一种抗风型复合绝缘子及其模具制造技术

本发明专利技术公开了一种抗风型复合绝缘子及其模具，针对强风区域的±1100kV抗风型复合绝缘子结构参数取值范围给出了优化设计并给出了9种优选的伞型结构。本发明专利技术针对强风区域的±1100kV抗风型复合绝缘子的结构参数以及伞型结构进行了优化，对结构参数的阈值作了量化规定，能很好指导相关产品的设计与加工，有效地填补了行业空白，具有极强的应用价值和市场前景。

Wind resistant composite insulator and die thereof

The invention discloses a wind resistant type composite insulator and its mould for + 1100kV wind type composite insulator structure parameters of wind area gives the optimization design and gives the umbrella type structure of 9 preferred. The structure parameters for the 1100kV + wind type composite insulator of the invention and the strong regional umbrella structure is optimized, the structure parameters of the threshold for quantitative requirements, design and processing can be a very good guide related products, effectively fill the gaps in the industry, has strong application value and market prospect.

【技术实现步骤摘要】
一种抗风型复合绝缘子及其模具
本专利技术涉及高电压与绝缘技术，特别是一种抗风型复合绝缘子及其模具。
技术介绍
复合绝缘子是高压输电线路中经常用到的器件，常见于输电线路杆塔，高压电线连接塔，用于固定悬挂导线，以及在杆塔和高压导线之间起电气绝缘的作用。复合绝缘子包括芯棒、护套和多个伞裙，芯棒的外侧粘结有一体成型的护套和伞裙。其中芯棒主要材料为玻璃纤维，护套和伞裙的材料为高温硫化硅橡胶。硅橡胶具备较低的弹性模量，质地柔软，在强风环境中会发生大幅摆动并最终疲劳撕裂的事故。我国西北地区存在多个强风区，例如位于乌鲁木齐与吐鲁番之间著名的“三十里风区”，其在10米高度处平均最高风速达42m/s。已有750kV输电杆塔平均呼称高46m处的最高风速达到50m/s，并且曾经出现过因强风环境导致复合绝缘子伞裙撕裂，最终发生闪络的严重事故。在建±1100kV特高压直流输电线路通过多个强风区，对绝缘子的抗风能力提出了较高要求。相关国家标准和行业导则中并未包括针对强风环境中的±1100kV复合绝缘子的选型设计内容，国内外市场上也未曾出现±1100kV的抗风型复合绝缘子。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于，弥补现有技术的不足，提出一种抗风型复合绝缘子及其模具，尤其是优化针对强风区域的±1100kV抗风型复合绝缘子的结构参数以及伞型结构。一种抗风型复合绝缘子，50m/s风速下的绝缘子结构取值范围如表1：表150m/s风速下结构取值范围所述抗风型复合绝缘子的结构参数按照所述绝缘子结构取值范围取值。一种抗风型复合绝缘子，40m/s风速下的绝缘子结构取值范围如表2：表240m/s风速下结构取值范围所述抗风型复合绝缘子的结构参数按照所述绝缘子结构取值范围取值。一种抗风型复合绝缘子，30m/s风速下的绝缘子结构取值范围如表3：表330m/s风速下结构取值范围所述抗风型复合绝缘子的结构参数按照所述绝缘子结构取值范围取值。进一步地：伞间距的最大值由绝缘子单位爬电距离和结构高度共同约束取得；对于等径对称伞型，其重复单位为一片伞裙，设其伞径为d，伞倾角为α，伞边缘厚度为t，伞间距是S，根倒角半径是r，s是单片伞裙不含根部和边缘的径向长度，p1，p2，P为中间参数，由以下式子计算单片爬距同其他结构参量的关系：P＝2(p1+p2)(4)令整串绝缘子的片数为n，构成一个关于结构高度与爬电距离的约束关系如下：n＝45000/P(5)nS≤12000(6)确定伞倾角、伞边缘厚度、伞径和根倒角半径后，基于结构高度与爬电距离的约束关系，得到伞间距的最大取值。进一步地：伞间距的最小取值根据IEC标准IEC-TS60815-2得到。进一步地：针对50m/s风速等级，等径对称伞型产品结构具有伞间距44mm，芯棒内径为30mm，外径为43mm，优选具有245个伞裙；大小大伞型产品结构构具有伞间距42mm，芯棒内径为30mm，外径为43mm，优选具有275个伞裙；大小中小大伞型产品结构具有伞间距44mm，芯棒内径为30mm，外径为43mm，优选具有324个伞裙。进一步地：针对40m/s风速等级，等径对称伞型产品结构具有伞间距47mm，芯棒内径为31mm，外径为41mm，优选具有236个伞裙；大小大伞型产品结构构具有伞间距43mm，芯棒内径为31mm，外径为41mm，优选具有268个伞裙；大小中小大伞型产品结构具有伞间距38mm，芯棒内径为31mm，外径为41mm，优选具有333个伞裙。进一步地：针对30m/s风速等级，等径对称伞型产品结构具有伞间距49mm，芯棒内径为30mm，外径为43mm，优选具有232个伞裙；大小大伞型产品结构构具有伞间距43mm，芯棒内径为30mm，外径为43mm，优选具有268个伞裙；大小中小大伞型产品结构具有伞间距49mm，芯棒内径为30mm，外径为43mm，优选具有309个伞裙。进一步地：所述抗风型复合绝缘子为±1100kV抗风型复合绝缘子。一种抗风型复合绝缘子的模具，其经适配以适应于所述的抗风型复合绝缘子的绝缘子结构取值范围。本专利技术的有益效果有：本专利技术提供了一种抗风型复合绝缘子，填补现有国家标准和行业导则的空白，给出针对多风速的±1100kV等级抗风型复合绝缘子结构参数取值范围，显著优化了针对强风区域的±1100kV抗风型复合绝缘子的结构参数以及伞型结构。该范围对每个结构参数的阈值作了量化规定，能很好指导相关产品的设计与加工。另外，本专利技术提出的伞型结构，经过风洞试验检验，相比传统伞型结构在性能上获得有效提升，具有广阔的市场前景。因此，本专利技术提供的针对强风区域的±1100kV抗风型复合绝缘子结构参数选择范围以及伞型结构具有显著优势，填补了行业空白，具有极强的应用价值和市场前景。【附图说明】图1a至图1c是50m/s风速等级下三种伞裙的模具结构图；图2a至图2c是40m/s风速等级下三种伞裙的模具结构图；图3a至图3c是30m/s风速等级下三种伞裙的模具结构图图4是50m/s风速等级等径对称伞型产品结构图；图5是50m/s风速等级大小大伞型产品结构图；图6是50m/s风速等级大小中小大伞型产品结构图；图7是40m/s风速等级等径对称伞型产品结构图；图8是40m/s风速等级大小大伞型产品结构图；图9是40m/s风速等级大小中小大伞型产品结构图；图10是30m/s风速等级等径对称伞型产品结构图；图11是30m/s风速等级大小大伞型产品结构图；图12是30m/s风速等级大小中小大伞型产品结构图；【具体实施方式】以下对本专利技术的实施方式作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本专利技术的范围及其应用。参阅图1a至图3c，本专利技术的实施例提供针对强风区域的±1100kV抗风型复合绝缘子，其具有优化的结构参数。本专利技术主要针对三个等级的强风区域，分别是30m/s、40m/s和50m/s。针对每种风速等级，本专利技术给出了关于等径对称伞型和大小大伞型的结构参数选择范围。结构参数包括大伞裙的伞倾角、伞伸出、伞边缘厚度和跟倒角半径；对于大小大伞型，本专利技术还给出了小伞裙和大伞裙伞伸出比例的阈值以及小伞裙伞倾角和伞边缘厚度的阈值。伞间距的取值范围根据爬电距离、结构高度和相关IEC标准确定，即根据爬电距离和结构高度的约束确定伞间距最大取值；可根据IEC-TS60815-2标准的规定确定伞间距的最小取值。参阅图4至图12，本专利技术实施例还提供9种优选的伞型结构。本专利技术的多种实施例中，提供的结构参数取值范围如表1、2、3所示：表150m/s风速下结构取值范围表240m/s风速下结构取值范围表330m/s风速下结构取值范围表1、2、3给出了除伞间距外复合绝缘子伞裙所需所有结构参数的取值范围。伞间距的最大值由绝缘子单位爬电距离和结构高度共同约束取得。单位爬电距离同伞型有关，指的是一个重复单位对应的爬电距离。例如大小大伞型的一个重复单位是一个大伞裙和一个小伞裙；大小中小大伞型的一个重复单位是一个大伞裙、一个小伞裙、一个中伞裙和一个小伞裙。以等径对称伞型为例，其重复单位为一片伞裙。设其伞径为d，伞倾角为α，伞边缘厚度为t，伞间距是S，根倒角半径是r，s是单片伞裙不含根部和边缘的径向长度。则可由以下公式计算单片爬距同其他结构参量的关系：P＝2(p1+p2)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗风型复合绝缘子，其特征在于，50m/s风速下的绝缘子结构取值范围如表1：表1 50m/s风速下结构取值范围

【技术特征摘要】
1.一种抗风型复合绝缘子，其特征在于，50m/s风速下的绝缘子结构取值范围如表1：表150m/s风速下结构取值范围所述抗风型复合绝缘子的结构参数按照所述绝缘子结构取值范围取值。2.一种抗风型复合绝缘子，其特征在于，40m/s风速下的绝缘子结构取值范围如表2：表240m/s风速下结构取值范围所述抗风型复合绝缘子的结构参数按照所述绝缘子结构取值范围取值。3.一种抗风型复合绝缘子，其特征在于，30m/s风速下的绝缘子结构取值范围如表3：表330m/s风速下结构取值范围所述抗风型复合绝缘子的结构参数按照所述绝缘子结构取值范围取值。4.如权利要求1至3任一项所述的抗风型复合绝缘子，其特征在于，伞间距的最大值由绝缘子单位爬电距离和结构高度共同约束取得；对于等径对称伞型，其重复单位为一片伞裙，设其伞径为d，伞倾角为α，伞边缘厚度为t，伞间距是S，根倒角半径是r，s是单片伞裙不含根部和边缘的径向长度，p1，p2，P为中间参数，由以下式子计算单片爬距同其他结构参量的关系：P＝2(p1+p2)(4)令整串绝缘子的片数为n，构成一个关于结构高度与爬电距离的约束关系如下：n＝45000/P(5)nS≤12000(6)确定伞倾角、伞边缘厚度、伞径和根倒角半径后，基于结构高度与爬电距离的约束关系，得...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾志东，王希林，王言，雷云泽，周军，丁玉剑，邓桃，黄瑞平，邓禹，
申请(专利权)人：清华大学深圳研究生院，中国电力科学研究院，国家电网公司，国网湖北省电力公司，
类型：发明
国别省市：广东,44