[发明专利]高压绝缘体和使用所述绝缘体的高压电力线

说明书

技术领域

本发明涉及一种高压绝缘体，其可用于保护电厂或高空电力线和电力网络中的高压导体。本发明还涉及一种使用这种绝缘体的高压电力线(HEPL)。

背景技术

已知的高压支撑绝缘体包括绝缘肋式芯(特别是由陶瓷制成的)，该绝缘肋式芯具有脊部以及在其端部具有用于将绝缘体固定到高压导体和支撑结构上的金属凸缘(参考High voltage techniques.Ed.D.V.Razevig，Moscow，″Energiya″Publishing House，1976，p.78)。

现有技术的绝缘体的缺点包括在雷电过电压的情况下，金属凸缘之间的空气间隙会出现闪络，然后在施加到高压导体上的操作频率电压的影响下，闪络会转换为操作频率的电弧，从而可能破坏绝缘体。

还已知一种用于保护上述绝缘体不出现这样的电弧的技术方案。该方案包括利用所谓的保护间隙(见“High voltage techniques”.Ed.D.V.Razevig，Moscow，″Energiya″Publishing House，1976，p.287)，所述保护间隙利用金属棒形成，金属棒与绝缘体以并联方式电连接，且在棒之间形成火花放电空气间隙。每个火花放电间隙的长度小于沿绝缘体表面的泄露路径，且小于空气间的闪络的长度。因此，在过电压的情况下，不是跨越绝缘体形成闪络，而是跨越棒之间的空气间隙形成闪络，从而操作频率的电弧在棒之间燃烧，而不跨越绝缘体表面。利用这种保护间隙的绝缘体的缺点包括跨越间隙的闪络导致连接电网的短路的事实，因此必须紧急关闭包含特定绝缘体的高压电厂。

还已知一种包括两个绝缘体的绝缘体串，其中两个绝缘体在其金属连接端上固定有作为防止电弧形成的保护装置的棒。与上述绝缘体相反，这种绝缘体串在绝缘体之间额外地包括固定到链条形式的金属链上的第三中间棒电极(例如见美国专利No.4,665,460，H01T004/02，1987)。因此，在这种绝缘串中，代替单一的火花放电空气间隙，形成两个这样的间隙。这一特征能够在某种程度上增强配备有电弧保护棒的绝缘体串的灭弧能力，并在单相对地短路的情况下，保证适度的持续电流(几十安培的数量级)的灭弧。但是该设备不能对超过100A的电流灭弧，在雷电过电压情况下，对于两相对地短路或三相对地短路通常会出现这种电流。

从技术观点看，与本发明最接近的现有技术是具有圆柱绝缘芯和螺旋脊部的绝缘体。在绝缘芯的端部，固定第一金属电极和第二金属电极，而在绝缘芯的内部设置引导电极。电极具有位于圆柱体的中心部分中的金属凸起，该凸起露出到绝缘芯的表面并作为中间电极(参考俄国专利No.2107963，H01B17/14，1998)。在这样的绝缘体中出现雷电过电压的情况下，跨越圆柱绝缘芯、沿着从所述第一金属电极通过中间电极至所述第二金属电极的螺旋路径形成放电。由于闪络路径的长度增大，因此操作频率电压不形成电弧，因此包含该绝缘体的电厂继续工作而不会关闭。从而除了其主要功能之外，这样的绝缘体还提供避雷功能，即作为避雷器。

但是，由于在严重的大气污染和/或潮气聚集的情况下，以及在高过电压(超过200kV)的情况下，放电不是沿着长螺旋路径而是沿着最短轨迹形成，从而在脊部之间形成空气间隙击穿，因此现有技术的绝缘体作为避雷器的效果有限。在这种情况下，绝缘体失去其作为避雷器的功能，因为与传统的绝缘体相同，该绝缘体中的闪络转换为电弧。此外，位于绝缘芯的中心部分中的金属凸起缩短了泄露路径，因此减小了该绝缘体的允许电压。因此，其作为绝缘体的效果也有限。

还已知利用高压绝缘体(用于将导体固定到例如塔或杆的支撑物上)和用于保护这样的绝缘体的避雷器(例如参考已转让给本发明的申请人的俄国专利No.2248079，H02H9/06，2005)的组合的各种HEPL。特别地，已知包括避雷器的HEPL，其被配置为不同的冲击避雷器并且并联到绝缘体(例如见US 5,283,709，H02H001/00，1994，和RU2002126810，H02H9/06，2004)。

对于与所提出的技术方案最接近的现有技术，可以说明的HEPL公开在俄国专利No.2096882，H02G7/00，1997中(已转让给本发明的申请人)。现有技术的HEPL包括支撑物、通过金属固定设备固定到支撑物的绝缘体、操作在高压下的至少一个导体，其中导体通过耦合装置连接到绝缘体，用于保护绝缘体免受雷电过电压的装置，所述装置被配置为冲击避雷器。