一種500千伏電壓等級防冰型復(fù)合絕緣子的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種500千伏電壓等級防冰型復(fù)合絕緣子，解決了覆冰嚴(yán)重地區(qū)500千伏電壓等級的輸電線路復(fù)合絕緣子相鄰傘裙容易被覆冰橋接的問題。包括從低壓側(cè)碗頭到高壓側(cè)球頭均布設(shè)置的90個絕緣子傘是按以下順序排列的：在低壓側(cè)碗頭的右側(cè)設(shè)置有第一絕緣子超大傘（1），在第一絕緣子超大傘（1）的右側(cè)，按先設(shè)置絕緣子小傘再設(shè)置絕緣子大傘再設(shè)置絕緣子小傘的一小傘一大傘的規(guī)律，間隔設(shè)置有8個絕緣子小傘和7個絕緣子大傘，在第八個絕緣子小傘的右側(cè)設(shè)置有第二絕緣子超大傘（9），按此規(guī)律設(shè)置的六個超大傘7-7-7-7-7-4結(jié)構(gòu)型復(fù)合絕緣子，其中的數(shù)字代表超大傘之間大傘的數(shù)量。保證了絕緣子的有效爬電距離，大大降低了覆冰閃絡(luò)事故發(fā)生的頻率。
【專利說明】—種500千伏電壓等級防冰型復(fù)合絕緣子
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種輸電線路上使用的復(fù)合絕緣子，特別涉及一種在重覆冰地區(qū)所使用的500千伏電壓等級的防冰型復(fù)合絕緣子。
【背景技術(shù)】
[0002]在輸電線路容易出現(xiàn)重覆冰，并且大氣環(huán)境污穢程度嚴(yán)重的地區(qū)，輸電線路上的絕緣子一般是選用復(fù)合絕緣子。但現(xiàn)有的復(fù)合絕緣子傘間距小，在覆冰期存在相鄰傘裙容易被覆冰橋接的問題，覆冰將傘裙橋接直接導(dǎo)致絕緣子的有效爬電距離大幅縮短，誘發(fā)覆冰閃絡(luò)事故。為了克服這些缺陷，有些復(fù)合絕緣子產(chǎn)品采用了加大傘形的插花結(jié)構(gòu)，但對插花結(jié)構(gòu)的傘形設(shè)計或者選型均處于探索階段，還沒有找到一個有實驗數(shù)據(jù)支撐的合理的設(shè)計方案，有人建議對絕緣子采用人工覆冰試驗的方法，但該種方法存在費時費力，成本高昂和實驗持續(xù)時間長的缺點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供了一種500千伏電壓等級防冰型復(fù)合絕緣子，解決了覆冰嚴(yán)重地區(qū)500千伏電壓等級的輸電線路復(fù)合絕緣子相鄰傘裙容易被覆冰橋接的技術(shù)問題。
[0004]一種500千伏電壓等級防冰型復(fù)合絕緣子，包括低壓側(cè)碗頭和高壓側(cè)球頭，在低壓側(cè)碗頭與高壓側(cè)球頭之間均布設(shè)置有90個絕緣子傘，其特征在于，從低壓側(cè)碗頭到高壓側(cè)球頭均布設(shè)置的90個絕緣子傘是按以下順序排列的:在低壓側(cè)碗頭的右側(cè)設(shè)置有第一絕緣子超大傘，在第一絕緣子超大傘的右側(cè)，按先設(shè)置絕緣子小傘再設(shè)置絕緣子大傘再設(shè)置絕緣子小傘的一小傘一大傘的規(guī)律，間隔設(shè)置有8個絕緣子小傘和7個絕緣子大傘，在第八個絕緣子小傘的右側(cè)設(shè)置有第二絕緣子超大傘，在第二絕緣子超大傘的右側(cè)，按先設(shè)置絕緣子小傘再設(shè)置絕緣子大傘再設(shè)置絕緣子小傘的一小傘一大傘的規(guī)律，間隔設(shè)置有8個絕緣子小傘和7個絕緣子大傘，在第十六個絕緣子小傘的右側(cè)設(shè)置有第三絕緣子超大傘，在第三絕緣子超大傘的右側(cè)，按先設(shè)置絕緣子小傘再設(shè)置絕緣子大傘再設(shè)置絕緣子小傘的一小傘一大傘的規(guī)律，間隔設(shè)置有8個絕緣子小傘和7個絕緣子大傘，在第二十四個絕緣子小傘的右側(cè)設(shè)置有第四絕緣子超大傘，在第四絕緣子超大傘的右側(cè)，按先設(shè)置絕緣子小傘再設(shè)置絕緣子大傘再設(shè)置絕緣子小傘的一小傘一大傘的規(guī)律，間隔設(shè)置有8個絕緣子小傘和7個絕緣子大傘，在第三十二個絕緣子小傘的右側(cè)設(shè)置有第五絕緣子超大傘，在第五絕緣子超大傘的右側(cè)，按先設(shè)置絕緣子小傘再設(shè)置絕緣子大傘再設(shè)置絕緣子小傘的一小傘一大傘的規(guī)律，間隔設(shè)置有8個絕緣子小傘和7個絕緣子大傘，在第四十個絕緣子小傘的右側(cè)設(shè)置有第六絕緣子超大傘，在第六絕緣子超大傘的右側(cè)，按先設(shè)置絕緣子小傘再設(shè)置絕緣子大傘再設(shè)置絕緣子小傘的一小傘一大傘的規(guī)律，間隔設(shè)置有5個絕緣子小傘和4個絕緣子大傘。
[0005]所述的45個絕緣子小傘的傘裙直徑均為135毫米，所述的絕緣子大傘的傘裙直徑均為170毫米，第一絕緣子超大傘、第二絕緣子超大傘、第三絕緣子超大傘、第四絕緣子超大傘、第五絕緣子超大傘和第六絕緣子超大傘的傘裙直徑均為300毫米。
[0006]本發(fā)明克服了 500千伏電壓等級的復(fù)合絕緣子的覆冰容易將傘裙橋接的缺陷，保證了絕緣子的有效爬電距離，大大降低了覆冰閃絡(luò)事故發(fā)生的頻率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
SP，三個超傘7-7-7-7-7-4結(jié)構(gòu)型防冰型復(fù)合絕緣子的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是一大一小傘常規(guī)結(jié)構(gòu)型復(fù)合絕緣子的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是四個超大傘6-6-6-6-6-6-2結(jié)構(gòu)型防冰型復(fù)合絕緣子的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是四個超大傘5-5-5-5-5-5-5-2結(jié)構(gòu)型防冰型復(fù)合絕緣子的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5是四個超大傘4-4-4-4-4-4-4-4-4結(jié)構(gòu)型防冰型復(fù)合絕緣子的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6是超大傘下的空氣間隙L1與被其遮蔽的各大傘下空氣間隙之和L2的示意圖。
【具體實施方式】
[0008]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明:
圖1是本發(fā)明的防冰型復(fù)合絕緣子的結(jié)構(gòu)示意圖，本發(fā)明的這種結(jié)構(gòu)也稱為:六個超大傘7-7-7-7-7-4結(jié)構(gòu)型；即在兩金具之間間隔地設(shè)置六個超大傘，在第一個超大傘I與第二個超大傘9之間一小一大地間隔地設(shè)置有8個小傘和7個大傘,在第二個超大傘9與第三個超大傘17之間一小一大地間隔地設(shè)置有8個小傘和7個大傘,在第三個超大傘17與第四個超大傘25之間一小一大地間隔地設(shè)置有8個小傘和7個大傘,在第四個超大傘25與第五個超大傘33之間一小一大地間隔地設(shè)置有8個小傘和7個大傘,在第五個超大傘33與第六個超大傘41之間一小一大地間隔地設(shè)置有8個小傘和7個大傘,在第六個超大傘41的右側(cè)一小一大地間隔地設(shè)置有5個小傘和4個大傘，這就是前述的7-7-7-7-7-4的含義；6-6-6-6-6-6-2、5-5-5-5-5-5-5-2 和 4-4-4-4-4-4-4-4-4 是分別指從左到右排列的超大傘之間所間隔布置的大傘的數(shù)量，這里就不再贅述。本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)如下:一種500千伏電壓等級防冰型復(fù)合絕緣子，包括低壓側(cè)碗頭和高壓側(cè)球頭，在低壓側(cè)碗頭與高壓側(cè)球頭之間均布設(shè)置有90個絕緣子傘，其特征在于，從低壓側(cè)碗頭到高壓側(cè)球頭均布設(shè)置的90個絕緣子傘是按以下順序排列的:在低壓側(cè)碗頭的右側(cè)設(shè)置有第一絕緣子超大傘1，在第一絕緣子超大傘I的右側(cè)，按先設(shè)置絕緣子小傘再設(shè)置絕緣子大傘再設(shè)置絕緣子小傘的一小傘一大傘的規(guī)律，間隔設(shè)置有8個絕緣子小傘和7個絕緣子大傘，在第八個絕緣子小傘的右側(cè)設(shè)置有第二絕緣子超大傘9，在第二絕緣子超大傘9的右側(cè)，按先設(shè)置絕緣子小傘再設(shè)置絕緣子大傘再設(shè)置絕緣子小傘的一小傘一大傘的規(guī)律，間隔設(shè)置有8個絕緣子小傘和7個絕緣子大傘,在第十六個絕緣子小傘的右側(cè)設(shè)置有第三絕緣子超大傘17,在第三絕緣子超大傘17的右側(cè)，按先設(shè)置絕緣子小傘再設(shè)置絕緣子大傘再設(shè)置絕緣子小傘的一小傘一大傘的規(guī)律，間隔設(shè)置有8個絕緣子小傘和7個絕緣子大傘，在第二十四個絕緣子小傘的右側(cè)設(shè)置有第四絕緣子超大傘25，在第四絕緣子超大傘25的右側(cè)，按先設(shè)置絕緣子小傘再設(shè)置絕緣子大傘再設(shè)置絕緣子小傘的一小傘一大傘的規(guī)律，間隔設(shè)置有8個絕緣子小傘和7個絕緣子大傘，在第三十二個絕緣子小傘的右側(cè)設(shè)置有第五絕緣子超大傘33，在第五絕緣子超大傘33的右側(cè)，按先設(shè)置絕緣子小傘再設(shè)置絕緣子大傘再設(shè)置絕緣子小傘的一小傘一大傘的規(guī)律，間隔設(shè)置有8個絕緣子小傘和7個絕緣子大傘，在第四十個絕緣子小傘的右側(cè)設(shè)置有第六絕緣子超大傘41，在第六絕緣子超大傘41的右側(cè)，按先設(shè)置絕緣子小傘再設(shè)置絕緣子大傘再設(shè)置絕緣子小傘的一小傘一大傘的規(guī)律，間隔設(shè)置有5個絕緣子小傘和4個絕緣子大傘。
[0009]所述的45個絕緣子小傘的傘裙直徑均為135毫米，所述的絕緣子大傘的傘裙直徑均為170毫米，第一絕緣子超大傘1、第二絕緣子超大傘9、第三絕緣子超大傘17、第四絕緣子超大傘25、第五絕緣子超大傘33和第六絕緣子超大傘41的傘裙直徑均為300毫米。
[0010]本發(fā)明是根據(jù)防冰型復(fù)合絕緣子在帶電條件下冰棱生長與電場強(qiáng)度之間的作用關(guān)系，結(jié)合試驗測量結(jié)果，采用連續(xù)動態(tài)的數(shù)值計算方法，對500kV電壓等級的復(fù)合絕緣子進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的結(jié)果。
[0011]本發(fā)明是通過以下幾個關(guān)鍵技術(shù)來實現(xiàn)復(fù)合絕緣子的選型設(shè)計的:(I)根據(jù)實際覆冰工況，在人工覆冰環(huán)境中，模擬帶電覆冰條件下冰棱的生長規(guī)律。數(shù)值計算模型中需要使用帶電條件下的冰棱生長曲線，該曲線的繪制是以實際覆冰工況為基準(zhǔn)，在人工覆冰實驗室中開展等效性試驗后的測量曲線。用于數(shù)值計算中確定每一個時間步長下的冰棱生長長度。(2)以冰棱尖端的電場強(qiáng)值作為冰棱生長終止的判據(jù)。實際覆冰工況下，冰棱長度生長至一定程度后不再伸長，此時，冰棱尖端場強(qiáng)達(dá)到臨界值，通過試驗?zāi)M發(fā)現(xiàn)這一臨界場強(qiáng)值具有統(tǒng)計規(guī)律，維持在25kV/cm。當(dāng)冰棱長度生長至尖端場強(qiáng)達(dá)到這一臨界值時，冰棱長度達(dá)到飽和值。(3)統(tǒng)計冰棱終止生長后的傘間間隙值與仿真步長時間。人工覆冰試驗發(fā)現(xiàn)，復(fù)合絕緣子上沿串傘裙間隙的增大有利于提高覆冰閃絡(luò)電壓，提升復(fù)合絕緣子的防覆冰性能。數(shù)值計算模型的輸出結(jié)果包含有兩個評判指數(shù)，分別是覆冰達(dá)到穩(wěn)態(tài)后的沿串空氣間隙總和，以及達(dá)到穩(wěn)態(tài)所需要的仿真時間步長。前者直接反應(yīng)覆冰閃絡(luò)電壓的高低，后者反應(yīng)該類型防冰絕緣子延緩覆冰的效果。
[0012]本發(fā)明所公開的技術(shù)方案是在對500kV電壓等級防冰型復(fù)合絕緣子的五種典型結(jié)構(gòu)，如圖1-圖5所示的形式，進(jìn)行全過程仿真，通過數(shù)值計算的模擬方法，所得到的結(jié)論。在這五種典型結(jié)構(gòu)中的超大傘直徑均為300毫米，大傘直徑均為170毫米，小傘直徑均為135毫米。數(shù)值計算時，下方無傘群的超大傘和大傘上的冰棱增長速度保持不變，其余冰棱均按照尖端最大場強(qiáng)值確定下次仿真時的冰棱長度，冰棱生長速度依據(jù)以下規(guī)則確定:
(I)根據(jù)試驗結(jié)果，超大傘冰棱增長速度是普通大傘(如圖1中的編號3的大傘)的2倍，是超大傘保護(hù)下相鄰大傘(如圖1中的編號2的大傘)的4倍；(2)冰棱尖端最大場強(qiáng)Emax〈15kV/cm時，冰棱生長速度保持基值；(3)冰棱尖端最大場強(qiáng)15kV/cm ( Emax<25kV/cm時，冰棱生長速度減為基值的一半；(4)冰棱尖端最大場強(qiáng)Emax ^ 25kV/cm時,冰棱停止生長。冰棱尖端最大場強(qiáng)EmaX〈15kV/cm時，普通大傘保護(hù)的大傘冰棱生長Icm所需的標(biāo)么時間為1，以此為標(biāo)準(zhǔn)確定某一時間各傘冰棱長度。依次對以上各種傘形結(jié)構(gòu)絕緣子進(jìn)行全過程仿真，得到以下各表中的結(jié)果。下表中列出了不同傘形結(jié)構(gòu)，包括一大一小傘、加插六個超大傘(7-7-7-7-7-4 )、加插七個超大傘(6-6-6-6-6-6-2 )、加插八個超大傘(5-5-5-5-5-5-5-2 )和加插九個超大傘(4-4-4-4-4-4-4-4-4)五種結(jié)構(gòu)復(fù)合絕緣子冰棱停止生長時，各冰棱與下傘間空氣間隙長度(表中用各傘在對應(yīng)附圖中標(biāo)注的序號加#加13來表示，其單位為毫米)及生長總時間的對比(表中的時間是以在普通大傘保護(hù)的大傘冰棱生長I厘米所需的標(biāo)幺時間為I個單位進(jìn)行測定記錄的):
【權(quán)利要求】
1.一種500千伏電壓等級防冰型復(fù)合絕緣子，包括低壓側(cè)碗頭和高壓側(cè)球頭，在低壓側(cè)碗頭與高壓側(cè)球頭之間均布設(shè)置有90個絕緣子傘，其特征在于，從低壓側(cè)碗頭到高壓側(cè)球頭均布設(shè)置的90個絕緣子傘是按以下順序排列的:在低壓側(cè)碗頭的右側(cè)設(shè)置有第一絕緣子超大傘(I )，在第一絕緣子超大傘(I)的右側(cè)，按先設(shè)置絕緣子小傘再設(shè)置絕緣子大傘再設(shè)置絕緣子小傘的一小傘一大傘的規(guī)律，間隔設(shè)置有8個絕緣子小傘和7個絕緣子大傘，在第八個絕緣子小傘的右側(cè)設(shè)置有第二絕緣子超大傘(9)，在第二絕緣子超大傘(9)的右偵牝按先設(shè)置絕緣子小傘再設(shè)置絕緣子大傘再設(shè)置絕緣子小傘的一小傘一大傘的規(guī)律，間隔設(shè)置有8個絕緣子小傘和7個絕緣子大傘，在第十六個絕緣子小傘的右側(cè)設(shè)置有第三絕緣子超大傘(17)，在第三絕緣子超大傘(17)的右側(cè)，按先設(shè)置絕緣子小傘再設(shè)置絕緣子大傘再設(shè)置絕緣子小傘的一小傘一大傘的規(guī)律，間隔設(shè)置有8個絕緣子小傘和7個絕緣子大傘，在第二十四個絕緣子小傘的右側(cè)設(shè)置有第四絕緣子超大傘(25)，在第四絕緣子超大傘(25)的右側(cè)，按先設(shè)置絕緣子小傘再設(shè)置絕緣子大傘再設(shè)置絕緣子小傘的一小傘一大傘的規(guī)律，間隔設(shè)置有8個絕緣子小傘和7個絕緣子大傘，在第三十二個絕緣子小傘的右側(cè)設(shè)置有第五絕緣子超大傘(33)，在第五絕緣子超大傘(33)的右側(cè)，按先設(shè)置絕緣子小傘再設(shè)置絕緣子大傘再設(shè)置絕緣子小傘的一小傘一大傘的規(guī)律，間隔設(shè)置有8個絕緣子小傘和7個絕緣子大傘， 在第四十個絕緣子小傘的右側(cè)設(shè)置有第六絕緣子超大傘(41)，在第六絕緣子超大傘(41)的右側(cè)，按先設(shè)置絕緣子小傘再設(shè)置絕緣子大傘再設(shè)置絕緣子小傘的一小傘一大傘的規(guī)律，間隔設(shè)置有5個絕緣子小傘和4個絕緣子大傘。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種500千伏電壓等級防冰型復(fù)合絕緣子，其特征在于，所述的45個絕緣子小傘的傘裙直徑均為135毫米，所述的絕緣子大傘的傘裙直徑均為170毫米，第一絕緣子超大傘(I)、第二絕緣子超大傘(9)、第三絕緣子超大傘(17)、第四絕緣子超大傘(25)、第五絕緣子超大傘(33)和第六絕緣子超大傘(41)的傘裙直徑均為300毫米。
【文檔編號】H01B17/48GK103559964SQ201310531810
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月2日
【發(fā)明者】王康寧, 賈志東, 王天正, 鄧禹, 王欣偉 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)山西省電力公司電力科學(xué)研究院