一種用於高海拔地區輸電線路的防暈球的製作方法

2023-05-30 23:06:26 2

專利名稱：一種用於高海拔地區輸電線路的防暈球的製作方法
技術領域：
本發明屬於電線或電纜的架空安裝領域，具體講涉及一種用於高海拔地區輸電線路的防暈球。
背景技術：
我國西部地區地處高原，針對西部地區地理特點及其能源發展規劃，對電力的需求日益增加。然而隨著海拔高度的增加，高海拔電暈問題十分突出，並且電暈放電造成的電暈損失等電暈效應，會影響輸電線路的安全經濟運行。因此，高海拔地區輸電線路的防電暈放電和電暈噪聲的問題十分必要。電暈的產生是因為不平滑的導體產生不均勻的電場，在不均勻的電場周圍曲率半徑小的電極附近，當電壓升高到一定值，電極表面電場強度超過空氣分子的擊穿強度就會發生放電，形成電暈。電暈要消耗能量，電暈放電產生的脈衝電磁波對無線電和高頻通信會產生幹擾；還會使導體表面發生腐蝕，從而降低導體的使用壽命。目前，電磁環境問題已成為高海拔地區輸電線路設計、建設和運行中必須考慮的重要因素。電暈噪聲是由導體局部放電或電暈而產生的，它與電壓等級的高低及輸電線路所處海拔高度密切相關，電壓等級高，電氣接線複雜，則帶電導體表面的局部場強越高，局部放電或電暈越易發生；海拔高度越高地區的金具，其表面越容易出現電暈放電。帶電金具的設計和適用條件與其表面工作場強有關，當表面工作場強高於起暈場強，將會在金具表面產生電暈放電。金具工作場強的大小與金具結構密切相關，研究表明， 金具表面曲率半徑越小的部位，在相同電壓作用下，其表面工作場強越高，該處越容易出現電暈放電，從而產生電暈噪聲和電能損耗，不利於節能環保。輸電線路在額定運行工況下，導線及金具的周邊會產生較大的電場強度。經測試發現，當海拔高度超過1500米時，330kV輸電線路的常規三角型懸垂聯板和懸垂線夾的組合型式不利於防暈。原因是聯板和線夾是通過外置螺栓、銷子進行連接和緊固，而螺栓和銷子的表面曲率半徑均較小，在工頻電場的作用下，該結合部往往會出現明顯尖端電暈放電和電暈噪聲。目前對於高海拔地區防治電暈的方法主要為通過特殊結構設計來實現，例如授權公告號為CN2245^8Y，發明名稱為「輸電線路懸掛線夾」的實用新型專利，其技術方案為 主體邊緣部及角部呈圓滑流線形，其主體兩端的下唇部的曲率半徑為8-20毫米，U形聯接件被包容在主體內；解決的技術問題為此特殊設計的金具特別適用於重載、大擋距、高海拔、嚴重覆冰地區的500kV超高壓輸電線路。上述技術主要是金具結構的改進，其改進效果有限。

發明內容
本發明目的在於提供一種用於高海拔地區330kV輸電線路懸垂絕緣子串三角型聯板端部的防暈球，通過安裝該防暈球，將聯板端部及與聯板相連的懸垂線夾頂部螺栓、銷子罩住，對聯板及線夾的結合部形成整體屏蔽作用，使其在外形上具有規則的圓形表面，有效的改善了金具表面場強分布，降低了表面最大場強，從而抑制了尖端電暈放電，降低了輸電線路電暈噪聲和電暈損耗。為實現上述發明目的，本發明採用以下技術方案一種用於高海拔地區輸電線路的防暈球，所述防暈球包括球殼、掛板和檔板，其改進之處在於所述球殼設置有安裝孔，所述掛板固定於所述球殼的內部且所述掛板設置有掛孔，所述擋板安裝於所述球殼的底端；所述防暈球由鋁合金材料鑄造成型。本發明的另一優選技術方案為所述防暈球的球殼開有豁口。本發明的又一優選技術方案為所述防暈球的球殼的端面處開有豁口。本發明的再一優選技術方案為所述掛板的數量為兩個且平行放置，兩平行掛板之間的距離大於所述豁口沿球殼緯線方向的寬度。本發明的再一優選技術方案為所述安裝孔的直徑大於所述掛孔的直徑。本發明的再一優選技術方案為所述擋板安裝於所述球殼的開有所述豁口的底端，所述擋板的寬度大於所述豁口沿球殼緯線方向的寬度。本發明的再一優選技術方案為所述擋板鑄造成型或焊接於所述球殼和掛板上。本發明的再一優選技術方案為所述防暈球按GB 1173-1995鑄造鋁合金，採用任意型號的鋁合金製造。由於採用了上述技術方案，與現有技術相比，本發明的有益效果包括1、有效抑制電暈放電現象，起到節能降噪的作用防暈球球殼的曲率半徑不小於50mm，內部尺寸與相配合的絕緣子串的三角型聯板尺寸有關，防暈球的設計使得聯板端部及與聯板相連的懸垂線夾頂部螺栓、銷子罩住，對聯板及線夾的結合部形成整體屏蔽作用，防暈球間接的增大線夾表面曲率半徑，使其表面電場分布均勻，可以有效抑制高海拔地區330kV輸電線路懸垂絕緣子串三角型聯板端部的電暈放電；防治了由於電暈產生的噪聲和電能損耗；2、結構簡單、體積小、重量輕、安裝方便本發明所述防暈球由球殼、掛板和擋板組成，結構簡單，防暈球用鋁合金材料鑄造成型，材質輕；且防暈球加工過程優化，生產成本低。


下面結合附圖對本發明進行進一步說明。圖1是防暈球整體上部球形示意圖；圖2是防暈球安裝在懸垂絕緣子串三角型聯板上的剖面圖；圖3是防暈球與聯板、線夾安裝後的側視圖；附圖標記1-球殼，2-掛板，3-安裝孔，4-掛孔，5-擋板，6_聯板，7_線夾掛板，8_加長螺栓，
9-豁口。
具體實施例方式本發明通過三維有限元法，建立懸垂絕緣子串仿真計算模型，分析其金具表面電場分布，採取適當的優化措施，設計出一種與三角型聯板配合使用的防暈球，從而降低輸電線路的電暈噪聲和電暈損耗。經實驗室電暈試驗和在試點線路上掛網運行驗證，該防暈球具有良好的防暈性能，能有效降低線路電暈噪聲和電暈損耗；適用於高海拔地區330kV輸電線路，對改善高海拔地區輸電線路的電磁環境起到顯著的成效。下面結合具體實施例，對本發明所述防暈球進行進一步的說明實施例1 該防暈球整體外觀為球形，內部中空，由鋁合金材料鑄造而成，主要包括球殼1、 掛板2和檔板5，其中球殼1上部為半球形，下部為圓柱形，且球殼1的一側設置有安裝孔 3，掛板2設置有掛孔4，如附圖1所示為防暈球上半部球形示意圖。附圖2為防暈球安裝在懸垂絕緣子串三角型聯板上的剖面圖，其中涉及到絕緣子金具串部分的元件有聯板6、線夾掛板7與加長螺栓8。球殼1的上部半球體和下半部圓柱體的外表面半徑均不小於50mm，外壁厚5mm，下部圓柱形的高度要保證安裝完後其下平面略低於聯板下平面。其功能是間接的增大了聯板與線夾連接部的曲率半徑，降低表面最大場強，從而抑制電暈的產生。掛板2壁厚5mm，分為左右兩部分，平行設置於防暈球上部的半球體內部。兩側掛板間距離不小於線夾掛板7的開口距離。兩側掛板與球殼1正面交匯處有一個豁口 9，兩平行的掛板2之間的距離不小於豁口 9沿半球體緯線方向的寬度。聯板6端部將從豁口 9插入防暈球內進行安裝固定，豁口 9的寬度需大於固定安裝後聯板與球殼外表面接觸位置的尚度。安裝孔3位於防暈球的側面，孔徑需大於加長螺栓8的端部外徑。加長螺栓8將通過安裝孔3插入到防暈球內部進行安裝固定。掛孔4位於掛板2的中央，其孔徑大於加長螺栓8的螺杆外徑。掛板2與掛孔4 的共同作用是將防暈球安裝並固定在聯板上。檔板5厚5mm，其作用是防止防暈球在聯板端部沿垂直線路方向轉動，即防止防暈球在沿平行於掛板2的平面內轉動。附圖3為防暈球與聯板、線夾安裝後的側視圖。實施例2:本發明所述防暈球的製備材料，可以選用ZL-102鋁合金材料，關於ZL-102鋁合金材料，介紹如下材料名稱ZAlSi12合金代號ZL102標準GB/T1173-1995特性及適用範圍不可熱處理強化，該合金的鑄造性能優良，無熱裂及疏鬆傾向，氣密性較高。其密度小，耐蝕性好，可在受大氣.海水腐蝕的環境中使用，可承受工業氣氛的環境中濃硝酸.過氧化氫等的腐蝕作用；焊接性能也好。但該合金的力學性能低，耐熱性和切削加工性差。化學成份矽Si :10. 0-13. 0
鋁Al:餘量鐵(砂型鑄造):0·000 0. 700鐵(金屬型鑄造)0. 000 1. 000銅Cu:彡 0.30(雜質)錳Mn:彡 0.5(雜質)鎂Mg :0 彡 0. 10(雜質)鋅Si:彡 0.1(雜質)鈦Ti 彡 0.20(雜質)注雜質總和(砂型鑄造)< 2. 0 ；(金屬型鑄造)< 2. 2力學性能抗拉強度Ob(MPa)彡 145伸長率δ5(%):彡 4硬度(HB)彡50 (5/250/30)鑄造方法砂型鑄造加變質處理、金屬型鑄造加變質處理、熔模鑄造。此處已經根據特定的示例性實施例對本發明進行了描述。對本領域的技術人員來說在不脫離本發明的範圍下進行適當的替換或修改將是顯而易見的。示例性的實施例僅僅是例證性的，而不是對本發明的範圍的限制，本發明的範圍由所附的權利要求定義。
權利要求
1.一種用於高海拔地區輸電線路的防暈球，所述防暈球包括球殼(1)、掛板(2)和檔板 (5)，其特徵在於所述球殼(1)設置有安裝孔(3)，所述掛板(2)固定於所述球殼(1)的內部且所述掛板( 設置有掛孔G)，所述擋板( 安裝於所述球殼(1)的底端；所述防暈球由鋁合金材料鑄造成型。
2.如權利要求1所述的一種用於高海拔地區輸電線路的防暈球，其特徵在於所述防暈球的球殼(1)開有豁口(9)。
3.如權利要求2所述的一種用於高海拔地區輸電線路的防暈球，其特徵在於所述防暈球的球殼(1)的端面處開有豁口(9)。
4.如權利要求1或2所述的一種用於高海拔地區輸電線路的防暈球，其特徵在於所述掛板O)的數量為兩個且平行放置，兩平行掛板( 之間的距離大於所述豁口(9)沿球殼 (1)緯線方向的寬度。
5.如權利要求1所述的一種用於高海拔地區輸電線路的防暈球，其特徵在於所述安裝孔⑶的直徑大於所述掛孔⑷的直徑。
6.如權利要求1或2所述的一種用於高海拔地區輸電線路的防暈球，其特徵在於所述擋板(5)安裝於所述球殼(1)的開有所述豁口(9)的底端，所述擋板(5)的寬度大於所述豁口(9)沿球殼⑴緯線方向的寬度。
7.如權利要求1所述的一種用於高海拔地區輸電線路的防暈球，其特徵在於所述擋板 (5)鑄造成型或焊接於所述球殼(1)和掛板( 上。
8.如權利要求1所述的一種用於高海拔地區輸電線路的防暈球，其特徵在於所述防暈球按GB 1173-1995鑄造鋁合金，採用任意型號的鋁合金製造。
全文摘要
本發明提供了一種用於高海拔地區輸電線路的防暈球，屬於電線或電纜的架空安裝領域。本發明所述防暈球適用安裝於高海拔地區330kV輸電線路懸垂絕緣子串聯板上，防暈球將聯板端部及與聯板相連的懸垂線夾頂部螺栓、銷子罩住，對聯板及線夾的結合部形成整體屏蔽作用，間接地增大聯板和懸垂線夾連接部的曲率半徑，使其在外形上具有規則的圓形表面，有效的改善了表面場強分布，降低了表面最大場強，從而抑制了尖端電暈放電，降低了輸電線路電暈噪聲和電暈損耗。所述防暈球包括球殼、掛板、安裝孔、掛孔及檔板五部分。本發明所述防暈球採用鋁合金材料鑄造成型，體積小、重量輕、製造成本低，安裝方便。
文檔編號H02G7/00GK102306919SQ20111013765
公開日2012年1月4日 申請日期2011年5月25日 優先權日2011年5月25日
發明者段舒寧, 莫娟, 黃廷政, 黃彭 申請人:中國電力科學研究院