一种提高绝缘子污闪电压的金具制造技术

本实用新型专利技术公开了一种可提高绝缘子污闪电压的金具，由一个金属环片通过粘结剂粘连在铁帽上组成，铁帽安装于绝缘子伞裙顶端，金属环片安装在铁帽上，其安装位置、结构参数由设计参数确定。金属环片按照设计参数加工而成，其材料为防锈蚀能力较好的金属材料或采用防锈蚀技术处理的金属。金属环片与绝缘子铁帽之间通过粘结剂粘结。本实用新型专利技术的优点:金具可有效降低绝缘子伞裙上表面的切向电场，提升绝缘子污闪电压。金属环片为防锈蚀能力较好的金属材料或采用防锈蚀技术处理的金属。

Hardware for increasing pollution flashover voltage of insulator

The utility model discloses a flashover voltage can improve the fitting by a metal ring binder by adhesion in gossan on composition, gossan installed on the insulator top metal ring installed in the gossan, the installation location, structure parameters determined by the design parameter. The metal ring is processed according to the design parameters, and the material is a metal material with good corrosion resistance, or a metal treated by the rust prevention technique. Between the metal ring and insulator cap by adhesive. The utility model has the advantages that the hardware can effectively reduce the tangential electric field on the surface of the insulator umbrella skirt, and improve the flashover voltage of the insulator. The metal ring is a metal material with good corrosion resistance, or a metal treated with rust preventive technology.

【技术实现步骤摘要】

本技术设计输变线路绝缘子，尤其涉及一种提高绝缘子污闪电压的金具。
技术介绍
在雾、露、细雨等不利气象条件下，污秽绝缘子在较低的电压下就会发生闪络。一旦一处绝缘子污闪跳闸，则表明同一片污秽区大量绝缘子个体均处于临界污闪跳闸的风险中。污闪事故产生的原因不仅与污秽的种类、污染的程度及大气条件等因素有关外，还与绝缘子串上的电位分布和绝缘子串局部放电有关。传统的解决办法有增串即增加爬距、定期清扫以及RTV喷涂等方式。但是，这些方式存在各种各样的问题。绝缘闪络一般由局部开始逐步发展并最终形成放电，对于增加绝缘子串的长度等增加爬距的方式，一方面受到到输电走廓宽度、杆塔载荷、风力等因素的制约，更重要的是绝缘闪络电压并不与距离成正比，增加爬距效果有限，工程改造成本较高；对于定期清扫的方式，污区内绝缘子的清扫周期一般为1年，不仅大大增加了运行成本，且难以从根本上解决问题；对于RTV喷涂模式，其主要效果是提升了绝缘子表面的憎水性，而不能解决绝缘子金具与绝缘子之间的局部放电，RTV在其寿命时间内有效果，但其寿命时间与绝缘子相比较短(一般有效期为5年，部分新型PRTV使用寿命可达到10年)，且其寿命完结后，后续处理非常麻烦，可能对绝缘子表面有损伤，影响绝缘子的本来性能。现今合成绝缘子已经得到广泛应用，但是合成绝缘材料也存在易于受到电晕，电弧和紫外线等的侵蚀，寿命一般10年左右的特点，使用仍然存在局限性。基于以上背景，瓷质材料在输电系统中仍然应用广泛，有必要在现有绝缘子基础上以低成本、长寿命方法进行改造，提升绝缘子的耐污闪性能。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种能提绝缘子污闪电压的新型金具。通过在绝缘子上安装金具结构件，有效提升绝缘子污闪电压。较好解决污秽地区绝缘子污闪问题，同时不对成本造成大幅增加。本技术提供一种可提高绝缘子污闪电压的金具，由一个金属环片通过粘结剂粘连在铁帽上组成，铁帽安装于绝缘子伞裙顶端，金属环片安装在铁帽上，其安装位置、结构参数由设计参数确定。金属环片按照设计参数加工而成，其材料为防锈蚀能力较好的金属材料或采用防锈蚀技术处理的金属。金属环片与绝缘子铁帽之间通过粘结剂粘结。本技术一种提高绝缘子污闪电压的金具的设计方法如下：1.对已知型号参数的绝缘子建立电场仿真模型。2.在已经建立的绝缘子电场仿真模型的基础上，建立增加金具后的绝缘子电场仿真模型。3.分别求得增加金具前后的绝缘子表面电场，确定可提高绝缘子污闪电压的金具的形状、安装位置等参数的范围。4.在金具的形状、安装位置等参数的范围内，求得沿绝缘子表面电场强度与金具形状参数、安装位置等参数的函数关系。5.分别在金具形状、安装位置的两个参数固定一个时，求得绝缘子沿面切向平均电场强度与另一个参数的关系曲线簇；同时分别在金具形状、安装位置的两个参数固定一个时，求得沿面切向电场不均匀系数与另一个参数的关系曲线簇。6.根据金具设计判据求得最优的金具形状参数与金具安装位置。根据已求得的参数设计加工金具，用于提升绝缘子耐污闪水平。本技术的优点:金具可有效降低绝缘子伞裙上表面的切向电场，提升绝缘子污闪电压。金属环片为防锈蚀能力较好的金属材料或采用防锈蚀技术处理的金属。附图说明图1为本专利技术的金具安装结构图。附图标记所对应的名称为：1.绝缘子伞裙，2.金属环片，3.粘合剂，4.铁帽。具体实施方式本技术提供一种可提高绝缘子污闪电压的金具，由一个金属环片2通过粘结剂粘3连在铁帽4上组成，铁帽4安装于绝缘子伞裙1顶端，金属环片2安装在铁帽4上，其安装位置、结构参数均由设计参数加工而成。金具可有效降低绝缘子伞裙1上表面的切向电场，提升绝缘子污闪电压。金属环片2为防锈蚀能力较好的金属材料或采用防锈蚀技术处理的金属。一种提高绝缘子污闪电压的金具设计方法，基本原理是通过电场仿真，计算加装金具后绝缘子表面切向场强，通过金具设计判据求得最优的金具形状参数与金具安装位置。其步骤为：1.对已知型号参数的绝缘子建立电场仿真模型。仿真软件可选用基于有限元法的软件，并按照1:1比例建立全尺寸模型。仿真模型建立时在保证精度的前提下，对边界、材料特性参数均取相关数值。人工设定边界，规定该边界与绝缘子的距离远大于绝缘子本身的尺寸。2.在已经建立的绝缘子电场仿真模型的基础上，建立增加金具后的绝缘子电场仿真模型。在绝缘子全尺寸模型的基础上，在绝缘子铁帽处增加金具，并在设定的边界、材料特性参数下进行电场仿真。例如，采用软件ANSYSmaxwell14.0，以7片型号X-70/u70BL绝缘子串为例，考虑杆塔、金具和导线对绝缘子伞裙表面电场分布影响，杆塔距离绝缘子串水平距离为6m，杆塔高40m，导线上激励电压为110KV，杆塔与地等电位为0V，边界通过软件Cereteregion生成，并在边界上加载零电位。金具可采用铝、不锈钢等材料，仿真中空气、铝、陶瓷等相关材料的介电常数分别设为1、1、6。3.分别求得增加金具前后的绝缘子表面电场，确定可提高绝缘子污闪电压的金具的形状、安装位置等参数的范围。利用有限元法，对于绝缘子的二维轴对称场域，求解电位即为求解以下方程组：在(1-1)中，为电位，ρ为介质电导率，L1为边界，L2为对称轴，l0为高压端或低压端的边界，Ω表示场域，p为场域中任意一点，Γ为沿着边界上的点，表示圆柱坐标下电场关系式其中r、z均为圆柱坐标系的坐标。通过求解电位求得未加装金具的绝缘子表面电场Eun。同理，对于加装金具的绝缘子，假设金具的结构参数为a、安装的位置参数为d，则通过仿真计算可以得到加装金具的绝缘子表面电场Eo，同时在a、d处于特定的取值区间，即a1≤a≤a2、d1≤d≤d2时，满足：Eo≤Eun(1-2)此处，可确定金具的形状、安装位置等参数的范围，即a1≤a≤a2、d1≤d≤d2。4.在金具的形状、安装位置等参数的范围内，求得沿绝缘子表面电场强度与金具形状参数、安装位置等参数的函数关系。在a1≤a≤a2、d1≤d≤d2的范围内，求解获得沿绝缘子表面电场强度与金具形状参数、安装位置等参数的函数关系，即：Eo＝f(a,d)(1-3)5.分别在金具形状、安装位置的两个参数固定一个时，求得绝缘子沿面切向平均电场强度与另一个参数的关系曲线簇；同时分别在金具形状、安装位置的两个参数固定一个时，求得沿面切向电场不均匀系数与另一个参数的关系曲线簇。绝缘子沿面切向平均电场强度Eav，为电场沿爬电距离污秽表面的路径lc积分后的电场平均值，即为：沿面切向电场不均匀系数k，为最大沿面切向电场强度值Emax与绝缘子沿面切向平均电场强度Eav的比值，即：k＝Emax/Eav(1-5)实际上Eav与k均可以表示为随金具形状a、安装位置d两个参数的函数，当固定其中一个参数不变的情况下，可以得出Eav与k随另一个参数变化的曲线簇。6.根据金具设计判据求得最优的金具形状参数与金具安装位置。根据已求得的参数设计加工金具，用于提升绝缘子耐污闪水平。金具设计判据步骤如下：(1)当金具形状参数a不变的情况下，在a1≤a≤a2范围内，求Eav随d变化曲线簇的每条曲线全部极小值点的连线，记为曲线(2)当金具形状参数d不变的情况下，在d1≤d≤d2范围内，求Eav随a变化曲线簇的每条曲线全部极小值点的连本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可提高绝缘子污闪电压的金具，其特征在于，包括绝缘子伞裙、金属环片、铁帽，一个金属环片通过粘结剂粘连在铁帽上组成，铁帽安装于绝缘子伞裙顶端，金属环片安装在铁帽上。

【技术特征摘要】
1.一种可提高绝缘子污闪电压的金具，其特征在于，包括绝缘子伞裙、金属环片、铁帽，一个金属环片通过粘结剂粘连在铁帽上组成，铁帽安装于绝缘子伞裙顶端，金属...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡礼，王洛，谭学峰，邹志坚，胡裕峰，曾庆汇，揭伟，朱玉莲，汪洁，刘悠，欧阳敏，祝志炉，刘少华，万俊俊，黄承志，钟丽梅，王宇宁，唐庆国，周煜，汪涓华，王凯睿，欧阳瑾，曹建军，林桂平，廖文，刘凯杰，张祥罗，王强锋，姜力强，王云，谢金泉，
申请(专利权)人：国网江西省电力公司南昌供电分公司，国家电网公司，
类型：新型
国别省市：江西;36