一種220千伏電壓等級防冰型復合絕緣子的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種220千伏電壓等級防冰型復合絕緣子，解決了覆冰嚴重地區220千伏電壓等級的輸電線路復合絕緣子相鄰傘裙容易被覆冰橋接的問題。包括從低壓側碗頭到高壓側球頭均布設置的44個絕緣子傘是按以下順序排列的：在低壓側碗頭的右側設置有第一絕緣子超大傘（1），在第一絕緣子超大傘（1）的右側，按先設置絕緣子小傘再設置絕緣子大傘再設置絕緣子小傘的一小傘一大傘的規律，間隔設置有8個絕緣子小傘和7個絕緣子大傘，在第八個絕緣子小傘的右側設置有第二絕緣子超大傘（9），按此規律設置的三個超傘7-7-5結構型防冰型復合絕緣子，其中的數字代表超大傘之間大傘的數量。保證了絕緣子的有效爬電距離，大大降低了覆冰閃絡事故發生的頻率。
【專利說明】一種220千伏電壓等級防冰型復合絕緣子
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種輸電線路上使用的復合絕緣子，特別涉及一種在重覆冰地區所使用的220千伏電壓等級的防冰型復合絕緣子。。
【背景技術】
[0002]在輸電線路容易出現重覆冰，并且大氣環境污穢程度嚴重的地區，輸電線路上的絕緣子一般是選用復合絕緣子。但現有的復合絕緣子傘間距小，在覆冰期存在相鄰傘裙容易被覆冰橋接的問題，覆冰將傘裙橋接直接導致絕緣子的有效爬電距離大幅縮短，誘發覆冰閃絡事故。為了克服這些缺陷，有些復合絕緣子產品采用了加大傘形的插花結構，但對插花結構的傘形設計或者選型均處于探索階段，還沒有找到一個有實驗數據支撐的合理的設計方案，有人建議對絕緣子采用人工覆冰試驗的方法，但該種方法存在費時費力，成本高昂和實驗持續時間長的缺點。
【發明內容】
[0003]本發明提供了一種220千伏電壓等級防冰型復合絕緣子，解決了覆冰嚴重地區220千伏電壓等級的輸電線路復合絕緣子相鄰傘裙容易被覆冰橋接的技術問題。
[0004]一種220千伏電壓等級防冰型復合絕緣子，包括低壓側碗頭和高壓側球頭，在低壓側碗頭與高壓側球頭之間均布設置有44個絕緣子傘，從低壓側碗頭到高壓側球頭均布設置的44個絕緣子傘是按以下順序排列的:在低壓側碗頭的右側設置有第一絕緣子超大傘，在第一絕緣子超大傘的右側，按先設置絕緣子小傘再設置絕緣子大傘再設置絕緣子小傘的一小傘一大傘的規律，間隔設置有8個絕緣子小傘和7個絕緣子大傘，在第八個絕緣子小傘的右側設置有第二絕緣子超大傘，在第二絕緣子超大傘的右側，按先設置絕緣子小傘再設置絕緣子大傘再設置絕緣子小傘的一小傘一大傘的規律，間隔設置有8個絕緣子小傘和7個絕緣子大傘,在第十六個絕緣子小傘的右側設置有第三絕緣子超大傘,在第三絕緣子超大傘的右側，按先設置絕緣子小傘再設置絕緣子大傘再設置絕緣子小傘的一小傘一大傘的規律，間隔設置有6個絕緣子小傘和5個絕緣子大傘。
[0005]所述的22個絕緣子小傘的傘裙直徑均為120毫米，所述的絕緣子大傘的傘裙直徑均為165毫米，第一絕緣子超大傘、第二絕緣子超大傘和第三絕緣子超大傘的傘裙直徑均為300暈米。
[0006]本發明克服了 220千伏電壓等級的復合絕緣子的覆冰容易將傘裙橋接的缺陷，保證了絕緣子的有效爬電距離，大大降低了覆冰閃絡事故發生的頻率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0007]圖1是本發明的結構示意圖；
即，三個超傘7-7-5結構型防冰型復合絕緣子的結構示意圖；
圖2是一大一小傘常規結構型復合絕緣子的結構示意圖； 圖3是四個超大傘5-5-5-3結構型防冰型復合絕緣子的結構示意圖；
圖4是四個超大傘5-6-6-1結構型防冰型復合絕緣子的結構示意圖；
圖5是四個超大傘5-5-7-1結構型防冰型復合絕緣子的結構示意圖；
圖6是超大傘下的空氣間隙L1與被其遮蔽的各大傘下空氣間隙之和L2的示意圖。
【具體實施方式】
[0008]下面結合附圖對本發明進行詳細說明:
圖1是本發明的防冰型復合絕緣子的結構示意圖，本發明的這種結構也稱為:三個超大傘7-7-5結構型；即在兩金具之間間隔地設置3個超大傘，在第一個超大傘I與第二個超大傘9之間一小一大地間隔地設置有8個小傘和7個大傘,在第二個超大傘9與第三個超大傘17之間一小一大地間隔地設置有8個小傘和7個大傘,在第三個超大傘17的右側一小一大地間隔地設置有6個小傘和5個大傘，這就是前述的7-7-5的含義；5-5-5-3、5-6-6-1和5-5-7-1是分別指從左到右排列的超大傘之間所間隔布置的大傘的數量，這里就不再贅述。本發明的具體結構如下:一種220千伏電壓等級防冰型復合絕緣子，包括低壓側碗頭和高壓側球頭，在低壓側碗頭與高壓側球頭之間均布設置有44個絕緣子傘，從低壓側碗頭到高壓側球頭均布設置的44個絕緣子傘是按以下順序排列的:在低壓側碗頭的右側設置有第一絕緣子超大傘I，在第一絕緣子超大傘I的右側，按先設置絕緣子小傘再設置絕緣子大傘再設置絕緣子小傘的一小傘一大傘的規律，間隔設置有8個絕緣子小傘和7個絕緣子大傘，在第八個絕緣子小傘的右側設置有第二絕緣子超大傘9，在第二絕緣子超大傘9的右側，按先設置絕緣子小傘再設置絕緣子大傘再設置絕緣子小傘的一小傘一大傘的規律，間隔設置有8個絕緣子小傘和7個絕緣子大傘,在第十六個絕緣子小傘的右側設置有第三絕緣子超大傘17，在第三絕緣子超大傘17的右側，按先設置絕緣子小傘再設置絕緣子大傘再設置絕緣子小傘的一小傘一大傘的規律，間隔設置有6個絕緣子小傘和5個絕緣子大傘。
[0009]所述的22個絕緣子小傘的傘裙直徑均為120毫米，所述的絕緣子大傘的傘裙直徑均為165毫米，第一絕緣子超大傘1、第二絕緣子超大傘9和第三絕緣子超大傘17的傘裙直徑均為300毫米。
[0010]本發明是根據防冰型復合絕緣子在帶電條件下冰棱生長與電場強度之間的作用關系，結合試驗測量結果，采用連續動態的數值計算方法，對220kV電壓等級的復合絕緣子進行了結構優化設計的結果。
[0011]本發明是通過以下幾個關鍵技術來實現復合絕緣子的選型設計的:(I)根據實際覆冰工況，在人工覆冰環境中，模擬帶電覆冰條件下冰棱的生長規律。數值計算模型中需要使用帶電條件下的冰棱生長曲線，該曲線的繪制是以實際覆冰工況為基準，在人工覆冰實驗室中開展等效性試驗后的測量曲線。用于數值計算中確定每一個時間步長下的冰棱生長長度。(2)以冰棱尖端的電場強值作為冰棱生長終止的判據。實際覆冰工況下，冰棱長度生長至一定程度后不再伸長，此時，冰棱尖端場強達到臨界值，通過試驗模擬發現這一臨界場強值具有統計規律，維持在25kV/cm。當冰棱長度生長至尖端場強達到這一臨界值時，冰棱長度達到飽和值。(3)統計冰棱終止生長后的傘間間隙值與仿真步長時間。人工覆冰試驗發現，復合絕緣子上沿串傘裙間隙的增大有利于提高覆冰閃絡電壓，提升復合絕緣子的防覆冰性能。數值計算模型的輸出結果包含有兩個評判指數，分別是覆冰達到穩態后的沿串空氣間隙總和，以及達到穩態所需要的仿真時間步長。前者直接反應覆冰閃絡電壓的高低，后者反應該類型防冰絕緣子延緩覆冰的效果。
[0012]本發明所公開的技術方案是在對220kV電壓等級防冰型復合絕緣子的五種典型結構，如圖1-圖5所示的形式，進行全過程仿真，通過數值計算的模擬方法，所得到的結論。在這五種典型結構中的超大傘直徑均為300毫米，大傘直徑均為165毫米，小傘直徑均為125毫米。數值計算時，下方無傘群的超大傘和大傘上的冰棱增長速度保持不變，其余冰棱均按照尖端最大場強值確定下次仿真時的冰棱長度，冰棱生長速度依據以下規則確定:(1)根據試驗結果，超大傘冰棱增長速度是普通大傘(如圖3中的編號3的大傘)的2倍，是超大傘保護下相鄰大傘(如圖3中的編號2的大傘)的4倍；(2)冰棱尖端最大場強Emax<15kV/cm時，冰棱生長速度保持基值；(3)冰棱尖端最大場強15kV/cm ( Emax<25kV/cm時,冰棱生長速度減為基值的一半；(4)冰棱尖端最大場強Emax ^ 25kV/cm時,冰棱停止生長。冰棱尖端最大場強EmaX〈15kV/cm時，普通大傘保護的大傘冰棱生長Icm所需的標幺時間為1，以此為標準確定某一時間各傘冰棱長度。依次對以上各種傘形結構絕緣子進行全過程仿真，得到以下各表中的結果。下表中列出了不同傘形結構，包括一大一小傘、加插三個超大傘(7-7-5)、加插四個超大傘(5-5-5-3、5-5-7-1、5-6-6-1)五種結構復合絕緣子冰棱停止生長時，各冰棱與下傘間空氣間隙長度(表中用各傘在對應附圖中標注的序號加#加13來表示，其單位為毫米)及生長總時間的對比(表中的時間是以在普通大傘保護的大傘冰棱生長I厘米所需的標么時間為I個單位進行測定記錄的):
以下幾表是五種結構絕緣子冰棱停止生長時間隙長度及生長時間對比表:
【權利要求】
1.一種220千伏電壓等級防冰型復合絕緣子，包括低壓側碗頭和高壓側球頭，在低壓側碗頭與高壓側球頭之間均布設置有44個絕緣子傘，其特征在于，從低壓側碗頭到高壓側球頭均布設置的44個絕緣子傘是按以下順序排列的:在低壓側碗頭的右側設置有第一絕緣子超大傘(I )，在第一絕緣子超大傘(I)的右側，按先設置絕緣子小傘再設置絕緣子大傘再設置絕緣子小傘的一小傘一大傘的規律，間隔設置有8個絕緣子小傘和7個絕緣子大傘，在第八個絕緣子小傘的右側設置有第二絕緣子超大傘(9)，在第二絕緣子超大傘(9)的右偵牝按先設置絕緣子小傘再設置絕緣子大傘再設置絕緣子小傘的一小傘一大傘的規律，間隔設置有8個絕緣子小傘和7個絕緣子大傘，在第十六個絕緣子小傘的右側設置有第三絕緣子超大傘(17)，在第三絕緣子超大傘(17)的右側，按先設置絕緣子小傘再設置絕緣子大傘再設置絕緣子小傘的一小傘一大傘的規律，間隔設置有6個絕緣子小傘和5個絕緣子大傘。
2.根據權利要求1所述的一種220千伏電壓等級防冰型復合絕緣子，其特征在于，所述的22個絕緣子小傘的傘裙直徑均為120毫米，所述的絕緣子大傘的傘裙直徑均為165毫米，第一絕緣子超大傘(I )、第二絕緣子超大傘(9)和第三絕緣子超大傘(17)的傘裙直徑均為300暈米。
【文檔編號】H01B17/04GK103559963SQ201310531809
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月2日 優先權日:2013年11月2日
【發明者】王天正, 鄧禹, 王康寧, 賈志東, 王欣偉 申請人:國家電網公司, 國網山西省電力公司電力科學研究院