一种±800kV直流棒形悬式复合绝缘子

摘要

本发明涉及复合绝缘子领域，特别涉及一种±800kV直流棒形悬式复合绝缘子，包括芯棒、金属附件和第一均压环，金属附件连接第一均压环，第一均压环通过第一支架与芯棒的一端连接，金属附件与芯棒同轴连接。金属附件与芯棒的连接采用同轴压制技术可保证接触部位有良好的应力分布，以减少芯棒纤维损伤，提高芯棒机械强度；在金属附件密封处加装锌环做牺牲电极，防止金属附件电解腐蚀。

权利要求

1.一种±800kV直流棒形悬式复合绝缘子，包括芯棒、金属附件和第一均压环，所述金属附件连接所述第一均压环，所述第一均压环通过第一支架与所述芯棒的一端连接，其特征在于：所述金属附件套设于所述芯棒外部，所述芯棒为玻璃纤维引拔棒，所述芯棒中的玻璃纤维质量分数为79～83％。

2.根据权利要求1所述的±800kV直流棒形悬式复合绝缘子，其特征在于：所述芯棒的另一端设置有第二均压环，所述第二均压环通过第二支架与所述芯棒的另一端连接。

3.根据权利要求2所述的±800kV直流棒形悬式复合绝缘子，其特征在于：还包括设置于所述芯棒外部的伞套，所述伞套设置于所述第一均压环与所述第二均压环之间。

4.根据权利要求3所述的±800kV直流棒形悬式复合绝缘子，其特征在于：所述伞套的材料为硫化硅橡胶，所述硫化硅橡胶中的添加剂包括氢氧化铝和三氧化二铁，以质量百分数计，所述氢氧化铝质量分数为47.5％～55.5％，所述三氧化二铁为3.85％～6％。

5.根据权利要求4所述的±800kV直流棒形悬式复合绝缘子，其特征在于：所述氢氧化铝的平均粒径为1.4μm。

6.根据权利要求3所述的±800kV直流棒形悬式复合绝缘子，其特征在于：所述第一均压环的直径小于所述第二均压环。

7.根据权利要求3所述的±800kV直流棒形悬式复合绝缘子，其特征在于：所述伞套外部设置有第一伞裙和第二伞裙，所述第一伞裙和所述第二伞裙交替设置。

8.根据权利要求7所述的±800kV直流棒形悬式复合绝缘子，其特征在于：所述第一伞裙和所述第二伞裙的数量为9～12个。

9.根据权利要求1所述的±800kV直流棒形悬式复合绝缘子，其特征在于：所述芯棒中的玻璃纤维质量分数为80％。

说明书

一种±800kV直流棒形悬式复合绝缘子

技术领域：

[0001] 本发明涉及复合绝缘子领域，特别涉及一种±800kV直流棒形悬式复合绝缘子。背景技术：

[0002] 换流阀随着国民经济的持续、高速增长，用电负荷愈来愈大，传输距离越来越长以及网络结构的复杂化，使得系统稳定等问题日益突出，特别是在远距离输电时，为了提高稳定度与输送容量，常需要花费较大的投资。高压直流输电可实现远距离、大容量输电，并且具有直流输电线路造价低、调节迅速，运行可靠、易于解决交流系统的稳定问题以及无需串、并联补偿装置等优点。因此，我国在发展特高压交流输电的同时也在发展特高压直流输电。

[0003] 绝缘子是输电线路和电站电器设备的主要绝缘部件，需承受电气和机械负荷。随着国内直流输电线路的增加以及复合绝缘子制造技术的提高，具有良好防污闪性能的复合绝缘子在直流输电线路上已被广泛应用。为满足我国直流输电工程的需求，本发明对一种±800kV直流棒形悬式复合绝缘子结构进行设计。发明内容：

[0004] 本发明为了解决上述问题，提出了一种±800kV直流棒形悬式复合绝缘子。

[0005] 本发明提出了一种±800kV直流棒形悬式复合绝缘子，包括芯棒、金属附件和第一均压环，所述金属附件连接所述第一均压环，所述第一均压环通过第一支架与所述芯棒的一端连接，所述金属附件套设于所述芯棒外部，所述芯棒为玻璃纤维引拔棒，所述芯棒中的玻璃纤维质量分数为79～83％。

[0006] 金属附件与芯棒的连接采用同轴压制技术可保证接触部位有良好的应力分布，以减少芯棒纤维损伤，提高芯棒机械强度；在金属附件密封处加装锌环做牺牲电极，防止金属附件电解腐蚀。

[0007] 绝缘子芯棒采用低碱、耐酸、耐高温玻璃纤维引拔棒，以减小和避免芯棒在长期直流电压下因离子迁移导致的机械性能下降。芯棒纤维质量分数在79～83％范围内，芯棒的机械性能比较好。

[0008] 优选地，所述芯棒的另一端设置有第二均压环，所述第二均压环通过第二支架与所述芯棒的另一端连接。

[0009] 优选地，还包括设置于所述芯棒外部的伞套，所述伞套设置于所述第一均压环与所述第二均压环之间。

[0010] 优选地，所述伞套的材料为硫化硅橡胶，所述硫化硅橡胶中的添加剂包括氢氧化铝和三氧化二铁，以质量百分数计，所述氢氧化铝质量分数为47.5％～55.5％，所述三氧化二铁为3.85％～6％。

[0011] 进一步的，所述氢氧化铝的平均粒径为1.4μm。

[0012] 进一步的，所述第一均压环的直径小于所述第二均压环。

[0013] 在本发明中，复合绝缘子的均压环配置高压侧采用大、小均压环结构，更好改善绝缘子表面的电场分布。带大、小均压环时，小均压环形成的低场强区，有效改善复合绝缘子硅橡胶与金属附件联接处的电场分布；大均压环形成的低场强区，使小均压环外侧电场得到有效的屏蔽，进而对防止复合绝缘子金属附件端面电晕、硅橡胶护套电蚀等十分有利。

[0014] 进一步的，所述伞套外部设置有第一伞裙和第二伞裙，所述第一伞裙和所述第二伞裙交替设置，所述第一伞裙和所述第二伞裙的数量为9～12个。

[0015] 优选地，所述芯棒中的玻璃纤维质量分数为80％。芯棒纤维质量分数在80％时，芯棒的机械性能最优。

[0016] 本发明的有益效果是：本发明提出的结构设计方案都有理论依据且易于实现；而且研究直流复合绝缘子的结构设计，对今后特高压直流棒形悬式复合绝缘子的试验及制造都有重要的参考和指导意义，从而满足我国直流输电工程的需求。

附图说明

[0017] 图1为本发明一种±800kV直流棒形悬式复合绝缘子结构示意图；

[0018] 附图标记：1、金属附件；2、芯棒；3、伞套；4、伞裙；5、大均压环；6、小均压环。

具体实施方式

[0019] 为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并列举实施例对本发明进一步详细说明。

[0020] 参见图1：本发明一种±800kV直流棒形悬式复合绝缘子，包括芯棒2、金属附件1和第一均压环，金属附件1连接第一均压环，第一均压环通过第一支架与芯棒2的一端连接，金属附件1套设于芯棒2外部，芯棒2为玻璃纤维引拔棒，芯棒2中的玻璃纤维质量分数为79～83％。

[0021] 芯棒的玻璃纤维质量分数根据一定试验结果确定的，通过对其测试做拉伸强度试验、弯曲强度试验和热态弯曲强度试验，试验结果表明，当玻璃纤维的质量分数从70％上升至80％时，芯棒的拉伸强度显著增加，当玻璃纤维质量分数超过85％时，芯棒的拉伸强度和弯曲强度均有较大幅度下降，而玻璃纤维质量分数在79％～83％范围内时，芯棒的弯曲强度最佳。在本实施例中，芯棒2中玻璃纤维的质量分数为80％。

[0022] 金属附件1与芯棒2的连接采用同轴压制技术可保证接触部位有良好的应力分布，以减少芯棒纤维损伤，提高芯棒机械强度；在金属附件密封处加装锌环做牺牲电极，防止金属附件电解腐蚀。为防止直流电压下表面泄漏电流对绝缘子金属附件1产生电解腐蚀，在金属附件1密封处加装锌环做牺牲电极，以代替金属附件1发生电解反应。

[0023] 直流复合绝缘子金属附件1的锌环采用纯度不低于99.8％的锌制造，重量不小于5g，以满足复合绝缘子使用寿命的要求。为了保证悬式绝缘子的通用互换性，金属附件1与导线和铁塔的连接结构采用球窝联接，球头、球窝材料均选用特钢，锁紧销均选用奥氏体不锈钢。

[0024] 芯棒2承担着复合绝缘子电气内绝缘和机械负荷，提高其机械特性极为重要。由于低碱玻璃纤维芯棒体电阻-温度特性，在长期直流电压下不会因离子迁移而导致其机械性能显著下降，因而采用低碱、耐酸、耐高温玻璃纤维引拔棒。

[0025] 芯棒2的另一端设置有第二均压环，第二均压环通过第二支架与芯棒2的另一端连接。第一均压环的直径小于所述第二均压环。第一均压环为小均压环6，第二均压环为大均压环5，复合绝缘子的均压环配置高压侧采用大、小均压环结构，更好改善绝缘子表面的电场分布。

[0026] 对于±800kV线路棒形悬式复合绝缘子串，因杆塔、导线及环境条件的影响，绝缘子串的电场分布不均匀，导线侧电场畸变严重，中部和杆塔侧电场相对较低，导线侧绝缘子伞裙4及空气承受着比中部高几倍的电场，合理配置均压环可以有效改善绝缘子串导线侧的电场分布。复合绝缘子的均压环配置高压侧采用大、小均压环结构。

[0027] 带大、小均压环时，小均压环6形成的低场强区，有效的改善了复合绝缘子硅橡胶与金属附件1联接处的电场分布；大均压环5形成的低场强区，又使小均压环6外侧电场得到了有效的屏蔽，对防止复合绝缘子金属附件1端面电晕、硅橡胶护套3电蚀，提高绝缘子运行可靠性十分有利。大均压环5的安装位置对绝缘子的电场分布有较大影响。随着均压环5的上移，复合绝缘子导线侧的电场分布得到明显改善，同时大均压环对小均压环的屏蔽作用也有所增强。

[0028] 该±800kV直流棒形悬式复合绝缘子还包括设置于芯棒2外部的伞套3，伞套3设置于第一均压环与所述第二均压环之间。伞套3外部设置有伞裙4，伞裙4包括第一伞裙和第二伞裙。第一伞裙和第二伞裙交替设置，第一伞裙和第二伞裙的数量为9～12个。伞裙的数量决定了爬电距离，伞裙数量越多，爬电距离越长，对于运行环境比较恶劣的地区，例如沿海地区、靠近较大工业污染源的地区、常年相对湿度较大的地区，应选用伞裙数量较多的绝缘子。

[0029] 伞套的材料为高温硫化硅橡胶。绝缘子芯棒采用低碱、耐酸、耐高温玻璃纤维引拔棒，以减小和避免芯棒在长期直流电压下因离子迁移导致的机械性能下降。由于直流绝缘子在运行中的静电吸尘效应、离子迁移性和电弧电流无过零的特点，使其运行环境比交流绝缘子更恶劣，采用细粒度的氢氧化铝填料可提高硅橡胶的机械性能以及耐电痕化和蚀损性能，添加氧化铁等耐热添加剂，可作为过氧化物分解剂以及通过单电子转移抑制氧化而起作用，从而改变硅橡胶热老化历程，提高硅橡胶的热氧稳定性。硫化硅橡胶中的添加剂包括氢氧化铝和三氧化二铁，以质量百分数计，氢氧化铝质量分数为47.5％～55.5％，三氧化二铁为3.85％～6％。在本实施例中，选用平均粒径为1.4um的氢氧化铝填料47.5％；并添加硅橡胶质量分数6％的三氧化二铁作为耐热添加剂。

[0030] 本发明提出的结构设计方案都有理论依据且易于实现；而且研究直流复合绝缘子的结构设计，对今后特高压直流棒形悬式复合绝缘子的试验及制造都有重要的参考和指导意义，从而满足我国直流输电工程的需求。

[0031] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。