一種內(nèi)置電容均壓屏的復合絕緣子的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種內(nèi)置電容均壓屏的復合絕緣子，其包括芯棒、電容均壓屏、外套、金具，所述電容均壓屏設(shè)置在芯棒和外套之間，金具設(shè)置在復合絕緣子兩端。所述電容均壓屏由絕緣介質(zhì)和間隔設(shè)置在絕緣介質(zhì)內(nèi)的多層環(huán)形金屬極板構(gòu)成，電容均壓屏兩端的金屬極板分別與兩端金具金屬性機械相連。本發(fā)明的優(yōu)點是利用電容均壓屏的電容增大絕緣子主絕緣之間的主電容，從而減小了絕緣子周圍雜散電容對絕緣子電場分布的影響，電容均壓屏強迫控制絕緣子表面電位和電場分布均勻，消除電暈現(xiàn)象對復合絕緣子的危害。本發(fā)明可以用于輸電線路的棒形懸式復合絕緣子，也可以應(yīng)用在變電站中用于支撐作用的棒形支柱復合絕緣子。
【專利說明】一種內(nèi)置電容均壓屏的復合絕緣子

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及高壓絕緣技術(shù)，特別是一種內(nèi)置電容均壓屏的復合絕緣子。

【背景技術(shù)】
[0002]復合絕緣子主要包括芯棒、外套和金具三部分，由于復合絕緣子是極間電容極小的長桿絕緣結(jié)構(gòu)，使其極易受到周圍雜散電容的影響；其電位分布在高壓端和低壓端迅速衰減，這樣的電位分布使得表面電場分布極不均勻，在鄰近高壓端和低壓端產(chǎn)生了較高的電場，當絕緣子和金具表面的電場強度超過電暈起始場強后，就會發(fā)生電暈放電，進而對電站、輸電線路的電磁環(huán)境以及絕緣材料的性能造成影響。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，降低復合絕緣子局部出現(xiàn)的較大電場，使復合絕緣子表面電場分布均勻，減少電暈現(xiàn)象的產(chǎn)生，優(yōu)化復合絕緣子的性倉泛。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是:
[0005]本發(fā)明提供的內(nèi)置電容均壓屏的復合絕緣子，其包括芯棒、電容均壓屏、外套和金具，所述電容均壓屏設(shè)置在芯棒和外套之間，金具設(shè)置在復合絕緣子兩端。
[0006]所述電容均壓屏由固體絕緣介質(zhì)和間隔設(shè)置在絕緣介質(zhì)內(nèi)的多層環(huán)形金屬極板構(gòu)成。
[0007]所述電容均壓屏兩端的環(huán)形金屬極板分別與絕緣子兩端的金具金屬性機械相連。
[0008]所述電容均壓屏可通過調(diào)整絕緣介質(zhì)材料、環(huán)形金屬極板的長度、環(huán)形金屬極板的排列方式，環(huán)形金屬極板之間的間距來調(diào)整電容均壓屏的電容值，以適應(yīng)于絕緣子不同的使用環(huán)境。
[0009]所述復合絕緣子分成多節(jié)，每節(jié)復合絕緣子均設(shè)有電容均壓屏，各節(jié)絕緣子通過金具相連。
[0010]所述金具為起傳遞機械負荷和連接導線作用的金屬附件。
[0011 ] 所述外套為護套和傘裙。
[0012]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下的主要有益效果:
[0013]1.對復合絕緣的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行了改進。通過在復合絕緣子內(nèi)部安裝均壓電容屏來改變絕緣子內(nèi)部結(jié)構(gòu)，進而達到通過絕緣子內(nèi)部結(jié)構(gòu)的改變來改善其外部電場分布的目的。
[0014]2.通過內(nèi)置電容均壓屏增加了復合絕緣子主絕緣之間的電容，使雜散電容對絕緣子電場分布的影響減小，控制復合絕緣子表面電場分布均勻，減少了復合絕緣子電暈現(xiàn)象的發(fā)生。
[0015]3.環(huán)形金屬極板之間的距離來改變電容均壓屏電容值的大小，可以使絕緣子靈活應(yīng)用于不同的使用環(huán)境。
[0016]4.本發(fā)明所述的內(nèi)置電容均壓屏的復合絕緣子可直接借鑒電容式套管的制造技術(shù)進行制造，技術(shù)成熟，易于推廣應(yīng)用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明一種內(nèi)置電容均壓屏的復合絕緣子的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2是由三節(jié)內(nèi)置電容均壓屏的復合絕緣子組裝的絕緣子串；
[0019]圖3是環(huán)形金屬極板采用梯度排列的電容均壓屏示意圖；
[0020]圖4是環(huán)形金屬極板采用單級波浪排列的電容均壓屏示意圖；
[0021]圖5是環(huán)形金屬極板采用多級波浪排列的電容均壓屏示意圖；
[0022]圖6是電容均壓屏內(nèi)部電容示意圖；
[0023]圖7為常規(guī)復合絕緣子串電位分布；
[0024]圖8為內(nèi)置電容均壓屏的復合絕緣子串電位分布。
[0025]圖中:1.芯棒；2.電容均壓屏；3.外套；4.金具；5.環(huán)形金屬極板；6.固體絕緣介質(zhì)；7.環(huán)形金屬極板極間電容。

【具體實施方式】
[0026]下面結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0027]本發(fā)明提供的內(nèi)置電容均壓屏的復合絕緣子(以下簡稱絕緣子)，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括芯棒1，在芯棒I的外側(cè)設(shè)有容均壓屏2，在電容均壓屏2外部套有外套3，金具4在絕緣子兩端。
[0028]所述芯棒I的材料為環(huán)氧樹脂和E玻璃纖維。
[0029]在傳統(tǒng)棒形復合絕緣子的芯棒I和外套3之間增設(shè)了電容均壓屏2，能很好改善絕緣子表面的電場分布。
[0030]所述電容均壓屏2的結(jié)構(gòu)如圖3所示，電容均壓屏2由固體絕緣介質(zhì)6和間隔設(shè)置在絕緣介質(zhì)6內(nèi)的多層環(huán)形金屬極板5構(gòu)成，電容均壓屏2起到增加絕緣子主電容的作用，使絕緣子的主電容遠大于其周圍的雜散電容，削弱絕緣子外部雜散電容對復合絕緣子本體的影響，強迫絕緣子軸向電場按照主電容大小分布，環(huán)形金屬極板從高壓端到低壓端均勻排列，絕緣子主電容均勻分布(如圖6)，可控制絕緣子表面電場均勻化。
[0031]所述電容均壓屏2的電容值可通過調(diào)整環(huán)形金屬極板5的長度，環(huán)形金屬極板的排列方式(如圖3-圖5)，環(huán)形金屬極板5之間的間距，以及改變固體絕緣介質(zhì)6的材料來改變，以適應(yīng)于絕緣子不同的安裝環(huán)境。
[0032]所述電容均壓屏的長度大于或等于護套的長度，小于或等于芯棒的長度。
[0033]所述金具4分別與電容均壓屏2兩端的環(huán)形金屬極板5金屬性機械相連。
[0034]所述固體絕緣介質(zhì)6為電纜紙或膠(黏)紙或電纜紙。
[0035]本發(fā)明內(nèi)置電容均壓屏的復合絕緣子可分成多節(jié)，每節(jié)復合絕緣子均設(shè)有電容均壓屏2，各節(jié)絕緣子通過金具4相連。本實施例給出了圖2所示的由三節(jié)內(nèi)置電容均壓屏的復合絕緣子組裝的絕緣子串。
[0036]以某IlOkV輸電線路用絕緣子為例，運用有限元仿真對本發(fā)明進行計算表明:常規(guī)復合絕緣子表面電場分布極不均勻，外套表面最大電場為1.5kv/mm,圖7為常規(guī)復合絕緣子串電位分布，可見其電位分布不均勻，20%的絕緣長度承受了約85%的工作電壓。本發(fā)明內(nèi)置電容均壓屏的復合絕緣子，在常規(guī)復合絕緣子內(nèi)部增設(shè)約22pF的電容均壓屏后，絕緣子表面電場分布均勻，外套表面電場最大電場降為0.5kV/mm,圖8為內(nèi)置電容均壓屏的復合絕緣子串電位分布，可見內(nèi)置電容均壓屏的復合絕緣子各部分承擔的電位均勻，使復合絕緣子得到了充分利用。
[0037]最后應(yīng)當說明的是:以上所述僅是用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或改型為等同變化的實施例，所述領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當理解，未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當中。
【權(quán)利要求】
1.一種內(nèi)置電容均壓屏的復合絕緣子，其特征在于:包括芯棒、電容均壓屏、外套和金具，所述電容均壓屏設(shè)置在芯棒和外套之間，金具設(shè)置在復合絕緣子兩端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)置電容均壓屏的復合絕緣子，其特征在于:所述電容均壓屏由固體絕緣介質(zhì)和間隔設(shè)置在絕緣介質(zhì)內(nèi)的多層環(huán)形金屬極板構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)置電容均壓屏的復合絕緣子，其特征在于:所述電容均壓屏兩端的環(huán)形金屬極板分別與絕緣子兩端的金具金屬性機械相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)置電容均壓屏的復合絕緣子，其特征在于:所述電容均壓屏可通過調(diào)整絕緣介質(zhì)材料、環(huán)形金屬極板的長度、環(huán)形金屬極板的排列方式，環(huán)形金屬極板之間的間距來調(diào)整電容均壓屏的電容值，以適應(yīng)于絕緣子不同的使用環(huán)境。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)置電容均壓屏的復合絕緣子，其特征在于:所述復合絕緣子分成多節(jié)，每節(jié)復合絕緣子均設(shè)有電容均壓屏，各節(jié)絕緣子通過金具相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)置電容均壓屏的復合絕緣子，其特征在于:所述金具為起傳遞機械負荷和連接導線作用的金屬附件。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)置電容均壓屏的復合絕緣子，其特征在于:所述外套為護套和傘裙。
【文檔編號】H01B17/42GK104409183SQ201410709317
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月28日
【發(fā)明者】吳細秀, 胡國昭, 閆格, 鄧雷, 謝超, 田光陽 申請人:武漢理工大學