[發明專利]一種配置有內屏蔽電極的特高壓直流支柱復合絕緣子

有效

• 申請號: 201310361876.4
• 申請日: 2013-08-19
• 公開（公告）號: CN103413636A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 馮勇;孟波;吳玉坤;馬驍;牛雋
• 申請（專利權）人: 中國能建集團裝備有限公司北京技術中心
• 主分類號: H01B17/14
• 分類號: H01B17/14
• 代理公司: 北京五洲洋和知識產權代理事務所(普通合伙) 11387
• 代理人: 劉春成;張向琨

技術領域

本發明屬于特高壓直流輸電用支柱絕緣子技術領域，具體涉及一種特高壓直流支柱復合絕緣子的端部結構。

背景技術

我國能源資源和生產力發展呈逆向分布，西北、西南地區能源蘊藏豐富而負荷少，東部地區經濟發達、能源消費量大，資源卻十分匱乏。由于西部能源基地與東部負荷中心距離在1000～3000km左右，所以大力開發西部水電、火電資源，實施西電東送，同時實現電力南北互供、全國聯網，以實現全國范圍內的資源優化配置和能源優化供給，是21世紀中國能源和電力工業建設的基本戰略。特高壓直流輸電是目前解決高電壓、大容量、遠距離和電網互聯的一個重要手段。

在特高壓直流電站中，支柱絕緣子用于高壓電氣設備（平波電抗器、母線和隔離開關等）與接地體之間的絕緣介質和機械連接。目前電站中使用的支柱絕緣子主要有全瓷柱絕緣子、全瓷芯棒復合外套支柱絕緣子、空心套筒復合外套支柱絕緣子以及環氧纖維芯棒復合外套支柱絕緣子。由于復合支柱絕緣子重量輕、體積小、不易破碎、運輸安裝方便，特別是具有優異的耐污閃和耐濕閃性能，其在電站中得到了廣泛的應用。

由于受到電站內高壓母線、高壓設備、其他浮動電位設備和大地電位分布阻抗的影響，支柱絕緣子的電場分布極不均勻。支柱絕緣子高壓側的電場分布畸變嚴重，特別是法蘭附近的傘群和復合外套表面，承受著比中部傘裙高幾倍的電場強度。此外，在絕緣子端部金具、芯棒和復合外套的連接處，由于電場分布十分集中，在雨霧、風塵等污穢條件下，易受到電蝕損，加速絕緣子劣化，甚至造成絕緣子斷裂。為此，有必要對支柱復合絕緣子的結構型式加以改進，來改善其電位、電場分布，以達到防止電暈、抑制電蝕損、抑制局部放電、延緩絕緣老化和提高閃絡電壓的目的，從而保證電站安全可靠運行。

支柱復合絕緣子的電位、電場分布的改善，主要的方法是安裝屏蔽環。但在，特高壓電站中，由于電壓等級較高，支柱絕緣子直徑變大，單純依靠安裝屏蔽環的方法，對絕緣子端部金具、芯棒和復合外套三界面處的高場強改善程度有限。

發明內容

本發明的目的在于解決現有高壓支柱復合絕緣子及其均壓裝置存在的問題，提供一種改善支柱復合絕緣子端部電位、電場分布的方法，即配置有內電極的支柱復合絕緣子。

為達到以上目的，本發明的特高壓直流支柱復合絕緣子，其包括：多節絕緣子、內屏蔽電極和多個屏蔽環，其特征在于，多節絕緣子中相鄰的兩節絕緣子之間通過中間法蘭連接在一起，在多節絕緣子中最靠近高壓端的絕緣子稱為第一節絕緣子，在第一節絕緣子的頂端設置有頂端法蘭，在第一節絕緣子的尾端和第二節絕緣子的頂端之間設置有上述中間法蘭，在距離上述頂端法蘭和上述中間法蘭各自一定距離處分別安裝有屏蔽環，上述內屏蔽電極包括第一內屏蔽電極和第二內屏蔽電極，上述第一內屏蔽電極設置在上述第一節絕緣子的頂端，上述第二內屏蔽電極設置在上述第一節絕緣子的尾端，上述第一內屏蔽電極的一端與上述頂端法蘭連接，另一端向上述第一節絕緣子內延伸，上述第二內屏蔽電極的一端與上述中間法蘭連接，另一端向上述第一節絕緣子內延伸。

在上述本發明的特高壓直流支柱復合絕緣子中，上述屏蔽環、上述第一內屏蔽電極、上述第二內屏蔽電極、上述頂端法蘭以及上述中間法蘭均為金屬材料，上述第一內屏蔽電極與上述頂端法蘭電氣連接，上述第二內屏蔽電極與上述中間法蘭電氣連接。

在上述本發明的特高壓直流支柱復合絕緣子中，上述屏蔽環包括：在上述頂端法蘭之上100-500mm處通過支架安裝的、與上述頂端法蘭等電位的第一屏蔽環；在上述頂端法蘭之下100-500mm處通過支架安裝的、與上述頂端法蘭等電位的第二屏蔽環；在第一節絕緣子和第二節絕緣子之間的中間法蘭之上或者之下0-500mm處通過支架安裝的、與該中間法蘭等電位的第三屏蔽環。

在上述本發明的特高壓直流支柱復合絕緣子中，上述屏蔽環還包括：在上述頂端法蘭與上述第二屏蔽環之間且在頂端法蘭之下50-200mm處安裝的、與上述頂端法蘭等電位的第四屏蔽環；在第一節絕緣子和第二節絕緣子之間的中間法蘭之上50-200mm處通過支架安裝的、與該中間法蘭等電位的第五屏蔽環。

在上述本發明的特高壓直流支柱復合絕緣子中，上述第一、第二、第三屏蔽環直徑為1000-2000mm，管截面直徑為120mm-300mm，上述第四、第五屏蔽環直徑為400-800mm，管截面直徑為40-100mm。