[发明专利]一种能降低雷击闪络事故的绝缘子

说明书

 

技术领域

    本发明涉及一种能降低雷击闪络事故的绝缘子，属高压绝缘器件技术领域。

背景技术

电力系统由电能的产生、电能的输送以及电能的使用等三部分组成。电能的输送需要一整套设备，这套设备主要包括有输电线、杆塔、绝缘子和变压器，其中绝缘子是用来固定输电线，并使其对大地保持一定绝缘距离的设备。绝缘子按用途可以分成三种主要形式：线路绝缘子、支柱绝缘子和套管绝缘子。

雷击是影响电网安全稳定运行的重要因素之一。从电力系统的防雷对象看，大致可以分为架空输电线路的防雷和变电所防雷。

由于输电线路长度大，暴露在旷野或高山，所以受雷击的机会很多。运行经验也证明：电力系统中的雷害事故以线路占大部分，尤其是在多雷、土壤电阻率高、地形复杂的地区，雷击输电线路引起的事故率更高。因此，寻求有效的线路防雷保护措施，一直是世界各国电力工作者关注的课题。

目前采取的技术措施主要有：1、架设避雷线；2、安装线路避雷器；3、投入自动重合闸装置；4、降低输电线路杆塔接地电阻；5、双回高压输电线路不同回路采用不平衡绝缘方式；除此之外还有一些其他的防雷方式。

但是上述的所有防雷方式，都没有从研究绝缘子本身的绝缘水平出发去适当加强线路绝缘。虽然在传统的防雷方式中，也有采用加强线路绝缘的手段，但均是通过增加绝缘子串的片数或者增加绝缘子的长度以及采用绝缘横担等方法，并没有对绝缘子本身的绝缘水平进行仔细地研究。

 

发明内容    

本发明的目的是，针对上述传统防雷存在的问题，旨在采取增强线路自身绝缘水平的新的技术路线，来降低绝缘子的雷击闪络事故，提高线路防雷的水平。

本发明的技术方案是，一种能降低雷击闪络事故的绝缘子，由高压侧下电极的下棒形电极系统、接地侧上电极的上棒形电极系统、高压侧下电极的下棒形电极系统的固定部件、高压侧的下均压环、接地侧上电极的上棒形电极系统的固定部件、接地侧的上均压环和复合绝缘子组成。高压侧下电极的下棒形电极系统和高压侧的下均压环通过高压侧下电极的下棒形电极系统的固定部件连接在复合绝缘子的下端；接地侧上电极的上棒形电极系统和接地侧的上均压环通过接地侧上电极的上棒形电极系统的固定部件连接在复合绝缘子的下端。

下棒形电极系统由下棒形电极系统的电极和下棒形电极系统的半导电层或绝缘层构成；上棒形电极系统由上棒形电极系统的电极和上棒形电极系统的半导电层或绝缘层；棒形电极系统的半导电层或绝缘层敷设在棒形电极系统的电极上。

本发明在绝缘子的下端设置不少于一支的下棒形电极系统，在绝缘子的上端设置不少于一支的上棒形电极系统。

下、上棒形电极系统的电极为由金属材料或导电复合材料制成的不等高的“U”型结构；导电复合材料为导电橡胶或导电塑料。

下、上棒形电极系统的电极外部为半导体层或绝缘材料层；半导体层为不同电导系数的材料；绝缘层为不同介电常数的介质。

下棒形电极系统沿绝缘子的轴向深度高于高压地侧的下均压环的轴向深度。

上棒形电极系统沿绝缘子的轴向深度高于接地侧的上均压环的轴向深度。

绝缘子电气强度的破坏通常分为绝缘子内部发生的破坏性放电和沿绝缘子外表面的空气放电。在运行过程中，为了避免绝缘子内部被击穿，要求绝缘材料的击穿电压必须比沿面放电电压高出1.5倍左右，因此绝缘子的电气强度通常取决于后者。

本发明的复合绝缘子为线路绝缘子、支柱绝缘子和套管绝缘子。

沿面放电与绝缘子表面的电场分布有很大关系。在绝缘子的绝缘结构中，电场大多是不均匀的，而且随着其绝缘距离的增大，它们的电场将是极不均匀的，所以要增强线路子自身的绝缘水平，必须对电压沿绝缘子表面的不均匀分布进行调整。本发明利用新的电极系统外部的半导体层或绝缘材料层来调整电场，进一步降低了绝缘子的雷击闪络事故。

本发明能降低雷击闪络事故的绝缘子调整绝缘子电场分布的基本原则是：

1、当绝缘子只有两个金属电极时，它们的电场分布是由外施电压确定的。

2、在没有空间电荷的情况下，绝缘子表面的最大电场强度只能出现在电极附近，不会出现在电极之间的区域中。

3、在电极凸出部分的电场较强，在电极的凹入部分的电场较弱。在电极凸角处电场强度为无穷大，凹角处电场强度为零。

4、在绝缘子的两个电极中，较小的一个电极附近电场较强，较大的一个电极附近电场较弱。