一种具有VFTO抑制功能的锥形绝缘子制造技术

本申请涉及电力设备技术领域，尤其涉及一种具有VFTO抑制功能的锥形绝缘子。该锥形绝缘子包括：中心嵌件、绝缘区、爬电区和固定法兰，其中，所述中心嵌件设置于一空心锥体的顶端，所述锥体靠近所述中心嵌件的一端为所述绝缘区，其余部分为所述爬电区，所述爬电区的底部与所述固定法兰相连接。当有外加的VFTO作用于绝缘子表面时，在VFTO提供的瞬态高电压的作用下，该爬电区内的电阻率快速下降，使绝缘子表面聚集的电荷沿爬电区、固定法兰的传播方向消散，可抑制VFTO在锥形绝缘子表面形成电荷积聚，保持绝缘子的可靠性，减小绝缘子表面的电场畸变，提高GIS设备运行的稳定性。

A conical insulator with VFTO suppression function

The application relates to the technical field of electric power equipment, in particular a conical insulator with a VFTO suppression function. The conical insulator comprises a center insert, insulation area, creepage and fixed flange, wherein the top center insert is arranged in a hollow cone, the cone near the center of the insert end to the insulated area, the remaining part of the creepage, the creepage the bottom and the fixed flange connection. When applied to the surface of the insulator VFTO, transient high voltage provided by VFTO under the action of the creepage area resistivity decreased rapidly, so that the charge accumulation along the insulator surface creepage area, fixed flange propagation direction of dissipation, can inhibit VFTO in conical insulator surface charge accumulation, keep the insulator the reliability, reduce the electric field distortion of insulator surface, improve the stability of GIS equipment.

【技术实现步骤摘要】
一种具有VFTO抑制功能的锥形绝缘子
本申请涉及电力设备
，尤其涉及一种具有VFTO抑制功能的锥形绝缘子。
技术介绍
GIS(GasInsulatedSwitchgear,气体绝缘金属封闭组合电器)具有占地面积与空间体积小、运行安全可靠、受自然环境影响小、断路器开断性能好、安装方便等诸多特点，因此被广泛应用于交流变电站中。在GIS中绝缘子是很重要的绝缘部件，起到固定、绝缘和密封等作用。目前，GIS设备中常用的绝缘子包括中心嵌块、绝缘区和连接座。当有VFTO(Veryfasttransientovervoltage，快速暂态过电压)作用于该绝缘子表面时，该绝缘子无法使电荷消散，从而导致绝缘子承受较大直流电压，进而导致绝缘子上承受相当高的瞬态电压，对绝缘子稳定运行带来严重危害。另外，GIS运行过程中，在VFTO的作用下，绝缘子表面也将引入电荷，这将使母线段绝缘子在运行过程中电场分布受到严重的畸变，很容易引发沿面闪络，进而导致电气设备损坏或电力系统大面积停电。近年来，解决目前GIS运行过程中表面电荷积聚滞留问题，提高VFTO的作用下绝缘子运行稳定性，将成为提高交流GIS运行稳定性，以及解决交流GIS运行过程中发生不明闪络问题的关键，具有重大科研意义及应用价值。然而，目前为止，大部分相关研究仍停留在仿真分析，以及小试品小样块的改性研究，具有工业应用潜能的具有VFTO抑制功能的锥形绝缘子仍然鲜见报道。
技术实现思路
本申请提供一种具有VFTO抑制功能的锥形绝缘子，以解决在VFTO的作用下，绝缘子表面电荷聚集，导致GIS设备运行不稳定的问题。一种具有VFTO抑制功能的锥形绝缘子，包括：中心嵌件、绝缘区、爬电区和固定法兰，其中，所述中心嵌件设置于一空心锥体的的顶端，所述锥体靠近所述中心嵌件的一端为所述绝缘区，其余部分为所述爬电区，所述爬电区的底部与所述固定法兰相连接。可选的，所述中心嵌件包括嵌块、固定环和固定钩；所述嵌块为柱状结构，所述嵌块的的侧壁上设有多个凹槽和凸起，所述凸起上设有所述固定环，所述固定环的上设有所述固定钩。可选的，所述嵌块的上底面和下底面中心部位分别设有一个定位孔；所述上底面或下底面上设有多个螺栓固定孔。可选的，所述绝缘区为环氧树脂基氧化铝绝缘区。可选的，所述爬电区为环氧树脂基碳化硅填料爬电区、环氧树脂基氧化锌填料爬电区、或者环氧树脂基碳化硅氧化锌混合料爬电区中的任一种。可选的，所述锥体的顶角为60度至150度之间任一数值。本申请提供的技术方案包括以下有益技术效果：本申请实施例提供的锥形绝缘子，在绝缘区的下方还设有爬电区，该爬电区内设有电阻率随环境变换的非线性填料，包括氧化锌、碳化硅、或者氧化锌和碳化硅混合物微米颗粒，其电阻率受环境的影响而变化。当有外加的VFTO作用于绝缘子表面时，在VFTO提供的瞬态高电压的作用下，爬电区内局部区域的非线性填料的电阻率快速下降，使绝缘子表面聚集的电荷沿爬电区、固定法兰的传播方向消散，即可抑制VFTO在锥形绝缘子表面形成的电荷积聚，保持绝缘子的可靠性，减小绝缘子表面的电场畸变，提高GIS设备运行的稳定性。附图说明为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请实施例提供的一种具有VFTO抑制功能的锥形绝缘子的结构示意图。图2为本申请实施例提供的中心嵌件的结构示意图。图3本申请实施例提供的中心嵌件处施加的VFTO波形图。图4为本申请实施例提供的高压电极到绝缘子固定法兰的电势图。附图标记说明：1、中心嵌件；11、嵌块；12、固定环；13、固定钩；14、定位孔；15、螺栓固定孔；2、绝缘区；3、爬电区；4、固定法兰。具体实施方式此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。实施例1图1为本申请实施例提供的一种具有VFTO抑制功能的锥形绝缘子的结构示意图。参见图1，该锥形绝缘子包括：中心嵌件1、绝缘区2、爬电区3和固定法兰4。其中，该中心嵌件1设置于一空心锥体的的顶端，该锥体分为两个部分，其中靠近中心嵌件1的一端为绝缘区2，其余部分为爬电区3，该爬电区3的底部与固定法兰4相连接。也就是说，该绝缘子的纵截面为“V”型结构。可选的，本申请实施例提供的绝缘区2为环氧树脂基氧化铝缘区，氧化铝的含量为10-15％之间任一数值。需要说明的是，本申请中所说的含量均指质量百分数。爬电区3为环氧树脂基碳化硅填料爬电区，其中，碳化硅的的含量为10-15％之间任一数值。该碳化硅为纳米级微粒，以保证该微粒能够均匀分散于环氧树脂基体内。或者，本申请实施例提供的绝缘区2为环氧树脂基氧化锌填料爬电区。其中，氧化锌的含量也为10-15％之间任一数值。或者，本申请实施例提供的绝缘区2为环氧树脂基碳化硅氧化锌混合料爬电区。其中，碳化硅氧化锌混合料的含量也为10-15％之间任一数值。需要说明的是，碳化硅和氧化锌均为是半导体材料，其导电性能介于导体和半导体之间。在高电压的作用下，碳化硅和氧化锌等半导体材料的电阻率随电压呈非线性变化，电阻率会降低，而导电性能得到提高。在本申请中，将电阻率随电压呈非线性变化的材料称为非线性材料。可选的，本实施例提供的锥体的顶角为60度至150度之间任一数值，例如，该锥体的顶角可以为90度。图2为本申请实施例提供的中心嵌件1的结构示意图。参见图2，该中心嵌件1包括嵌块11、固定环12和固定钩13。该嵌块11为柱状结构，该柱状结构可以为圆柱体或者立方体的铝块。该柱状嵌块11的的侧壁为凹凸不平的结构，设有多个凹槽和凸起。其中，部分凸起上设有该固定环12，例如，该柱体侧壁同一高度线上均匀分布的四个凸起上分别设有一个固定环12。该固定环12与凸起过盈连接，防止固定环12从嵌块11上脱落。该固定环12任意一侧的侧壁上设有固定钩13，该固定钩13通过螺栓设置于该固定环12上。具体地，该螺栓依次穿过固定钩13、固定环12上壁、凸起、固定环12下壁，再使用螺母将固定钩13紧紧固定于中心嵌件1上。需要说明的是，在本申请实施例中，上述设置于嵌块11周围的凸起、凹槽和固定钩13，都是用于保证绝缘子在在制造的过程中，中心嵌件1能够与绝缘区2紧密连接，避免在使用的过程中，中心嵌件1从绝缘子上脱落。可选的，本申请实施例提供的嵌块11的上底面和下底面中心部位分别设有一个定位孔14，用于安插定位销，保证绝缘子在制造的过程中，中心嵌件1的位置不偏离预设的位置。另外，该嵌块11的上底面或下底面上设有多个螺栓固定孔15，用于将该绝缘子固定于GIS设备上。示例性的，该螺栓固定孔15的数量为4个，均匀设置于该定位孔14的四周。本申请实施例提供的锥形绝缘子在传统绝缘子的基础上，在绝缘区2的下方还设有爬电区3，该爬电区3内设有阻率随环境变换的非线性填料，其电阻率受环境的影响而变化。当有外加的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有VFTO抑制功能的锥形绝缘子，其特征在于，包括：中心嵌件(1)、绝缘区(2)、爬电区(3)和固定法兰(4)，其中，所述中心嵌件(1)设置于一空心锥体的的顶端，所述锥体靠近所述中心嵌件(1)的一端为所述绝缘区(2)，其余部分为所述爬电区(3)，所述爬电区(3)的底部与所述固定法兰(4)相连接。

【技术特征摘要】
1.一种具有VFTO抑制功能的锥形绝缘子，其特征在于，包括：中心嵌件(1)、绝缘区(2)、爬电区(3)和固定法兰(4)，其中，所述中心嵌件(1)设置于一空心锥体的的顶端，所述锥体靠近所述中心嵌件(1)的一端为所述绝缘区(2)，其余部分为所述爬电区(3)，所述爬电区(3)的底部与所述固定法兰(4)相连接。2.根据权利要求1所述的具有VFTO抑制功能的锥形绝缘子，其特征在于，所述中心嵌件(1)包括嵌块(11)、固定环(12)和固定钩(13)；所述嵌块(11)为柱状结构，所述嵌块(11)的侧壁上设有多个凹槽和凸起，所述凸起上设有所述固定环(12)，所述固定环(12)的上设有所述固定钩(13)。3.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：何顺，何金良，李传扬，谭向宇，彭晶，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：新型
国别省市：云南,53