一种支柱绝缘子制造技术

本申请涉及电力设备技术领域，尤其涉及一种支柱绝缘子。所述支柱绝缘子包括：壳体、绝缘件和中央电极；所述壳体套设于所述中央电极的外部；所述绝缘件为柱状结构，所述绝缘件的一端与所述壳体连接，所述绝缘件的另一端与所述中央电极连接；所述绝缘件的轮廓线为平滑的曲线，所述曲线向远离所述绝缘件轴线的方向凸起。所述绝缘子能够增加电场线沿绝缘件表面的切向分量，使绝缘件外表面的电荷在切向分量的作用下不断地向绝缘件的两端运动，促进电荷的消散；并且能够减少电场线沿绝缘件表面的法向分量，减少绝缘件外表面电荷积聚，从而提高绝缘子的闪络电压，提升绝缘的稳定性与可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种支柱绝缘子
本申请涉及电力设备
，尤其涉及一种支柱绝缘子。
技术介绍
在GIS(GasInsulatedSwitchgear,气体绝缘开关设备)/GIL(GasInsulatedSwitchgear,气体绝缘金属封闭输电线路)中，绝缘子是很重要的绝缘部件，起到固定、绝缘等作用，但同时绝缘子也是GIS/GIL运行中绝缘击穿故障容易出现的位置之一。当GIS/GIL长期工作于高压直流环境时，或者当GIS/GIL工作于交流环境中且开关断开时，GIS/GIL内的母线上也都会有一定幅值的直流电势存在。绝缘子内部的绝缘件一端与高压电极连接，另一端与低压电极连接，高压电极和低压电极之间会存在电场，并且电场线通常是由高压电极指向低压电极。然而由于绝缘件本身结构的限制，高压电极和低压电极结构、设置方式的限制，电场线通常都不会完全平行于绝缘件表面，必然会有部分电场线穿过绝缘件表面，产生平行于绝缘件表面的切向分量和垂直于表面的法向分量。目前，GIS/GIL中的支柱绝缘子通常包括中央导电区、绝缘件和连接座，该绝缘件设置于连接座和中央导电区之间，一方面，用于支撑中央导电区；另一方面，将中央导电区与连接座隔离，避免中央导电区接地导电。然而，现有的支柱绝缘子中的绝缘件的外表面结构单一，例如圆柱状，与电场线的交叉面过多，导致绝缘件内部的切线分量过少，而法向分量过多。该切向分量有利于积聚于绝缘件上的电荷消散，而法向分量则会使电荷积聚于绝缘件的表面。因此，现有的绝缘子中的绝缘件很容易积聚表面电荷，这种表面电荷的存在将畸变原有电场，导致设备中的支柱绝缘子闪络电压显著降低，使得绝缘子容易发生绝缘击穿故障。
技术实现思路
本申请提供了一种支柱绝缘子，以解决现有绝缘子表面电荷积聚过多、难于消散的问题。一种支柱绝缘子，包括：壳体、绝缘件和中央电极；所述壳体套设于所述中央电极的外部；所述绝缘件为柱状结构，所述绝缘件的一端与所述壳体连接，所述绝缘件的另一端与所述中央电极连接；所述绝缘件的轮廓线为平滑的曲线，所述曲线向远离所述绝缘件轴线的方向凸起。可选的，所述曲线与所述绝缘件外表面的电场线形状相适配。可选的，所述绝缘件为鼓型结构。可选的，所述绝缘件为钟型结构。可选的，所述绝缘件的数量为多个，并且所述绝缘件环绕设置于所述中央电极四周。可选的，所述中央电极的横截面为多边形，所述多边形的边数与所述绝缘件的数量相对应；所述绝缘件设置于所述多边形的边上，所述多边形的每个角均为圆弧状。可选的，所述绝缘件的材料为环氧树脂基氧化铝，所述环氧树脂基氧化铝包括如下重量份的组分：环氧树脂100份、氧化铝330份、固化剂38份。可选的，所述壳体为圆柱状。可选的，所述绝缘件的两端分别设有第一嵌件和第二嵌件，所述第一嵌件用于连接所述绝缘件与所述中央电极，所述第二嵌件用于连接所述绝缘件与所述壳体。可选的，所述中央电极、所述壳体、所述第一嵌件和所述第二嵌件的材料均为铝合金。本申请提供的技术方案包括以下有益技术效果：与现有技术相比，所述绝缘件的轮廓线为向远离所述绝缘件轴线的方向凸起的平滑的曲线，与绝缘件表面电场线的形状较为接近。绝缘件向上凸起的外形，一方面，能够增加电场线沿绝缘件表面的切向分量，能够使绝缘件外表面的电荷在切向分量的作用下不断地向绝缘件的两端运动，促进电荷的消散，另一方面，能够减少电场线沿绝缘件表面的法向分量，减少绝缘件外表面电荷积聚。从而提高绝缘子的闪络电压，提升绝缘的稳定性与可靠性。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支柱绝缘子的结构示意图。图2为本申请实施例提供的一种绝缘件的结构示意图。图3为本申请实施例提供的另一种绝缘件的结构示意图。图4为本申请实施例提供的实验对比图。附图标记说明：1、壳体；2、绝缘件；21、第一嵌件；22、第二嵌件；3、中央电极。具体实施方式本申请实施例提供的一种支柱绝缘子适用于GIS/GIL以及其他各种气体绝缘设备中，尤其适用于长期工作于高压直流环境下的GIS/GIL，或者工作于交流环境中但开关断开后，GIS/GIL内的母线上有一定幅值的直流电势存在的情况。实施例1参见图1，本申请实施例提供的一种支柱绝缘子的结构示意图。所述绝缘子包括壳体1、绝缘件2和中央电极3。所述壳体1套设于所述中央电极3的外部，所述壳体1与所述中央电极3同轴，并且长度相等；所述绝缘件2为柱状结构，所述绝缘件2的一端与所述壳体1连接，所述绝缘件2的另一端与所述中央电极3连接；所述绝缘件2的轮廓线为平滑的曲线，所述曲线向远离所述绝缘件2轴线的方向凸起。通常情况下，当支柱绝缘子带有直流电之后，中央电极3为高电位的一端，而壳体1为低电位的一端，高电位和低电位之间会存在电场，并且电场线通常是由高电位指向低电位。对于本申请提供的支柱绝缘子的结构，由于高电位的中央电极3位于低电位的壳体1内部，所以，在本申请提供的支柱绝缘子中，电场线是由壳体1内部轴线处指向壳体1的内壁。当中央电极3和壳体1之间设置有绝缘件2之后，绝缘件2会使中央电极3和壳体1之间的电场产生畸变，导致电场线向远离所述绝缘件2轴线的方向凸起。而在本申请中，由于所述绝缘件2的轮廓线为向远离所述绝缘件2轴线的方向凸起的平滑的曲线，与绝缘件2表面电场线的形状较为接近。一方面，能够增加电场线沿绝缘件2表面的切向分量，能够使绝缘件2外表面的电荷在切向分量的作用下不断地向绝缘件2的两端运动，促进电荷的消散。另一方面，能够减少电场线沿绝缘件2表面的法向分量，减少绝缘件2外表面电荷积聚。从而提高绝缘子的闪络电压，提升绝缘的稳定性与可靠性。另外，绝缘件2外表面的曲线设计增大了中央电极3和壳体1之间的爬电距离，有助于增大支柱绝缘子的击穿电压。可选的，本实施例提供一种绝缘件2，所述绝缘件2的轮廓线为平滑的曲线，所述曲线向远离所述绝缘件2轴线的方向凸起，且所述曲线与所述绝缘件2外表面的电场线形状相适配。需要说明的是，本实施例中所说的所述曲线与所述绝缘件2外表面的电场线形状相适配，包括所述曲线与所述绝缘件2外表面的电场线形状相近或者相同。在一种可能的方式中，对于图1所示的绝缘件2，当所述中央电极3通有直流电流之后，通过电势测量装置检测不同电势下所述绝缘件2周围的电势相等的点，简称等势点。根据检测到的不同电势的等势点，确定该绝缘件2周围的电场线。根据该电场线更新该绝缘件2的外形曲线，形成第一更新绝缘件2。为了使最终绝缘件2的外形更加接近于该绝缘件2外表面的电场线形状，可再次以第一更新绝缘件2为基础，根据第一更新绝缘件2周围的电场线形状，采用上述方法修正第一更新绝缘件2的外形，获得第二更新绝缘件2。多次对绝缘件2的外形进行修正，使绝缘件2与其外表面的电场线形状相适配。根据电场基本理论可知，当绝缘件2与其外表面的电场线形状相适配时，能够使绝缘件2外表面的电荷在切向分量的作用下不断地向绝缘件2的两端运动，促进电荷的消散。同时当绝缘件2与其外表面的电场线形状相适配时，电场线便几乎不会穿过绝缘件2外表面，也不会在绝缘件2的外表面产生法向分量，也显著减少了绝缘件本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种支柱绝缘子，其特征在于，包括：壳体(1)、绝缘件(2)和中央电极(3)；所述壳体(1)套设于所述中央电极(3)的外部；所述绝缘件(2)为柱状结构，所述绝缘件(2)的一端与所述壳体(1)连接，所述绝缘件(2)的另一端与所述中央电极(3)连接；所述绝缘件(2)的轮廓线为平滑的曲线，所述曲线向远离所述绝缘件(2)轴线的方向凸起。

【技术特征摘要】
1.一种支柱绝缘子，其特征在于，包括：壳体(1)、绝缘件(2)和中央电极(3)；所述壳体(1)套设于所述中央电极(3)的外部；所述绝缘件(2)为柱状结构，所述绝缘件(2)的一端与所述壳体(1)连接，所述绝缘件(2)的另一端与所述中央电极(3)连接；所述绝缘件(2)的轮廓线为平滑的曲线，所述曲线向远离所述绝缘件(2)轴线的方向凸起。2.根据权利要求1所述的支柱绝缘子，其特征在于，所述曲线与所述绝缘件(2)外表面的电场线形状相适配。3.根据权利要求1所述的支柱绝缘子，其特征在于，所述绝缘件(2)为鼓型结构。4.根据权利要求1所述的支柱绝缘子，其特征在于，所述绝缘件(2)为钟型结构。5.根据权利要求1-4任一项所述的支柱绝缘子，其特征在于，所述绝缘件(2)的数量为多个，并且所述绝缘件(2)环绕设置于所述中央电极(3)四周。6.根据权利要求5所述的支柱绝缘子，其特征在于，所述中央电极(...

【专利技术属性】
技术研发人员：张波，何金良，林川杰，李传扬，胡军，李琦，杨勇，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11