[發(fā)明專利]一種能降低雷擊閃絡(luò)事故的絕緣子

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310518955.1
• 申請(qǐng)日: 2013-10-29
• 公開（公告）號(hào): CN103545059A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡京;萬軍彪;張德賽;張宇;饒斌斌;況燕軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)家電網(wǎng)公司;江西省電力科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): H01B17/42
• 分類號(hào): H01B17/42;H01B17/38;H01B17/14
• 代理公司: 南昌市平凡知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 36122
• 代理人: 姚伯川

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技術(shù)領(lǐng)域

????本發(fā)明涉及一種能降低雷擊閃絡(luò)事故的絕緣子，屬高壓絕緣器件技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

電力系統(tǒng)由電能的產(chǎn)生、電能的輸送以及電能的使用等三部分組成。電能的輸送需要一整套設(shè)備，這套設(shè)備主要包括有輸電線、桿塔、絕緣子和變壓器，其中絕緣子是用來固定輸電線，并使其對(duì)大地保持一定絕緣距離的設(shè)備。絕緣子按用途可以分成三種主要形式：線路絕緣子、支柱絕緣子和套管絕緣子。

雷擊是影響電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要因素之一。從電力系統(tǒng)的防雷對(duì)象看，大致可以分為架空輸電線路的防雷和變電所防雷。

由于輸電線路長(zhǎng)度大，暴露在曠野或高山，所以受雷擊的機(jī)會(huì)很多。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)也證明：電力系統(tǒng)中的雷害事故以線路占大部分，尤其是在多雷、土壤電阻率高、地形復(fù)雜的地區(qū)，雷擊輸電線路引起的事故率更高。因此，尋求有效的線路防雷保護(hù)措施，一直是世界各國(guó)電力工作者關(guān)注的課題。

目前采取的技術(shù)措施主要有：1、架設(shè)避雷線；2、安裝線路避雷器；3、投入自動(dòng)重合閘裝置；4、降低輸電線路桿塔接地電阻；5、雙回高壓輸電線路不同回路采用不平衡絕緣方式；除此之外還有一些其他的防雷方式。

但是上述的所有防雷方式，都沒有從研究絕緣子本身的絕緣水平出發(fā)去適當(dāng)加強(qiáng)線路絕緣。雖然在傳統(tǒng)的防雷方式中，也有采用加強(qiáng)線路絕緣的手段，但均是通過增加絕緣子串的片數(shù)或者增加絕緣子的長(zhǎng)度以及采用絕緣橫擔(dān)等方法，并沒有對(duì)絕緣子本身的絕緣水平進(jìn)行仔細(xì)地研究。

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發(fā)明內(nèi)容????

本發(fā)明的目的是，針對(duì)上述傳統(tǒng)防雷存在的問題，旨在采取增強(qiáng)線路自身絕緣水平的新的技術(shù)路線，來降低絕緣子的雷擊閃絡(luò)事故，提高線路防雷的水平。

本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種能降低雷擊閃絡(luò)事故的絕緣子，由高壓側(cè)下電極的下棒形電極系統(tǒng)、接地側(cè)上電極的上棒形電極系統(tǒng)、高壓側(cè)下電極的下棒形電極系統(tǒng)的固定部件、高壓側(cè)的下均壓環(huán)、接地側(cè)上電極的上棒形電極系統(tǒng)的固定部件、接地側(cè)的上均壓環(huán)和復(fù)合絕緣子組成。高壓側(cè)下電極的下棒形電極系統(tǒng)和高壓側(cè)的下均壓環(huán)通過高壓側(cè)下電極的下棒形電極系統(tǒng)的固定部件連接在復(fù)合絕緣子的下端；接地側(cè)上電極的上棒形電極系統(tǒng)和接地側(cè)的上均壓環(huán)通過接地側(cè)上電極的上棒形電極系統(tǒng)的固定部件連接在復(fù)合絕緣子的下端。

下棒形電極系統(tǒng)由下棒形電極系統(tǒng)的電極和下棒形電極系統(tǒng)的半導(dǎo)電層或絕緣層構(gòu)成；上棒形電極系統(tǒng)由上棒形電極系統(tǒng)的電極和上棒形電極系統(tǒng)的半導(dǎo)電層或絕緣層；棒形電極系統(tǒng)的半導(dǎo)電層或絕緣層敷設(shè)在棒形電極系統(tǒng)的電極上。

本發(fā)明在絕緣子的下端設(shè)置不少于一支的下棒形電極系統(tǒng)，在絕緣子的上端設(shè)置不少于一支的上棒形電極系統(tǒng)。

下、上棒形電極系統(tǒng)的電極為由金屬材料或?qū)щ姀?fù)合材料制成的不等高的“U”型結(jié)構(gòu)；導(dǎo)電復(fù)合材料為導(dǎo)電橡膠或?qū)щ娝芰稀?/p>

下、上棒形電極系統(tǒng)的電極外部為半導(dǎo)體層或絕緣材料層；半導(dǎo)體層為不同電導(dǎo)系數(shù)的材料；絕緣層為不同介電常數(shù)的介質(zhì)。

下棒形電極系統(tǒng)沿絕緣子的軸向深度高于高壓地側(cè)的下均壓環(huán)的軸向深度。

上棒形電極系統(tǒng)沿絕緣子的軸向深度高于接地側(cè)的上均壓環(huán)的軸向深度。

絕緣子電氣強(qiáng)度的破壞通常分為絕緣子內(nèi)部發(fā)生的破壞性放電和沿絕緣子外表面的空氣放電。在運(yùn)行過程中，為了避免絕緣子內(nèi)部被擊穿，要求絕緣材料的擊穿電壓必須比沿面放電電壓高出1.5倍左右，因此絕緣子的電氣強(qiáng)度通常取決于后者。

本發(fā)明的復(fù)合絕緣子為線路絕緣子、支柱絕緣子和套管絕緣子。

沿面放電與絕緣子表面的電場(chǎng)分布有很大關(guān)系。在絕緣子的絕緣結(jié)構(gòu)中，電場(chǎng)大多是不均勻的，而且隨著其絕緣距離的增大，它們的電場(chǎng)將是極不均勻的，所以要增強(qiáng)線路子自身的絕緣水平，必須對(duì)電壓沿絕緣子表面的不均勻分布進(jìn)行調(diào)整。本發(fā)明利用新的電極系統(tǒng)外部的半導(dǎo)體層或絕緣材料層來調(diào)整電場(chǎng)，進(jìn)一步降低了絕緣子的雷擊閃絡(luò)事故。

本發(fā)明能降低雷擊閃絡(luò)事故的絕緣子調(diào)整絕緣子電場(chǎng)分布的基本原則是：

1、當(dāng)絕緣子只有兩個(gè)金屬電極時(shí)，它們的電場(chǎng)分布是由外施電壓確定的。

2、在沒有空間電荷的情況下，絕緣子表面的最大電場(chǎng)強(qiáng)度只能出現(xiàn)在電極附近，不會(huì)出現(xiàn)在電極之間的區(qū)域中。

3、在電極凸出部分的電場(chǎng)較強(qiáng)，在電極的凹入部分的電場(chǎng)較弱。在電極凸角處電場(chǎng)強(qiáng)度為無窮大，凹角處電場(chǎng)強(qiáng)度為零。

4、在絕緣子的兩個(gè)電極中，較小的一個(gè)電極附近電場(chǎng)較強(qiáng)，較大的一個(gè)電極附近電場(chǎng)較弱。