[發明專利]一種具有非線性電導材料均壓結構的復合絕緣子

有效

• 申請號: 201711047423.9
• 申請日: 2017-10-31
• 公開（公告）號: CN107768045B
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發明（設計）人: 胡軍;何金良;趙孝磊;楊霄;張波
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H01B17/04
• 分類號: H01B17/04;H01B17/42;H01B17/48
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 廖元秋

本發明提出一種具有非線性電導材料均壓結構的復合絕緣子，適用于交流電力系統，屬于高壓設備設計領域。包括端部金具球窩、芯棒、硅橡膠傘群和護套以及端部金具球頭，所述芯棒上下端分別安裝所述端部金具球窩和端部金具球頭，該端部金具球窩和端部金具球頭分別與低壓端與高壓端連接；所述硅橡膠傘群和護套包裹在所述芯棒外側；在所述芯棒上下端與硅橡膠傘群和護套之間還分別設有上、下非線性電導材料均壓層；所述上、下非線性電導材料均壓層均由氧化鋅陶瓷粉體顆粒與硅橡膠復合而成的非線性電導材料制成。本發明通過引入非線性電導均壓層，使絕緣子上場強分布均勻，增加絕緣子的可靠性，可以起到替代均壓環的作用，減小復合絕緣子成本和重量。

技術領域

本發明涉及電力設備技術領域，特別是一種具有非線性電導材料均壓結構的復合絕緣子。

背景技術

復合絕緣子作為高壓輸電設備的重要組成部分，相較于傳統瓷套式絕緣子，由于其優異的耐污閃性能越來越廣泛地應用到輸電線路中，特別是特高壓輸電線路(指±800千伏及以上的直流電和1000千伏及以上交流電的電壓等級輸送電能)，目前基本上是采用復合絕緣子。

現有的一種復合絕緣子的結構如圖1所示，包括端部金具球窩1、芯棒2、硅橡膠傘群和護套4以及端部金具球頭6；其中，芯棒2由玻璃纖維引拔棒制成，用于起到支撐與絕緣作用，該芯棒上下端分別安裝所述端部金具球窩1和端部金具球頭6，該端部金具球窩1和端部金具球頭6分別與低壓端與高壓端連接；硅橡膠傘群和護套4包裹在所述芯棒2外側。

然而，研究表明，復合絕緣子沿面場強分布極不均勻，絕大部分電壓施加在靠近高壓端和接地端的傘群上，無法發揮整支復合絕緣子的絕緣作用，有效爬電距離小，局部場強大，容易發生電暈放電甚至沿面閃絡。與此同時，非線性電介質的應用也得到了大力發展。非線性電介質是指電導率或相對介電常數隨電場強度改變而變化的絕緣介質，其突出優點是在交(或直)流電場下能自行均化電場分布，且不明顯降低絕緣結構性能，有“智慧絕緣材料”之稱，最為典型的應用是電力系統避雷器中的氧化鋅壓敏陶瓷。

針對復合絕緣子存在的沿芯棒方向上電場分布不均勻的問題，目前采用在復合絕緣子兩側安裝均壓環的方法，雖然安裝均壓環使得場強分布有所改善，但場強分布仍然不均勻，同時增加了復合絕緣子整體重量和成本。

發明內容

本發明的目的是為了解決已有技術的不足之處，提供一種適用于交流電力系統的具有非線性電導材料均壓結構的復合絕緣子。本發明將非線性電導復合材料引入復合絕緣子中，用于均勻復合絕緣子沿芯棒方向的場強分布。不僅使得復合絕緣子場強分布變得均勻，同時替代了均壓環，降低了成本。

具體技術方案為：

一種具有非線性電導材料均壓結構的復合絕緣子，適用于交流電力系統，包括端部金具球窩、芯棒、硅橡膠傘群和護套以及端部金具球頭，所述芯棒上下端分別與所述端部金具球窩和端部金具球頭相固連，該端部金具球窩和端部金具球頭分別與低壓端與高壓端連接；所述硅橡膠傘群和護套包裹在所述芯棒外側；其特征在于，在所述芯棒上端與硅橡膠傘群和護套之間還設有上非線性電導材料均壓層，在所述芯棒下端與硅橡膠傘群和護套之間還設有下非線性電導材料均壓層；所述上、下非線性電導材料均壓層均由氧化鋅陶瓷粉體顆粒與硅橡膠復合而成的非線性電導材料制成。

所述上非線性電導材料均壓層和下非線性電導材料均壓層，其長度范圍為兩組傘裙的長度到六組傘裙的長度。

所述非線性電導材料均壓層中的氧化鋅陶瓷粉體顆粒大小為30-180μm之間，占非線性電導材料均壓層的體積百分比為20％-60％。

通過本發明的上述技術方案得到一種具有非線性電導材料均壓結構的復合絕緣子，其有益效果是：

通過采用非線性電導復合材料用于均勻復合絕緣子兩端場強分布，可以起到很好的場強均勻效果，有效的解決閃絡問題的發生，同時可以替代均壓環的安裝，降低復合絕緣子的成本和重量。

附圖說明