[發明專利]一種基于柔性涂覆的盆式絕緣子表面電荷防控方法

在審

• 申請號: 202110317496.5
• 申請日: 2021-03-25
• 公開（公告）號: CN113345659A
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 高宇;趙慧存;李敬;王歡;苑曉晨;韓濤;朱新山
• 申請（專利權）人: 天津大學;國網天津市電力公司
• 主分類號: H01B19/04
• 分類號: H01B19/04
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 霍慧慧

本發明涉及一種基于柔性涂覆的盆式絕緣子表面電荷防控方法，其特征在于：所述方法的步驟為：S1、涂覆區域的確定；S2、柔性環氧涂層復合涂料制備；S3、柔性環氧涂層復合涂料涂覆。本發明在接地電極附近涂覆具有深陷阱的涂料以抑制電荷注入，在絕緣子的非平面區涂覆淺陷阱涂料，使電荷消散加快，而具有非線性導電特性的涂層則作為兩者之間的過渡區涂覆在兩者之間。采用柔性涂層技術的絕緣子的電場得到了優化，柔性涂層絕緣子的表面電荷密度低于未涂覆的絕緣子，提高了絕緣子的表面絕緣性能。此外，該技術工藝簡單，柔性環氧涂層復合材料的價格便宜，有利于大規模生產。

技術領域

本發明屬于高電壓與絕緣技術領域，特別涉及一種基于柔性涂覆的盆式絕緣子表面電荷防控方法。

背景技術

我國地域遼闊，但電力資源的供需空間分布極不均勻，兩者存在嚴重的空間錯位關系，其中風電、水電等可再生能源主要集中在西部和北部，負荷中心集中在東部和南部。能源儲備和電力負荷分布極不均衡的實際情況，迫使我國必須走遠距離、大規模輸電和全國范圍優化電力資源配置的道路。為滿足大功率電力輸送的客觀需求，直流輸變電工程已成為構成中國堅強電網骨干網架和進行電力大規模遠距離傳輸的重要方式，成為國家戰略層面的重要統籌部署。相較交流系統，直流輸變電系統可以極大提高電量的傳輸效率，減少外界環境因素對電能傳輸過程的干擾，具有損耗小、輸送容量大、易于實現電網互聯等優點，已在電能遠距離輸送、新能源接入等方面得到了廣泛應用。

在我國特高壓工程的建設過程中，因其輸電距離遠，沿線地理環境和地質條件復雜，不可避免地要經過一些高海拔、大落差等地理環境惡劣和氣象條件多變的地區，這對于線路檢修維護以及換流、變電站設備連接等技術都提出了更高的要求。同時，隨著我國城市化進程的不斷加快，高壓輸電線路經過城市區域時須嚴格限制其電磁輻射水平，對直流設備周邊自然和人文環境的保護也面臨更大的挑戰。氣體絕緣輸電線路(Gas Insulatedtransmission Line,GIL)及氣體絕緣開關柜(Gas Insulated Switchgear, GIS)是采用金屬外殼封閉導電桿、壓縮氣體(如SF6、SF6混合氣體等)絕緣、外殼與導電桿同軸布置的電力設備，采用全封閉式結構，具有安裝方式靈活、占地面積小、輸送容量大、可靠性高以及環境兼容性好等獨特優勢，可作為架空線、電纜和油斷路器等設備的有效替代方案，滿足特殊環境下大規模輸電、配電的需求。盡管交流 GIL、GIS技術日趨成熟，結構愈加緊湊，電壓等級和輸電容量逐漸提高，但是與交流氣體絕緣設備的成功研制和推廣應用相比，面向工程應用的特高壓直流氣體絕緣設備的相關研究和工程實例仍十分匱乏。

目前普遍認為，制約氣體絕緣設備在直流電壓下穩定運行的關鍵問題是絕緣子長期承受單極性直流電場的作用時，因微放電、電暈放電和電極注入等原因產生的電荷積聚在絕緣子表面，形成表面電荷。表面電荷的積聚一方面導致絕緣子局部電場發生畸變，誘發表面放電；另一方面也為沿面放電的發展提供種子電荷，促進閃絡過程的形成，大大降低設備的絕緣水平。因此，為保障電氣電子設備的絕緣安全，有必要探尋表面電荷的調控方法，提高絕緣子絕緣性能。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種基于柔性涂覆的盆式絕緣子表面電荷防控方法，該方法通過在盆式絕緣子表面進行柔性涂覆，能夠顯著抑制絕緣子的表面電荷積聚，降低電場強度。

本發明解決其技術問題是通過以下技術方案實現的：

一種基于柔性涂覆的盆式絕緣子表面電荷防控方法，其特征在于：所述方法的步驟為：

S1、涂覆區域的確定：針對具有復雜表面形貌的真實尺寸盆式環氧絕緣子，進行直流電壓下的表面電荷積聚試驗，分析絕緣子表面易積聚區域，根據電荷積聚分布，將涂覆區域分為A、B、C三個區域，A區域為絕緣子非平面區域，B、C區域為絕緣子平面區域；