一種110千伏電壓等級防冰型複合絕緣子的製作方法

2023-05-29 13:17:36 1

一種110千伏電壓等級防冰型複合絕緣子的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種110千伏電壓等級防冰型複合絕緣子，解決了覆冰嚴重地區110千伏電壓等級的輸電線路複合絕緣子相鄰傘裙容易被覆冰橋接的問題。包括從低壓側碗頭到高壓側球頭均布設置的26個絕緣子傘是按以下順序排列的：在低壓側碗頭的右側設置有第一絕緣子超大傘（1），在第一絕緣子超大傘（1）的右側設置有第一絕緣子大傘（2），在第一絕緣子大傘（2）的右側依次設置兩個絕緣子小傘後設置有第二絕緣子大傘（3），按此規律設置的四個超大傘2(2,3)-2(1,2)-2(2,3)-1(2)結構型防冰型複合絕緣子，其中的括號外數字代表超大傘的數量，括號內數字代表小傘數量。保證了絕緣子的有效爬電距離，大大降低了覆冰閃絡事故發生的頻率。
【專利說明】一種110千伏電壓等級防冰型複合絕緣子
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種輸電線路上使用的複合絕緣子，特別涉及一種在重覆冰地區所使用的110千伏電壓等級的防冰型複合絕緣子。
【背景技術】
[0002]在輸電線路容易出現重覆冰，並且大氣環境汙穢程度嚴重的地區，輸電線路上的絕緣子一般是選用複合絕緣子。但現有的複合絕緣子傘間距小，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致絕緣子的有效爬電距離大幅縮短，誘發覆冰閃絡事故。為了克服這些缺陷，有些複合絕緣子產品採用了加大傘形的插花結構，但對插花結構的傘形設計或者選型均處於探索階段，還沒有找到一個有實驗數據支撐的合理的設計方案，有人建議對絕緣子採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時間長的缺點。

【發明內容】

[0003]本發明提供了一種110千伏電壓等級防冰型複合絕緣子，解決了覆冰嚴重地區110千伏電壓等級的輸電線路複合絕緣子相鄰傘裙容易被覆冰橋接的技術問題。
[0004]一種110千伏電壓等級防冰型複合絕緣子，包括低壓側碗頭和高壓側球頭，在低壓側碗頭與高壓側球頭之間均布設置有26個絕緣子傘，從低壓側碗頭到高壓側球頭均布設置的26個絕緣子傘是按以下順序排列的:在低壓側碗頭的右側設置有第一絕緣子超大傘，在第一絕緣子超大傘的右側設置有第一絕緣子大傘，在第一絕緣子大傘的右側依次設置兩個絕緣子小傘後設置有第二絕緣子大傘，在第二絕緣子大傘的右側依次設置三個絕緣子小傘後設置有第二絕緣子超大傘，在第二絕緣子超大傘的右側設置有第三絕緣子大傘，在第三絕緣子大傘的右側設置一個絕緣子小傘後設置有第四絕緣子大傘，在第四絕緣子大傘的右側設置兩個絕緣子小傘後設置有第三絕緣子超大傘，在第三絕緣子超大傘的右側設置有第五絕緣子大傘，在第五絕緣子大傘的右側設置兩個絕緣子小傘後設置有第六絕緣子大傘，在第六絕緣子大傘的右側設置三個絕緣子小傘後設置有第四絕緣子超大傘，在第四絕緣子超大傘的右側設置有第七絕緣子大傘，在第七絕緣子大傘的右側依次設置有兩個絕緣子小傘。
[0005]所述的15個絕緣子小傘的傘裙直徑均為100毫米，所述的第一絕緣子大傘、第二絕緣子大傘、第三絕緣子大傘、第四絕緣子大傘、第五絕緣子大傘、第六絕緣子大傘和第七絕緣子大傘的傘裙直徑均為150毫米，第一絕緣子超大傘、第二絕緣子超大傘、第三絕緣子超大傘和第四絕緣子超大傘的傘裙直徑均為300毫米。
[0006]本發明克服了 110千伏電壓等級的複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事故發生的頻率。
【專利附圖】

【附圖說明】[0007]圖1是本發明的結構示意圖，
即四個超大傘2 (2，3) -2 (I, 2) -2 (2，3)-1 (2)結構型防冰型複合絕緣子的結構示意圖； 圖2是一大一小傘常規結構型複合絕緣子的結構示意圖；
圖3是三個超大傘4-4-2結構型防冰型複合絕緣子的結構示意圖；
圖4是四個超大傘3-2-3-1結構型防冰型複合絕緣子的結構示意圖；
圖5是四個超大傘2-2-3-2結構型防冰型複合絕緣子的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0008]下面結合附圖對本發明進行詳細說明:
圖1是本發明的防冰型複合絕緣子的結構示意圖，本發明的這種結構也稱為:四個超大傘2 (2，3) -2 (I, 2) -2 (2，3)-1 (2)結構型；即在兩金具之間間隔地設置4個超大傘，在第一個超大傘與第二個超大傘之間間隔地設置有2個大傘,在2個大傘之間設置有2個小傘,在第二個大傘與第二個超大傘之間設置有3個小傘，這就是前述的2 (2，3)的含義；2 (I, 2)、2(2, 3)和1(2)是分別指第二個超大傘與第三個超大傘之間，第三個超大傘與第四個超大傘之間和第四個超大傘右側的大傘與小傘的布置數量，這裡就不再贅述。本發明的具體結構如下:一種110千伏電壓等級防冰型複合絕緣子，包括低壓側碗頭和高壓側球頭，在低壓側碗頭與高壓側球頭之間均布設置有26個絕緣子傘，從低壓側碗頭到高壓側球頭均布設置的26個絕緣子傘是按以下順序排列的:在低壓側碗頭的右側設置有第一絕緣子超大傘
I，在第一絕緣子超大傘I的右側設置有第一絕緣子大傘2，在第一絕緣子大傘2的右側依次設置兩個絕緣子小傘後設置有第二絕緣子大傘3，在第二絕緣子大傘3的右側依次設置三個絕緣子小傘後設置有第二絕緣子超大傘4，在第二絕緣子超大傘4的右側設置有第三絕緣子大傘5，在第三絕緣子大傘5的右側設置一個絕緣子小傘後設置有第四絕緣子大傘6，在第四絕緣子大傘6的右側設置兩個絕緣子小傘後設置有第三絕緣子超大傘7，在第三絕緣子超大傘7的右側設置有第五絕緣子大傘8，在第五絕緣子大傘8的右側設置兩個絕緣子小傘後設置有第六絕緣子大傘9，在第六絕緣子大傘9的右側設置三個絕緣子小傘後設置有第四絕緣子超大傘10，在第四絕緣子超大傘10的右側設置有第七絕緣子大傘11，在第七絕緣子大傘11的右側依次設置有兩個絕緣子小傘。
[0009]所述的15個絕緣子小傘的傘裙直徑均為100毫米，所述的第一絕緣子大傘2、第二絕緣子大傘3、第三絕緣子大傘5、第四絕緣子大傘6、第五絕緣子大傘8、第六絕緣子大傘9和第七絕緣子大傘11的傘裙直徑均為150毫米，第一絕緣子超大傘1、第二絕緣子超大傘
4、第三絕緣子超大傘7和第四絕緣子超大傘10的傘裙直徑均為300毫米。
[0010]本發明是根據防冰型複合絕緣子在帶電條件下冰稜生長與電場強度之間的作用關係，結合試驗測量結果，採用連續動態的數值計算方法，對IIOkV電壓等級的複合絕緣子進行了結構優化設計的結果。
[0011]本發明是通過以下幾個關鍵技術來實現複合絕緣子的選型設計的:(I)根據實際覆冰工況，在人工覆冰環境中，模擬帶電覆冰條件下冰稜的生長規律。數值計算模型中需要使用帶電條件下的冰稜生長曲線，該曲線的繪製是以實際覆冰工況為基準，在人工覆冰實驗室中開展等效性試驗後的測量曲線。用於數值計算中確定每一個時間步長下的冰稜生長長度。(2)以冰稜尖端的電場強值作為冰稜生長終止的判據。實際覆冰工況下，冰稜長度生長至一定程度後不再伸長，此時，冰稜尖端場強達到臨界值，通過試驗模擬發現這一臨界場強值具有統計規律，維持在25kV/cm。當冰稜長度生長至尖端場強達到這一臨界值時，冰稜長度達到飽和值。(3)統計冰稜終止生長後的傘間間隙值與仿真步長時間。人工覆冰試驗發現，複合絕緣子上沿串傘裙間隙的增大有利於提高覆冰閃絡電壓，提升複合絕緣子的防覆冰性能。數值計算模型的輸出結果包含有兩個評判指數，分別是覆冰達到穩態後的沿串空氣間隙總和，以及達到穩態所需要的仿真時間步長。前者直接反應覆冰閃絡電壓的高低，後者反應該類型防冰絕緣子延緩覆冰的效果。
[0012]本發明所公開的技術方案是在對IlOkV電壓等級防冰型複合絕緣子的五種典型結構，如圖1-圖5所示的形式，進行全過程仿真，通過數值計算的模擬方法，所得到的結論。在這五種典型結構中的超大傘直徑均為300毫米，大傘直徑均為150毫米，小傘直徑均為100毫米。數值計算時，下方無傘群的超大傘和大傘上的冰稜增長速度保持不變，其餘冰稜均按照尖端最大場強值確定下次仿真時的冰稜長度，冰稜生長速度依據以下規則確定:(1)根據試驗結果，超大傘冰稜增長速度是普通大傘(如圖3中的編號3的大傘)的2倍，是超大傘保護下相鄰大傘(如圖3中的編號2的大傘)的4倍；(2)冰稜尖端最大場強Emax<15kV/cm時，冰稜生長速度保持基值；(3)冰稜尖端最大場強15kV/cm ( Emax<25kV/cm時,冰稜生長速度減為基值的一半；(4)冰稜尖端最大場強Emax ^ 25kV/cm時,冰稜停止生長。冰稜尖端最大場強EmaX〈15kV/cm時，普通大傘保護的大傘冰稜生長Icm所需的標么時間為1，以此為標準確定某一時間各傘冰稜長度。依次對以上各種傘形結構絕緣子進行全過程仿真，得到以下各表中的結果。表1列出了不同傘形結構，包括一大一小傘、加插三個超大傘(4-4-2)、加插四個超大傘(3-2-3-1、2-2-3-2)和加插四個超大傘並改變大小傘布置(2 (2，3) -2 (I, 2) -2 (2-3)-1 (2))五種結構複合絕緣子冰稜停止生長時，各冰稜與下傘間空氣間隙長度(表中用各傘在對應附圖中標註的序號加#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的大傘冰稜生長I釐米所需的標么時間為I個單位進行測定記錄的):
五種結構的絕緣子冰稜停止生長時間隙長度及生長時間對比表
【權利要求】
1.一種110千伏電壓等級防冰型複合絕緣子，包括低壓側碗頭和高壓側球頭，在低壓側碗頭與高壓側球頭之間均布設置有26個絕緣子傘，其特徵在於，從低壓側碗頭到高壓側球頭均布設置的26個絕緣子傘是按以下順序排列的:在低壓側碗頭的右側設置有第一絕緣子超大傘(1)，在第一絕緣子超大傘(I)的右側設置有第一絕緣子大傘(2)，在第一絕緣子大傘(2)的右側依次設置兩個絕緣子小傘後設置有第二絕緣子大傘(3)，在第二絕緣子大傘(3)的右側依次設置三個絕緣子小傘後設置有第二絕緣子超大傘(4)，在第二絕緣子超大傘(4 )的右側設置有第三絕緣子大傘(5 )，在第三絕緣子大傘(5 )的右側設置一個絕緣子小傘後設置有第四絕緣子大傘(6)，在第四絕緣子大傘(6)的右側設置兩個絕緣子小傘後設置有第三絕緣子超大傘(7)，在第三絕緣子超大傘(7)的右側設置有第五絕緣子大傘(8)，在第五絕緣子大傘(8)的右側設置兩個絕緣子小傘後設置有第六絕緣子大傘(9)，在第六絕緣子大傘(9)的右側設置三個絕緣子小傘後設置有第四絕緣子超大傘(10)，在第四絕緣子超大傘(10)的右側設置有第七絕緣子大傘(11)，在第七絕緣子大傘(11)的右側依次設置有兩個絕緣子小傘。
2.根據權利要求1所述的一種110千伏電壓等級防冰型複合絕緣子，其特徵在於，所述的15個絕緣子小傘的傘裙直徑均為100毫米，所述的第一絕緣子大傘(2)、第二絕緣子大傘(3)、第三絕緣子大傘(5)、第四絕緣子大傘(6)、第五絕緣子大傘(8)、第六絕緣子大傘(9)和第七絕緣子大傘(11)的傘裙直徑均為150毫米，第一絕緣子超大傘(I)、第二絕緣子超大傘(4)、第三絕緣子超大傘(7)和第四絕緣子超大傘(10)的傘裙直徑均為300毫米。
【文檔編號】H01B17/00GK103559961SQ201310531811
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月2日 優先權日:2013年11月2日
【發明者】王欣偉, 賈志東, 王康寧, 王天正, 鄧禹 申請人:國家電網公司, 國網山西省電力公司電力科學研究院