提高环保型充气柜用绝缘件绝缘强度的方法及绝缘件技术

本发明专利技术提供了一种提高环保型充气柜用绝缘件绝缘强度的方法及绝缘件，解决现有绝缘件绝缘强度较低，无法应用在空间有限的环保型气体C‑GIS开关柜中的问题。一种提高环保型充气柜用绝缘件绝缘强度的方法，其中，气室包括母线室和断路器室；包括以下步骤：1)确定绝缘件的结构尺寸；2)设计增爬结构。环保型充气柜用绝缘件，采用前述提高环保型充气柜用绝缘件绝缘强度的方法，所确定绝缘件的结构尺寸、绝缘件的增爬结构加工制作而成。

【技术实现步骤摘要】
提高环保型充气柜用绝缘件绝缘强度的方法及绝缘件
本专利技术属于中高压电力系统
，具体涉及一种提高环保型充气柜用绝缘件绝缘强度的方法及绝缘件。
技术介绍
目前应用在40.5kV及以下C-GIS开关柜中，开关柜内部的绝缘件产品主要依托于SF6气体的优异绝缘性来实现绝缘，其外形尺寸小，且电气性能稳定可靠。但随着C-GIS开关柜中环保气体替代SF6气体的不断探索，主要环保气体为干燥空气、氮气等，由于这类环保型气体与SF6气体相比，其绝缘性能弱，因此，原SF6气体中使用的绝缘件因其绝缘强度较低，不能直接应用在空间有限、微正压(0.04MPa)的环保型气体C-GIS开关柜中，否则会有闪络、爬电等风险发生。因此，有必要制作一种提高环保型充气柜用绝缘件绝缘强度的方法及绝缘件，以便能够将这种环保型充气柜真正推入市场，全面替代SF6气体。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有技术中绝缘件绝缘强度较低，无法应用在空间有限的环保型气体C-GIS开关柜中的问题，而提供了一种提高环保型充气柜用绝缘件绝缘强度的方法及结构。为实现上述目的，本专利技术所提供的技术解决方案是：一种提高环保型充气柜用绝缘件绝缘强度的方法，其中，气室包括母线室和断路器室；其特殊之处在于，包括以下步骤：1)确定绝缘件的结构尺寸：对处于母线室中的绝缘件，确定其高度(即干弧距离)为小于等于母线室内部高度h1或内部宽度b1的四分之一(以绝缘件安装的位置决定，绝缘件垂直安装时考虑内部高度h1，绝缘件水平安装时考虑内部宽度b1)，确定其最大外径为小于等于母线室内部宽度b1并内部深度d1的五分之一(绝缘件安装时最大外径应同时考虑内部宽度b1和内部深度d1，满足两者要求，即小于等于内部宽度b1的五分之一、以及小于等于内部深度d1的五分之一)；再根据绝缘场强验证并调整该母线室中绝缘件的高度h和最大外径e；所述调整必须符合所限定的绝缘件高度和最大外径尺寸条件；对于处于断路器室中的绝缘件，确定其高度(即干弧距离)为小于等于断路器室内部高度h2或内部宽度b2的五分之一(以绝缘件安装的位置决定，绝缘件垂直安装时考虑内部高度h2，绝缘件水平安装时考虑内部宽度b2)；确定其最大外径为小于等于断路器室内部宽度b2并内部深度d2的五分之一(绝缘件安装时最大外径应同时考虑内部宽度b2和内部深度d2，满足两者要求，即小于等于内部宽度b2的五分之一、以及小于等于内部深度d2的五分之一)；再根据绝缘场强验证并调整该断路器室中绝缘件的高度h和最大外径e；所述调整必须符合所限定的绝缘件高度和最大外径尺寸条件；所述绝缘件中，高压导体最大外径处(包括均压环)的绝缘件绝缘厚度t1大于等于25mm小于等于40mm；高压导体最大外径相对应的外部低压屏蔽网处的绝缘件绝缘厚度t2大于等于25mm小于等于40mm；所述绝缘件表面的绝缘场强小于等于1.2kV/mm；2)确定绝缘件的增爬结构：按每千伏大于等于5mm小于等于10mm的标准确定爬电距离s；并根据爬电距离s设计满足要求的用于增加沿面爬电距离的增爬结构；所述增爬结构为至少一层增爬裙，所述增爬裙沿径向由内向外设置在绝缘件绝缘套位于气室内的端部，且相邻增爬裙之间形成增爬凹槽；在绝缘件整体绝缘高度不变的情况下，按照每增加一个增爬裙将使绝缘件的耐压水平UP提高5％～10％的标准确定增爬裙的层数，且考虑到柜体空间尺寸的要求，增爬裙的层数增加所提高的绝缘件沿面耐压水平UP每毫米大于等于300V小于等于400V。进一步地，步骤2)中,所述增爬裙设置有一层时，其与高压导体之间或者其与绝缘套内壁之间形成增爬凹槽；定义：增爬裙的高度为H1；增爬凹槽的最大宽度为K；增爬裙顶端的圆角为R1；增爬凹槽槽底的倒角为R2；所述H1的范围为10～50mm，其大于等于K小于等于2K；所述R1的范围为1.5～4mm；所述R2的范围为2～5mm。或者，进一步地，步骤2)中，所述增爬裙设置有多层时，最内层增爬裙与高压导体之间或者最外层增爬裙与绝缘套内壁之间形成增爬凹槽，以与增爬裙位于同一端的高压导体的端面为基准面，相邻增爬裙之间，外侧增爬裙顶端与所述基准面之间的距离比内侧增爬裙顶端与所述基准面之间的距离长10～50mm；定义：由内向外，增爬裙的高度为Hn，其中，n为增爬裙层数；增爬凹槽的最大宽度为K；增爬裙顶端的圆角为R1；增爬凹槽槽底的倒角为R2；考虑到柜体空间的限制，所述Hn的范围为10～50mm，其大于等于K小于等于2K；所述R1的范围为1.5～4mm；所述R2的范围为2～5mm。优选地，所述t1的取值为30mm，所述t2的取值为30mm。优选地，考虑到柜体空间尺寸要求，按每千伏大于等于6mm小于等于8mm的标准确定爬电距离s；增爬裙的层数增加所提高的绝缘件沿面耐压水平UP为每毫米350V。优选地，所述增爬裙呈凸环状，材质为环氧树脂或橡胶。优选地，所述增爬裙设置在内锥套管、外锥套管、侧扩套管、顶扩套管、三工位套管以及其他符合EN50181或GB/T4109等标准规范的绝缘件的绝缘套上。优选地，所述环保型充气柜的额定电压为40.5kV、36kV、24kV或12kV。同时，本专利技术还提供了一种环保型充气柜用绝缘件，其特殊之处在于，采用上述提高环保型充气柜用绝缘件绝缘强度的方法，所确定绝缘件的结构尺寸、绝缘件的增爬结构加工制作而成。优选地，考虑到绝缘气体与绝缘件表面附着力越紧密，绝缘件表面的绝缘强度越高，所述绝缘件制作时沿绝缘件表面的爬距方向不能设置有合模缝。本专利技术的优点是：采用本专利技术设计方法设计绝缘件，通过增爬结构增加了绝缘件的沿面爬电距离，使绝缘件在外形尺寸以及绝缘性能两方面同时满足新型环保型充气柜的设计要求，填补行业空白，适应行业发展。附图说明图1为采用本专利技术方法设计的40.5kV环保型充气柜的结构示意图(顶扩)；图2为图1中内锥套管的结构示意图；图3为图1中顶扩套管的结构示意图；图4为采用本专利技术方法设计的侧扩套管结构示意图；图5为采用本专利技术方法设计的上下气箱连接绝缘子结构示意图；图6为图2内锥套管的电场分布云图；图7为图3顶扩套管的电场分布云图；图8为图4侧扩套管的电场分布云图；图9为图5上下气箱连接绝缘子的电场分布云图；图10为采用本专利技术方法设计的40.5kV环保型充气柜的结构示意图(侧扩)；附图标记如下：1-高压导体，2-绝缘套，3-增爬裙，4-增爬凹槽，5-均压环，6-低压屏蔽网，7-增爬面，8-安装固定孔，9-增爬伞，10-环保型充气柜，11-母线室，12-断路器室，13-顶扩套管，14-三工位装置，15-断路器固封极柱，16-内锥套管，17-侧扩套管。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术的内容作进一步的详细描述：以额定电压40.本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高环保型充气柜用绝缘件绝缘强度的方法，气室包括母线室(11)和断路器室(12)；其特征在于，包括以下步骤：/n1)确定绝缘件的结构尺寸：/n对处于母线室(11)中的绝缘件，确定其高度为小于等于母线室(11)内部高度h

【技术特征摘要】
1.一种提高环保型充气柜用绝缘件绝缘强度的方法，气室包括母线室(11)和断路器室(12)；其特征在于，包括以下步骤：
1)确定绝缘件的结构尺寸：
对处于母线室(11)中的绝缘件，确定其高度为小于等于母线室(11)内部高度h1或内部宽度b1的四分之一，确定其最大外径为小于等于母线室(11)内部宽度b1并内部深度d1的五分之一；再根据绝缘场强验证并调整该母线室(11)中绝缘件的高度h和最大外径e，所述调整必须符合所限定的绝缘件高度和最大外径尺寸条件；
对于处于断路器室(12)中的绝缘件，确定其高度为小于等于断路器室(12)内部高度h2或内部宽度b2的五分之一；确定其最大外径为小于等于断路器室(12)内部宽度b2并内部深度d2的五分之一；再根据绝缘场强验证并调整该断路器室(12)中绝缘件的高度h和最大外径e，所述调整必须符合所限定的绝缘件高度和最大外径尺寸条件；
所述绝缘件中，高压导体(1)最大外径处的绝缘件绝缘厚度t1大于等于25mm小于等于40mm；高压导体(1)最大外径相对应的外部低压屏蔽网(6)处的绝缘件绝缘厚度t2大于等于25mm小于等于40mm；
所述绝缘件表面的绝缘场强小于等于1.2kV/mm；
2)确定绝缘件的增爬结构：
按每千伏大于等于5mm小于等于10mm的标准确定爬电距离s；并根据爬电距离s设计满足要求的增爬结构；所述增爬结构为至少一层增爬裙(3)，所述增爬裙(3)沿径向由内向外设置在绝缘件的绝缘套(2)位于气室内的端部，且相邻增爬裙(3)之间形成增爬凹槽(4)；
在绝缘件整体绝缘高度不变的情况下，按照每增加一个增爬裙(3)将使绝缘件的耐压水平UP提高5％～10％的标准确定增爬裙(3)的层数，且增爬裙(3)的层数增加所提高的绝缘件沿面耐压水平UP每毫米大于等于300V小于等于400V。


2.根据权利要求1所述提高环保型充气柜用绝缘件绝缘强度的方法，其特征在于：
步骤2)中,所述增爬裙(3)设置有一层时，其与高压导体(1)之间或者其与绝缘套(2)内壁之间形成增爬凹槽(4)；
定义：增爬裙(3)的高度为H1；增爬凹槽(4)的最大宽度为K；增爬裙(3)顶端的圆角为R1；增爬凹槽(4)槽底的倒角为R2；
所述H1的范围为10～50mm，其大于等于K小于等于2K；
所述R1的范围为1.5～4mm；
所述R2的范围为2～5mm。

【专利技术属性】
技术研发人员：叶霖，杨筱安，
申请(专利权)人：西安神电泾阳电器有限公司，西安神电高压电器有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61