一种直流瓷绝缘子锌环及其应用制造技术

一种直流瓷绝缘子锌环及其应用，该锌环是一种等截面的圆环，其截面呈异形，截面轮廓由第一直线部、从第一直线部外端向外同时向上逐渐延伸形成的第一弧线部、从第一弧线部上端向下同时向外逐渐延伸形成的第二弧线部、与第一直线部相对且中部向下突出的V形折线部、连接V形折线部内端和第一直线部内端的第二直线部、以及连接V形折线部外端和第二弧线部下端的第三直线部组成。该应用是在直流瓷绝缘子铁帽和瓷件的缝隙内于铁帽的表面包覆所述锌环，所述第一直线部和第一弧线部分别与铁帽下端的内半部和外半部贴合，V形折线部的弯折部即为直流瓷绝缘子的滴水檐处。本锌环保护作用好，而且不会影响绝缘子自身的机械性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高压直流瓷绝缘子电腐蚀防护装置，更具体地说，涉及一种直流瓷绝 缘子锌环及其应用。 一种直流瓷绝缘子锌环及其应用
技术介绍
我国水力、煤炭、风力等发电资源主要集中在西部和北部地区，而我国电力负荷 中心却主要集中在东部经济发达地区。如南方电网所辖五省中，东部广东省占五省区⑶P 的65%，但能源含量仅占3. 5%，电力电量不足已严重影响社会经济的发展，而经济相对落后 的云南、贵州却拥有大于90%的五省区能源储量。其中云南省可开发的水电装机容量达 95. 70GW。因此，建立特高压输电线路，将电能从发电厂远距离安全可靠地传输到负荷中心， 对我国电力资源的可持续发展和经济高速发展具有重要的作用。特高压直流输电具有远距 离、大容量输送电能，以及调节灵活、功率损耗低等优点，在促进电力产业技术升级和可持 续发展，提高输电走廊利用率，解决电网短路电流水平等具有决定性意义。发展特高压直流 输电符合我国的国情和能源战略。随着越来越多实际工程的投产运行，特高压直流输电在 整个电力系统中的地位日益提高。 随着电压等级的提高，考虑到机械特性和电气特性的因素，特高压直流输电工程 大量采用V型串，在潮湿或降雨条件下，在V型串下侧的瓷绝缘子铁帽与瓷件表面之间的缝 隙易被水珠桥接，形成集中的电流回路，造成了局部的电腐蚀现象。2011年10月，±800kV 楚穗直流输电线路负极性侧V型串发现20000余片绝缘子发生铁帽电腐蚀现象；2012年2 月，±800kV复奉直流输电线路负极性侧V型串2000余片绝缘子也发现铁帽电腐蚀现象。 直流瓷绝缘子的铁帽电腐蚀后可能给输电线路造成较大安全隐患，体现在：一方 面，容易在直流瓷绝缘子上出现爬电现象，严重时可能导致沿串闪络；另一方面，长期发展 下去，会降低绝缘子的机械性能，可能造成绝缘子断串。 至今为止，直流瓷绝缘子钢脚电解腐蚀问题研究较多，但直流瓷绝缘子铁帽电腐 蚀问题的研究未见相关报道。实际的直流瓷绝缘子产品也未对铁帽采取电腐蚀防护措施。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种直流瓷绝缘子锌环，以解决上述的因直流瓷绝缘子的铁 帽发生电腐蚀可能给输电线路造成较大安全隐患的技术问题。 可以通过在铁帽下端加装锌环来解决直流绝缘子铁帽电腐蚀的问题，但在专利技术 人的研究和试验中发现，直接在铁帽上加装锌环来防止铁基电腐蚀，效果并不理想，锌环的 保护效果并非与所加锌环的质量正相关，而是与其形状密切相关。 在上述研究的基础上，本专利技术提供的一种直流瓷绝缘子锌环，是一种等截面的圆 环，其截面呈异形，该异形截面的轮廓由第一直线部、从第一直线部外端向外同时向上逐渐 延伸形成的第一弧线部、从第一弧线部上端向下同时向外逐渐延伸形成的第二弧线部、与 第一直线部相对且中部向下突出的V形折线部、连接V形折线部内端和第一直线部内端的 第二直线部、以及连接V形折线部外端和第二弧线部下端的第三直线部组成。 优选地，在上述的直流瓷绝缘子锌环中，所述第一直线部的内端与第二弧线部的 下端之间的距离等于加速电腐蚀试验测得的电腐蚀区域宽度，V形折线部的弯折部到第一 直线部的距离等于加速电腐蚀试验测得的电腐蚀区域深度。 优选地，在上述的直流瓷绝缘子锌环中，所述电腐蚀区域宽度为23mm，所述电腐蚀 区域深度为8mm。 优选地，在上述的直流瓷绝缘子锌环中，所述第二弧线部与所述第三直线部的结 合部、以及所述V形折线部与所述第三直线部的结合部采用圆弧过渡；所述第一直线部的 内端设置有第三弧线部。 上述任意一项锌环的应用方法为：在直流瓷绝缘子铁帽和瓷件的缝隙内于铁帽的 表面包覆所述锌环，锌环纵向截面的所述第一直线部和第一弧线部分别与铁帽下端的内半 部和外半部贴合，V形折线部的弯折部即为直流瓷绝缘子的滴水檐处。 优选地，为了达到更好的保护铁帽免遭电腐蚀，在上述应用方法中，所述锌环纵向 截面的所述V形折线部的内半段与瓷件之间设置密封件。密封件优选截面呈楔形的密封 件，并且优选用硅橡胶制造。 本专利技术的直流瓷绝缘子锌环采用特殊形状，不但使滴水檐处最厚，能最大限度提 高锌环保护作用的有效性，而且不会影响到绝缘子自身的机械性能。此外，其结构简单，易 于和绝缘子装配。 【附图说明】 图1为本专利技术实施例1直流瓷绝缘子锌环的纵截面示意图； 图2为滴水法进行加速电腐蚀实验的原理图； 图3为一些实施例滴水法加速电腐蚀实验后形成的电腐蚀区域的状态图； 图4为本专利技术实施例2直流瓷绝缘子锌环的纵截面示意图； 图5为设置有实施例2锌环的直流瓷绝缘子的局部剖面结构示意图。 【具体实施方式】 下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。 图1示意性地表示了实施例1直流瓷绝缘子锌环的纵截面，将该纵截面绕绝缘子 的中心轴线旋转一周，形成的旋转体即为锌环，即，该实施例1直流瓷绝缘子锌环为等截面 的圆环，如图1所示，实施例1直流瓷绝缘子锌环的截面呈异形，该异形截面的轮廓由第一 直线部AI、从第一直线部AI外端（即I端)向外同时向上逐渐延伸形成的第一弧线部IH、从 第一弧线部IH上端向下同时向外逐渐延伸形成的第二弧线部HD、与第一直线部AI相对且 中部向下突出的V形折线部GCF、连接V形折线部GCF内端（即G端)和第一直线部AI内端 的第二直线部GA、以及连接V形折线部GCF外端和第二弧线部HD下端的第三直线部FD组 成。 专利技术人提出了锌环的尺寸基于试验结果进行设计。通过加速电腐蚀试验测得各种 等级(如能够使用三十年、五十年等）下的电腐蚀区域的尺寸参数，然后根据该试验测量值 对锌环的尺寸进行设计，从而制造出能够应用于不同等级的锌环。具体地，可以设计为：第 一直线部AI的内端与第二弧线部HD的下端之间的距离（即图1中AD两点间的距离）等于 加速电腐蚀试验测得的电腐蚀区域宽度，V形折线部GCF的弯折部C到第一直线部AI的距 离等于加速电腐蚀试验测得的电腐蚀区域深度。 在一些实施例中，等级采用能够使用三十年。如图2所示，采用滴水法进行加速电 腐蚀实验，方法为：将设置有试验锌环的直流瓷绝缘子按直流瓷绝缘子实际使用时的角度 (如与水平面夹角为76° )倾斜悬挂，将直流瓷绝缘子的钢脚和铁帽分别接直流电源负极和 地，并在直流瓷绝缘子的瓷件表面设置铜片，铜片与钢脚连接；调节滴至直流瓷绝缘子的铁 帽与瓷件缝隙处的水流的流速(调节范围1?15L/h)，使得该水流连接铁帽和铜片形成回 路，模拟现场电腐蚀过程中的泄漏电流通路，接通电源开关，加压试验。通过调节统计泄漏 电荷量来衡量等级，如三十年的泄漏总量约为81000C。试验锌环的尺寸为初步设计，并无设 计依据，仅为获得电腐蚀区域的尺寸参数，以便于进一步设计锌环的尺寸。图3示出了一些 实施例滴水法加速电腐蚀实验后的结果，其中，31表示试验锌环，32表示试品直流瓷绝缘 子的铁帽，33表示试品上形成的电腐蚀区域，39表示试验密封件，经测量，电腐蚀区域33的 参数如表1所示，其中，电腐蚀区域深度38为铁帽损失区域和锌环损失区域的深度之和。 表 1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直流瓷绝缘子锌环，其特征在于：所述锌环为等截面的圆环，其截面呈异形，该异形截面的轮廓由第一直线部(AI)、从第一直线部外端向外同时向上逐渐延伸形成的第一弧线部(IH)、从第一弧线部上端向下同时向外逐渐延伸形成的第二弧线部(HD)、与第一直线部相对且中部向下突出的V形折线部(GCF)、连接V形折线部内端和第一直线部内端的第二直线部(GA)、以及连接V形折线部外端和第二弧线部下端的第三直线部(FD)组成。

【技术特征摘要】
1. 一种直流瓷绝缘子锌环，其特征在于：所述锌环为等截面的圆环，其截面呈异形，该 异形截面的轮廓由第一直线部（AI)、从第一直线部外端向外同时向上逐渐延伸形成的第一 弧线部（IH)、从第一弧线部上端向下同时向外逐渐延伸形成的第二弧线部（HD)、与第一直 线部相对且中部向下突出的V形折线部（GCF)、连接V形折线部内端和第一直线部内端的第 二直线部（GA)、以及连接V形折线部外端和第二弧线部下端的第三直线部（FD)组成。2. 根据权利要求1所述的直流瓷绝缘子锌环，其特征在于：所述第一直线部（AI)的内 端与第二弧线部（HD)的下端之间的距离等于加速电腐蚀试验测得的电腐蚀区域宽度，V形 折线部的弯折部到第一直线部的距离等于加速电腐蚀试验测得的电腐蚀区域深度。3. 根据权利要求2所述的直流瓷绝缘子锌环，其特征在于：所述电腐蚀区域宽度为 23mm，所述电腐蚀区域深度为8mm...

【专利技术属性】
技术研发人员：张福增，宋磊，罗凌，李锐海，梅红伟，王黎明，王义宁，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，清华大学深圳研究生院，
类型：发明
国别省市：广东;44