防止架空绝缘导线雷击断线的复合支柱绝缘子制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于防止架空绝缘导线雷击断线的复合支柱绝缘子，其解决了绝缘架空导线雷击断线问题。它主要包括：高压电极（４，５），通过剥离绝缘导线（２）的绝缘层的方式与绝缘导线内部的金属导体紧密电联接，用于定位雷电闪络路径和固定工频电弧烧灼点；绝缘支柱组件（３，７，６），其一端固定高压电极，另一端接地；以及绝缘防护罩（１），固定在高压电极外面用于绝缘和限弧，绝缘防护罩内腔与高压电极之间留有间隙。具有绝缘导线剥离长度短、裸露部分外加绝缘防护罩、防雷击断线、防污性能好、施工简单、填补国内技术空白的特点。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电力系统架空配电线路，尤其涉及一种用于防止架空绝缘导线雷击断线的复合支柱绝缘子，其特别适合在10kV架空绝缘导线上使用。
技术介绍
为了减少树木、鸟类、积雪等外部原因引起的架空配电线路故障，提高供电可靠性，国际上发达国家从六十年代后期逐渐采用架空绝缘导线。我国从八十年代开始对城市架空配电网实施绝缘化改造试点。九十年代，开始推广应用。绝缘导线确实解决了裸导线所解决不了的走廊和安全问题，与电缆相比，投资省、建设快，优点十分明显。但是，雷击断线问题却十分突出。日本在七十年代初的研究得出结论绝缘导线雷击必断。例如1998年，雷电活动强烈，北京供电局管辖的10kV架空绝缘线路发生雷击断线14次。因此，必须妥善解决雷击断线问题，才能保证架空绝缘配电网的安全运行。绝缘导线的雷击断线原理与裸导线相比有明显不同。当直击雷或感应雷过电压作用于裸导线引起绝缘子闪络时，接续的工频短路电流电弧在电动力的作用下沿着导线向背离电源方向移动，导线被严重烧伤的概率很小。而绝缘导线则不同，雷电过电压首先击穿导线绝缘层进而引起绝缘子闪络，被击穿的绝缘层呈一针孔状，接续的工频短路电流电弧受周围绝缘的阻凝，弧根只能在针孔处燃烧，在极短的时间内导线就会被整齐地烧断。根据上述绝缘导线雷击断线的机理，目前的相应防范措施有“疏导和堵塞”两种方式。“疏导”就是将绝缘子附近的绝缘导线局部裸线化，使工频电弧弧根转移或固定在特制金具上燃烧，从而保护导线免于烧伤。例如，在绝缘子与导线联结处剥离绝缘层采用闪络保护型线夹或将绝缘子两侧的绝缘导线剥离一段绝缘层并加装防弧线夹。“堵塞”就是雷击闪络后阻止工频续流起弧。例如，采用限流消弧角，即带串联环型外间隙金属氧化物避雷器。上述两种方式虽然能够有效地防止雷击断线，但是存在以下的不足1.目前已有的防弧线夹，在使用时，绝缘导线需剥离较长的长度，裸露部分较大，这会对导线的密封和绝缘有一定的影响。2.使用避雷器，虽然防护效果好，但施工安装复杂、投资大。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种克服现有技术中的上述缺陷的新型结构的用于防止架空绝缘导线雷击断线的复合支柱绝缘子。为了实现上述目的，本技术的用于防止架空绝缘导线雷击断线的复合支柱绝缘子包括高压电极，通过剥离绝缘导线的绝缘层的方式与绝缘导线内部的金属导体紧密电联接，用于定位雷电闪络路径和固定工频电弧烧灼点；绝缘支柱组件，其一端固定高压电极，另一端接地；以及绝缘防护罩，固定在高压电极外面用于绝缘和限弧，绝缘防护罩内腔与高压电极之间留有间隙。本技术的复合支柱绝缘子具有绝缘导线剥离长度短、裸露部分外加绝缘防护罩、防雷击断线、防污性能好、施工简单、填补国内技术空白等特点。具体地，其具有以下优点(1)由于本技术的复合支柱绝缘子与绝缘导线剥离的金属导体紧密电联接，将导体电位嵌位于高压电极，使雷击放电始终发生在高压电极上，接续的工频短路电流电弧的弧根固定在高压电极的本体上燃烧，从而保护导线免于烧伤。(2)由于本技术的复合支柱绝缘子仅需剥离一小段绝缘导线的绝缘层，并在高压电极的外部加装绝缘防护罩，整个绝缘子没有裸露部分，从而在电网运行过程中，能够减少由于异物碰撞等原因造成的短路事故；(3)本技术的复合支柱绝缘子的高压电极厚度较大，从而经得起多工频电弧的烧灼。(4)本技术的复合支柱绝缘子安装方便、快捷，满足施工现场的操作需要。(5)本技术的复合支柱绝缘子的外绝缘可采用硅橡胶材料制造，从而具有良好的防污性能和防气候老化性。附图说明图1是本技术复合支柱绝缘子的总体安装示意图；图2是本技术复合支柱绝缘子的立式高压电极本体示意图；图3是本技术复合支柱绝缘子的立式高压电极压块示意图；图4是本技术复合支柱绝缘子的卧式高压电极下本体示意图；图5是本技术复合支柱绝缘子的卧式高压电极压块示意图；图6是本技术复合支柱绝缘子的卧式高压电极上本体示意图；图7a和图7b分别是本技术复合支柱绝缘子的立式高压电极两种绝缘防护罩的示意图；图8a是本技术复合支柱绝缘子用于雷电冲击放电试验的接线示意图；图8b是本技术复合支柱绝缘子用于雷电冲击放电试验后的伏安特性曲线图；图9a是本技术复合支柱绝缘子用于工频电弧试验时的接线示意图；图9b是本技术复合支柱绝缘子用于工频电弧试验时的布置示意图。具体实施方式以下参考附图来具体描述本技术的具体实施方式，其中相同的标号表示相同的部件。现在参考图1来具体描述本技术的用于防止架空绝缘导线雷击断线的复合支柱绝缘子的具体结构，如图1所示，本技术复合支柱绝缘子主要包括以下部分由高压电极本体5和高压电极压块4组成的高压电极；由绝缘部分3、上联接金具6、下联接金具(钢脚)7组成绝缘支柱组件；绝缘防护罩1。其中，通过剥离导线绝缘层的方式，使高压电极与绝缘导线2内部的金属导体紧密联接，使其与高压线路具有相同的电位，用于定位雷电闪络路径和固定工频电弧烧灼点。上、下联接金具6、7分别固定在绝缘部分3的上下两端。可以通过螺纹或焊接方式将绝缘支柱组件的上联接金具6与高压电极本体5联接，也可以通过铸造或机械加工等手段先将上联接金具6与高压电极本体5做成一个零件，再与绝缘部分3联接。绝缘支柱组件的一端通过下联接金具7接地，另一端通过上联接金具6固定高压电极；绝缘支柱组件的绝缘部分3采用有机复合绝缘，具有良好的阻燃性能、耐候性能和绝缘性能。绝缘防护罩1固定在高压电极外面，起到绝缘和限弧的作用，其内腔与高压电极之间留有间隙。图2和图3分别示出了本技术复合支柱绝缘子的立式高压电极本体5和高压电极压块4，如图所示，在压块4和本体5与剥离的绝缘导线相接触的表面上，分别留有凹槽8，起到固定导线的作用。凹槽8中部为一小槽，两端是大槽，小槽和大槽截面底部的圆弧半径分别为RA和RB，小槽的半径RA与剥离的裸导线半径相匹配，大槽的半径RB与未剥离的绝缘导线的半径相匹配，小槽的长度H2小于导线的剥离长度，整个凹槽的长度H1大于导线剥离的长度，优选地，两端大槽分别包含至少3毫米未剥离的绝缘导线。高压电极在沿导线方向有足够的厚度，该厚度优选为约30-150毫米，以便承受工频电弧的多次烧灼。此外，高压电极的本体和压块可以有不同的形状和尺寸，图4-图6所示为另一种形状的高压电极压块和本体。与上述对图2和图3的描述基本一致，但其中的高压电极包括图5中所示的高压电极压块和包括图4中所示的本体下半部分和图6中所示的本体上半部分的高压电极本体。为了避免重复，在此省略对其的详细描述。现在参考图7a和7b，其分别是本技术复合支柱绝缘子的立式高压电极的两种形式的绝缘防护罩。其中图7a为搭接扣式，图7b为插板式。绝缘防护罩1安装于高压电极的外部，起到绝缘防护作用，其可采用有机复合材料制造，具有良好的阻燃性能、耐候性能和绝缘性能。绝缘防护罩1的外形和尺寸亦可有别的选择。在安装时，使得绝缘防护罩1的内腔与高压电极之间可保留大约2-60毫米的间隙，绝缘防护罩1的底沿与高压电极的底沿基本平齐，误差范围不超过正负10毫米，绝缘防护罩1的底部不能密封。以上描述了本技术复合支柱绝缘子的具体结构，下面通过试验数据，进一步说明本技术复合支柱绝本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于防止架空绝缘导线雷击断线的复合支柱绝缘子，其特征在于包括：高压电极（４，５），通过剥离绝缘导线（２）的绝缘层的方式与绝缘导线内部的金属导体紧密电联接，用于定位雷电闪络路径和固定工频电弧烧灼点；绝缘支柱组件（３，７，６ ），其一端固定高压电极，另一端接地；以及绝缘防护罩（１），固定在高压电极外面用于绝缘和限弧，绝缘防护罩内腔与高压电极之间留有间隙。

【技术特征摘要】
1.一种用于防止架空绝缘导线雷击断线的复合支柱绝缘子，其特征在于包括高压电极(4，5)，通过剥离绝缘导线(2)的绝缘层的方式与绝缘导线内部的金属导体紧密电联接，用于定位雷电闪络路径和固定工频电弧烧灼点；绝缘支柱组件(3，7，6)，其一端固定高压电极，另一端接地；以及绝缘防护罩(1)，固定在高压电极外面用于绝缘和限弧，绝缘防护罩内腔与高压电极之间留有间隙。2.如权利要求1所述的复合支柱绝缘子，其特征在于，所述高压电极进一步包括高压电极压块(4)和高压电极本体(5)，在压块和本体与剥离的绝缘导线相接触的表面上，分别设有固定导线的凹槽(8)，其中所述凹槽的中部为小槽，两端是大槽，小槽截面底部的圆弧半径(RA)与剥离的裸导线的半径相匹配，而大槽截面底部的圆弧半径(RB)与未剥离的绝缘导线的半径相匹配，小槽的长度(H2)小于导线的剥离长度，整个凹槽的长度大于导线剥离的长度。3...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈维江，梁玉，孙昭英，尹彬，李向阳，杨春雷，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，山东鲁能银光电力设备有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]