两种有机外绝缘材料组合的输变电设备新型空心复合绝缘子制造技术

本发明专利技术提供了两种有机外绝缘材料组合的输变电设备新型空心复合绝缘子，空心复合绝缘子包括芯棒和伞套，芯棒由环氧玻纤材料制成，伞套包覆在芯棒的外周壁，伞套包括中心伞套段和两个分别位于中心伞套段的两端的端部伞套段，中心伞套段由中心伞套段制成，各端部伞套段均由脂环族环氧树脂，氢化双酚A环氧树脂，马来酸酐接枝的氢化苯乙烯丁二烯共聚物、聚醚醚酮中的任意一种材料或多种材料的组合制成。本发明专利技术中，高电场强度区域采用具有优异界面性能及界面耐老化性能材料的端部伞套段，低电场强度区域采用传统材料的中心伞套段，从而确保了绝缘子在高场强区域不存在任何界面，避免了现有空心复合绝缘子高场强区界面老化引发的一系列问题。系列问题。系列问题。

【技术实现步骤摘要】
两种有机外绝缘材料组合的输变电设备新型空心复合绝缘子


[0001]本专利技术涉及空心复合绝缘子领域，具体而言，涉及两种有机外绝缘材料组合的输变电设备新型空心复合绝缘子。

技术介绍

[0002]空心复合绝缘子具有优良的防污闪性能、较高的弯曲强度、优异的抗震性能、重量轻、免维护等特点。现已广泛用于交、直流输变电工程，是电网稳定运行不可或缺的重要元件。然而，传统的空心复合绝缘子由于伞套与环氧玻纤管的材质不同，不可避免的带来大面积界面区域。同时，空心复合绝缘子在运行中承受的电场并不均匀，绝缘子两端承受的电场强度往往是中间电场强度数倍。这种情况导致了空心绝缘子两端高场强区域材料的加速老化，其中绝缘子两端的硅橡胶护套与环氧玻纤材料的界面老化尤为突出，给电网的长期安全稳定运行带来极大的威胁。

技术实现思路

[0003]鉴于此，本专利技术提出了两种有机外绝缘材料组合的输变电设备新型空心复合绝缘子，旨在有效避免现有空心复合绝缘子高场强区因界面老化引发的一系列事故。
[0004]本专利技术提出了两种有机外绝缘材料组合的输变电设备新型空心复合绝缘子，空心复合绝缘子包括芯棒和伞套，芯棒由环氧玻纤材料制成，伞套包覆在芯棒的外周壁，伞套包括中心伞套段和两个分别位于中心伞套段的两端的端部伞套段，中心伞套段由硅橡胶材料制成，各端部伞套段均由脂环族环氧树脂，氢化双酚A环氧树脂，马来酸酐接枝的氢化苯乙烯丁二烯共聚物、聚醚醚酮中的任意一种材料或多种材料的组合制成。
[0005]进一步地，各端部伞套段均由脂环族环氧树脂，氢化双酚A环氧树脂的任意一种材料或两种材料的组合制成。
[0006]进一步地，各端部伞套段均通过整体注射成型工艺包覆在芯棒的外周壁。
[0007]进一步地，各端部伞套段的外周壁均具有伞裙，伞裙通过整体注射成型工艺形成。或者，各端部伞套段均通过整体注射成型工艺形成护套，伞裙由硅橡胶材料制成，伞裙连接在护套的外周壁。
[0008]进一步地，空心复合绝缘子用于500kV电压等级时，各端部伞套段的长度取值范围在0.3m
–
0.75m。
[0009]进一步地，空心复合绝缘子用于750kV电压等级时，各端部伞套段的长度取值范围在0.4m
–
1.2m。
[0010]进一步地，空心复合绝缘子用于1000kV电压等级时，各端部伞套段的长度取值范围在0.5m
–
1.5m。
[0011]本专利技术还提出了一种上述新型空心复合绝缘子的伞套段长度确定方法，包括以下步骤：根据电压等级确定空心复合绝缘子的结构参数，根据结构参数对空心复合绝缘子进行三维建模，获得三维模型。对三维模型进行有限元分析，获得空心复合绝缘子的轴向场强
分布。设定区分高场强和低场强的临界值，将高于临界值的场强区域确定为高场强区，将低于临界值的场强区域确定为低场强区。根据空心复合绝缘子的轴向场强分布、高场强区和低场强区确定空心复合绝缘子的中心伞套段和端部伞套段的长度。
[0012]进一步地，空心复合绝缘子的结构参数包括：输电线路尺寸、绝缘子结构高度、绝缘距离、均压环配置和导线尺寸。
[0013]进一步地，空心复合绝缘子的轴向场强分布为伞套轴向距离与电场强度的坐标图。根据伞套轴向距离与电场强度的坐标图，将高场强区对应的长度确定为端部伞套段的长度，将低场强区对应的长度确定为中心伞套段的长度。
[0014]本专利技术中，高电场强度区域采用具有优异界面性能及界面耐老化性能的端部伞套段，低电场强度区域采用传统材料的中心伞套段，从而确保了绝缘子在高场强区域不存在任何界面，避免了现有空心复合绝缘子高场强区界面老化引发的一系列问题，可有效提高电网运行的可靠性，减少运维负担，具有显著的社会与经济效益。
附图说明
[0015]图1为本专利技术中两种有机外绝缘材料组合的输变电设备新型空心复合绝缘子的结构示意图。
具体实施方式
[0016]以下所述是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出若干改进和修饰，这些改进和修饰也视为本专利技术的保护范围。
[0017]参阅图1，本专利技术的实施例提出了两种有机外绝缘材料组合的输变电设备新型空心复合绝缘子1，空心复合绝缘子1包括芯棒10、伞套11和法兰12。
[0018]芯棒10由环氧玻纤材料制成。
[0019]伞套11包覆在芯棒10的外周壁上，伞套11包括中心伞套段110和两个分别位于中心伞套段110的两端的端部伞套段111。
[0020]中心伞套段110由硅橡胶材料制成。
[0021]中心伞套段110均通过整体注射成型工艺包覆在芯棒10的外周壁上。中心伞套段110具有伞裙，伞裙通过上述整体注射成型工艺形成，此时，中心伞套段110上一体成型有与自身材料相同的伞裙。或者，中心伞套段110均通过整体注射成型工艺形成护套，伞裙由硅橡胶材料制成，伞裙粘接在护套的外周壁上，此时，中心伞套段110上连接有与自身材料不同的伞裙。
[0022]各端部伞套段111均由脂环族环氧树脂，氢化双酚A环氧树脂，马来酸酐接枝的氢化苯乙烯丁二烯共聚物、聚醚醚酮中的任意一种材料或多种材料的组合制成，如：可以由氢化双酚A环氧树脂制成，也可以由马来酸酐接枝的氢化苯乙烯丁二烯共聚物、聚醚醚酮两种材料的混合物制成，也可以由氢化双酚A环氧树脂，马来酸酐接枝的氢化苯乙烯丁二烯共聚物、聚醚醚酮三种材料的混合物制成。上述材料与芯棒10材料具有优异界面粘接性能与界面耐老化性能。
[0023]可选地，各端部伞套段111均由脂环族环氧树脂，氢化双酚A环氧树脂的任意一种
材料或两种材料的组合制成，当然，也可以由其他热固性树脂材料制成。
[0024]各端部伞套段111均通过整体注射成型工艺包覆在芯棒10的外周壁，可以通过自动压力凝胶机(APG)进行整体注射成型工艺。各端部伞套段111的外周壁均具有伞裙，伞裙通过整体注射成型工艺形成，此时，各端部伞套段111上均一体成型有与自身材料相同的伞裙。或者，各端部伞套段111均通过上述整体注射成型工艺形成护套，伞裙由硅橡胶材料制成，伞裙粘接在护套的外周壁上，此时，各端部伞套段111上均连接有与自身材料不同的伞裙。
[0025]各端部伞套段111的长度根据电压等级、结构高度、区分高低场强的临界值计算获得不同的取值范围。区分高低场强的临界值可以为0.5kV/cm
‑
2.0kV/cm，以1kV/cm为例，当然，具体临界值以实际工况为准，本专利技术对此不作限定。
[0026]空心复合绝缘子1用于500kV电压等级时，各端部伞套段111的长度取值范围在0.3m
–
0.75m。
[0027]空心复合绝缘子1用于750kV电压等级时，各端部伞套段111的长度取值范围在0.4m
–
1.2m。
[0028]空心复合绝缘子1用于1000kV电压等级时，各端部伞套段111的长度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.两种有机外绝缘材料组合的输变电设备新型空心复合绝缘子，其特征在于，空心复合绝缘子包括芯棒和伞套，所述芯棒由环氧玻纤材料制成，所述伞套包覆在所述芯棒的外周壁，所述伞套包括中心伞套段和两个分别位于所述中心伞套段的两端的端部伞套段，所述中心伞套段由硅橡胶材料制成，各所述端部伞套段均由脂环族环氧树脂，氢化双酚A环氧树脂，马来酸酐接枝的氢化苯乙烯丁二烯共聚物、聚醚醚酮中的任意一种材料或多种材料的组合制成。2.如权利要求1所述的两种有机外绝缘材料组合的输变电设备新型空心复合绝缘子，其特征在于，各所述端部伞套段均由脂环族环氧树脂，氢化双酚A环氧树脂的任意一种材料或两种材料的组合制成。3.如权利要求1所述的两种有机外绝缘材料组合的输变电设备新型空心复合绝缘子，其特征在于，各所述端部伞套段均通过整体注射成型工艺包覆在所述芯棒的外周壁。4.如权利要求3所述的两种有机外绝缘材料组合的输变电设备新型空心复合绝缘子，其特征在于，各所述端部伞套段的外周壁均具有伞裙，所述伞裙通过所述整体注射成型工艺形成；或者，各所述端部伞套段均通过所述整体注射成型工艺形成护套，所述伞裙由硅橡胶材料制成，所述伞裙连接在所述护套的外周壁。5.如权利要求1所述的两种有机外绝缘材料组合的输变电设备新型空心复合绝缘子，其特征在于，所述空心复合绝缘子用于500kV电压等级时，各所述端部伞套段的长度取值范围在0.3m
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0.75m。6.如权利要求1所述的两种有机外绝缘材料组合的输变电设备新型空心复合绝缘子，其特征在于，所述空心复合绝缘子用...

【专利技术属性】
技术研发人员：周军，王黎明，刘育豪，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：