm，大傘裙與大傘裙之間的間距為170 220mm，大傘裙 的直徑為n0 220mm，大傘裙與小傘裙的傘徑之比為1.8-2.1，大傘裙與中傘裙的傘徑之 比為1.3~1.5，大、中、小傘裙的上表面的傾角為8度至9度，大、中、小傘裙的下表面的 傾角為0度。
本發(fā)明提供的一種適用于高海拔覆冰地區(qū)復(fù)合絕緣子的傘型結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述 的傘裙均按一大、 一中、 一小、 一中、 一小的順序組合排列，其中大傘裙的直徑為210mm， 中傘裙的直徑為140mm，小傘裙的直徑為lOOmm，傘裙間距為35mm，大傘裙與小傘裙的 傘徑之比為2.10，大傘裙與中傘裙的傘徑之比為1.50，大、中、小傘裙的上表面的傾角為 8.5度，大、中、小傘裙的下表面的傾角為O度。
本發(fā)明提供的另一種適用于高海拔覆冰地區(qū)復(fù)合絕緣子的傘型結(jié)構(gòu)，其特征在于，所 述的傘裙均按一大、兩小、 一中、兩小的順序組合排列，其中大傘裙的直徑為200mm， 中傘裙的直徑為150mm，小傘裙的直徑為110mm，傘裙間距為35mm，大傘裙與小傘裙的 傘徑之比為1.82，大傘裙與中傘裙的傘徑之比為1.33，大、中、小傘裙的上表面的傾角為 8.5度，大、中、小傘裙的下表面的傾角為O度。


圖1為復(fù)合絕緣子的結(jié)構(gòu)示意圖。其中1為大傘傘裙，2為中傘傘裙，3為小傘傘裙， 4為金具，5為護套。
圖2為復(fù)合絕緣子的另一結(jié)構(gòu)示意圖。其中l(wèi)為大傘傘裙，2為中傘傘裙，3為小傘 傘裙，4為金具，5為護套。
圖3為復(fù)合絕緣子結(jié)構(gòu)的局部放大示意圖。6為傘裙的上表面，7為傘裙的下表面，8 為與護套(5)垂直的水平線，其中傘裙的上表面傾角為6與8之間的夾角，傘裙的下表面 傾角為7和8之間的夾角。
圖4為現(xiàn)有等徑傘結(jié)構(gòu)(A型)的復(fù)合絕緣子示意圖。
圖5為現(xiàn)有大小傘結(jié)構(gòu)(B型)的復(fù)合絕緣子示意圖。
圖6為現(xiàn)有大小中小大傘結(jié)構(gòu)(C型)的復(fù)合絕緣子示意圖。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步描述
本發(fā)明提供的高海拔覆冰地區(qū)用復(fù)合絕緣子的傘型結(jié)構(gòu)，利用有限元法對高海拔、覆 冰條件下復(fù)合絕緣子表面電場進(jìn)行了仿真計算，研究結(jié)果表明復(fù)合絕緣子的結(jié)構(gòu)對電場 分布有明顯影響，復(fù)合絕緣子傘裙直徑越大，覆冰復(fù)合絕緣子表面冰棱尖端處電場強度則 越小，當(dāng)傘裙直徑大于210mm后，覆冰復(fù)合絕緣子表面冰棱尖端處電場強度趨于飽和；復(fù) 合絕緣子傘裙上、小表面傾角對電場強度的分布沒有明顯影響；傘裙間距越大，復(fù)合絕緣 子表面冰棱尖端處電場強度越小，當(dāng)傘裙間距大于40mm后，復(fù)合絕緣子表面冰棱尖端處 電場強度變化趨于緩和；當(dāng)相鄰的傘間距在35 45mm之間，大傘之間的間距在170 220mm，大傘與小傘的傘徑之比在1.7~2.1之間，大傘與中傘的傘徑之比在1.3 1.5之間時， 高海拔覆冰條件下復(fù)合絕緣子的表面電場分布得到明顯改善。
本發(fā)明利用有限元法從流體力學(xué)角度對電場優(yōu)化后的復(fù)合絕緣子繞流流場進(jìn)行了仿真 計算和分析，研究結(jié)果表明傘裙直徑越大，水滴的碰撞系數(shù)也越大，即從覆冰量角度考 慮，傘裙直徑越小越好；傘裙間距在35 40mm時，碰撞系數(shù)具有最小值；傘裙的上表面
傾角越大，水滴的碰撞系數(shù)逐漸減小，當(dāng)傘裙的上表面傾角增至9度后，水滴的碰撞系數(shù) 減小的趨勢趨于緩和。
根據(jù)上述的電場分布和碰撞系數(shù)分布仿真研究結(jié)果，高海拔覆冰地區(qū)用復(fù)合絕緣子的 傘裙結(jié)構(gòu)特征為由若干直徑不等的大、中、小傘裙按照一定順序排列組成，傘裙與傘裙 之間的間距為35 40mm，大傘裙與大傘裙之間的間距為170 220mm;大傘裙直徑為170 220mm,大傘裙與小傘裙的傘徑之比為1.8~2.1，大傘裙與中傘裙的傘徑之比為1J 1.5; 大、中、小傘裙的上表面傾角為8至9度，大、中、小傘裙的下表面傾角為O度。
根據(jù)仿真研究結(jié)果，本發(fā)明提供的高海拔覆冰地區(qū)用復(fù)合絕緣子的傘型結(jié)構(gòu)，可由以 下幾種類型構(gòu)成
復(fù)合絕緣子的絕緣高度為3500mm，泄漏距離為12616mm，它由20個直徑相等的大傘 裙、38個中傘裙、38個小傘裙按一大、 一中、 一小、 一中、 一小的順序組合排列，其中， 大傘裙的直徑為210mm，中傘裙的直徑為140mm,小傘裙的直徑為100mm，傘裙間距為 35mm,大傘裙與小傘裙的傘徑之比為2.10，大傘裙與中傘裙的傘徑之比為1.50，大、中、 小傘裙的上表面傾角為8.5度，大、中、小傘裙的下表面傾角為0度。其它絕緣高度的復(fù)合 絕緣子也可采用上述方式依次類推。
根據(jù)本發(fā)明提供的傘型結(jié)構(gòu)所研制的復(fù)合絕緣子與現(xiàn)有相同絕緣子高度的A、 B、 C型 (圖4、 5、 6)復(fù)合絕緣子在大型多功能人工氣候室模擬高海拔覆冰條件，進(jìn)行了高海拔覆冰 對比試驗，試驗結(jié)果表明覆冰厚度為10mm及以下的中等覆冰條件下，根據(jù)本發(fā)明提供 的傘型結(jié)構(gòu)所研制的復(fù)合絕緣子覆冰閃絡(luò)電壓比A、 B、 C型的復(fù)合絕緣子覆冰閃絡(luò)電壓分 別高35°/。~40%、 30°/。 35%、 20% 25%;海拔每升高lkm，所有絕緣子冰閃電壓均下降， 但根據(jù)本發(fā)明提供的傘型結(jié)構(gòu)所研制的復(fù)合絕緣子冰閃電壓降低的比例比現(xiàn)有的A型、B 型、C型(圖4、 5、 6)復(fù)合絕緣子分別低8% 10%、 7% 9%、 6% 8%。本發(fā)明提供的復(fù) 合絕緣子傘型結(jié)構(gòu)，可用于高海拔中等覆冰及以下地區(qū)輸電系統(tǒng)的外絕緣配合。
本發(fā)明提供的另一種高海拔覆冰地區(qū)用復(fù)合絕緣子的傘型結(jié)構(gòu)，其絕緣高度為 3350mm，泄漏距離為10755mm，由16個直徑相等的大傘裙、15個中傘裙、60個小傘裙按 一大、兩小、 一中、兩小的順序組合排列，大傘裙的直徑為200mm，中傘裙的直徑為150mm， 小傘裙的直徑為llOmm,傘裙間距為35mm,大傘裙與小傘裙的傘徑之比為1.82，大傘裙 與中傘裙的傘徑之比為1.33，大、中、小傘裙的上表面傾角為8.5度，大、中、小傘裙的下 表面傾角為0度。其它絕緣高度的復(fù)合絕緣子也可按上述方式依次類推。
根據(jù)本發(fā)明提供的傘型結(jié)構(gòu)所研制的復(fù)合絕緣子與現(xiàn)有相同絕緣子高度的A、 B、 C型 復(fù)合絕緣子在大型多功能人工氣候室模擬高海拔覆冰條件，進(jìn)行了高海拔覆冰對比試驗， 試驗結(jié)果表明覆冰厚度為10mm以上嚴(yán)重覆冰條件下，根據(jù)本發(fā)明提供的傘型結(jié)構(gòu)所研 制的復(fù)合絕緣子覆冰閃絡(luò)電壓比A型、B型、C型的復(fù)合絕緣子覆冰閃絡(luò)電壓分別高30 35%、 25 30%、 15 20%;海拔每升高lkm，所有絕緣子冰閃電壓均下降，但根據(jù)本發(fā)明 提供的傘型結(jié)構(gòu)所研制的復(fù)合絕緣子冰閃電壓降低的比例比現(xiàn)有的A型、B型、C型復(fù)合 絕緣子分別低8% 10%、 7% 9%、 6% 8%。本發(fā)明提供的另一種復(fù)合絕緣子傘型結(jié)構(gòu)， 可用于高海拔嚴(yán)重覆冰地區(qū)輸電系統(tǒng)的外絕緣配合。
本發(fā)明提供的高海拔覆冰地區(qū)用復(fù)合絕緣子的傘型結(jié)構(gòu)，能廣泛應(yīng)用于高海拔覆冰地 區(qū)110kV及以上電壓等級的輸電系統(tǒng)的外絕緣配合。該發(fā)明具有結(jié)構(gòu)合理、冰閃電壓高、 局部場強低、可阻止冰凌橋接傘裙等優(yōu)點，易于推廣應(yīng)用。
權(quán)利要求
1、高海拔覆冰地區(qū)用復(fù)合絕緣子的傘型結(jié)構(gòu)，它由兩個以上且直徑不等的大、中、小傘裙排列組合而成，其特征在于，傘裙與傘裙之間的間距為35～40mm，大傘裙與大傘裙之間的間距為170～220mm，大傘裙的直徑為170～220mm，大傘裙與小傘裙的傘徑之比為1.8～2.1，大傘裙與中傘裙的傘徑之比為1.3～1.5，大、中、小傘裙的上表面的傾角為8度至9度，大、中、小傘裙的下表面的傾角為0度。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的高海拔覆冰地區(qū)用復(fù)合絕緣子的傘型結(jié)構(gòu)，其特 征在于，傘裙均按一大、 一中、 一小、 一中、 一小的順序組合排列，其中大 傘裙的直徑為210mm,中傘裙的直徑為140mm，小傘裙的直徑為100mm,傘裙 間距為35mm,大傘裙與小傘裙的傘徑之比為2.10，大傘裙與中傘裙的傘徑之比 為1.50,大、中、小傘裙的上表面的傾角為8.5度，大、中、小傘裙的下表面的 傾角為0度。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的高海拔覆冰地區(qū)用復(fù)合絕緣子的傘型結(jié)構(gòu)，其特 征在于，傘裙均按一大、兩小、 一中、兩小的順序組合排列，其中大傘裙的 直徑為200mm，中傘裙的直徑為150mm，小傘裙的直徑為110mm，傘裙間距為 35mm,大傘裙與小傘裙的傘徑之比為1.82，大傘裙與中傘裙的傘徑之比為1.33, 大、中、小傘裙的上表面的傾角為8.5度，大、中、小傘裙的下表面的傾角為0 度。
全文摘要
高海拔覆冰地區(qū)用復(fù)合絕緣子的傘型結(jié)構(gòu)，它由兩個以上且直徑不等的大、中、小傘裙排列組合而成。其特征在于，傘裙與傘裙之間的間距為35～40mm，大傘裙與大傘裙之間的間距為170～220mm，大傘裙的直徑為170～220mm，大傘裙與小傘裙的傘徑之比為1.8～2.1，大傘裙與中傘裙的傘徑之比為1.3～1.5，大、中、小傘裙的上表面的傾角為8度至9度，大、中、小傘裙的下表面的傾角為0度。本發(fā)明提供的高海拔覆冰地區(qū)用復(fù)合絕緣子的傘型結(jié)構(gòu)，能廣泛應(yīng)用于高海拔覆冰地區(qū)110kV及以上電壓等級的輸電系統(tǒng)的外絕緣配合。該發(fā)明具有結(jié)構(gòu)合理、冰閃電壓高、局部場強低、可阻止冰凌橋接傘裙等優(yōu)點，易于推廣應(yīng)用。
文檔編號H01B17/38GK101097797SQ200710092430
公開日2008年1月2日 申請日期2007年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月16日
發(fā)明者孫才新, 張志勁, 溫作銘, 波 王, 琴 胡, 胡建林, 舒立春, 蔣興良 申請人:重慶大學(xué)