[发明专利]超特高压耐张复合绝缘子伞形结构

说明书

技术领域

本发明涉及超特高压架空输电线路外绝缘技术装备技术领域，尤其是一种超特高压耐张复合绝缘子伞形结构。

背景技术

绝缘子是影响架空输电线路安全性的关键外绝缘器件之一，复合绝缘子经过近四十年的发展, 技术已日趋成熟。复合绝缘子因其重量轻、机械强度高、耐污闪性能好、运行维护方便等优点在电力系统中得到了广泛应用。目前,已有超过200 万支运行在全国各地的输电线路上。

复合绝缘子的伞裙主要用来提供必要的爬电距离和保护芯棒不受气候的影响。但是，复合绝缘子的闪络电压受到很多因素的影响，例如气压、污秽度(盐密、灰密)、湿度、覆冰情况等因素的综合影响。同时，伞裙还会影响到复合绝缘子附近的电场分布。尤其在超特高压线路中，复合绝缘子的伞形组合能否有效降低污秽闪络电压，是关系到架空输电线路安全性的重要因素之一，也是伞形优化设计的目的。

目前中国对绝缘子使用思路仍停留在“直线用复合化，耐张串用瓷、玻璃”的设计理念上，由于耐张串使用瓷和玻璃绝缘子，存在调爬时工作较复杂，除了过多增加绝缘子片数，还需调整导线弧垂、考虑铁塔受力等，并且耐张串防污闪能力的不足已日益显现，同时耐张串使用瓷绝缘子还需定期检测零值及清扫，维护成本较高。

现阶段在220kV及以上输电线路上使用复合绝缘子耐张串较为普遍，在超高压、特高压输电线路使用耐张串还处于小范围的研究试用阶段，目前耐张串所使用的复合绝缘子在原材料、结构形式基本上与悬垂串复合绝缘子是通用的。超特高压指的是220kV以上电压等级，在中国一般地，指交流750kV、1000kV和直流500kV、800kV、1100kV。中国超特高压输电线路的交流USCD一般都落在SPS的d级，直流落在e级，即工程的爬电距离要求较高。一般交流的CF系数一般在3.6左右，直流的CF系数一般在3.8以上。

目前复合绝缘子的IEC标准和国家标准中，只提供了悬垂串用复合绝缘子的伞形结构的基本要求作为参考，对耐张串用复合绝缘子的伞形研究很少。国内外在耐张复合绝缘子伞形上的研究也比较少。

但是，架空输电线路的耐张串由于安装方式与悬垂串不同，绝缘伞套积污方式、电场分布特性、风场受力特性均与悬垂串不同。由于耐张串的安装方式为水平安装，伞套的正反面与悬垂串相比，都很容易积污；超高压、特高压输电线路上专用的复合耐张绝缘子，除了要满足输电线路的要求，还应具有安装施工简便、能承受安装踩踏等功能。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出一种超特高压耐张复合绝缘子伞形结构，满足超特高压架空输电线路耐张串的使用要求。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：一种超特高压耐张复合绝缘子伞形结构，包括芯棒、护套、若干直径相等的大伞裙及若干直径相等的小伞裙，所述大伞裙与小伞裙交替排列在所述护套外表层上，所述护套的外表层上设有若干个更小的伞伸出的棱褶。

进一步地，所述大伞裙与小伞裙均为左右对称式伞形结构。

进一步地，所述大伞裙直径为148.75～201.25 mm，小伞裙直径为123.25～166.75 mm ，伞间距（即一组伞裙之间轴向的距离）为 59.5～80.5mm，最小伞间距（即相邻两片伞裙之间的轴向距离）为29.75～40.25 mm，大伞裙的伞伸出（即护套外表面至大伞裙边缘的径向尺寸）为53.12～71.88mm，小伞裙的伞伸出（即护套外表面至小伞裙边缘的径向尺寸）为41.22～55.78mm，上伞倾角（即护套表面与伞裙的低压端表面的在同一平面内的所夹夹角与下伞倾角（即护套表面与伞裙的高压端表面的在同一平面内的所夹夹角）均为78.8°～106.6°，伞根部倒角半径（即伞根部倒角指的是伞裙与护套之间的圆半径）为 6.8～9.2 mm；棱褶的伞伸出为3～5 mm；该伞形结构的长度为165.75～224.25 mm。

进一步地，所述大伞裙与小伞裙的伞裙夹角均为4.5°～6.1°，大伞裙的伞裙根部厚度为7.41～10.03 mm，大伞裙的伞裙边缘厚度为4.04～5.46mm。

进一步地，所述护套的厚度为5.1～6.9 mm。

进一步地，所述大伞裙直径为175 mm，小伞裙直径为145 mm，伞间距为70 mm，最小伞间距为35 mm，大伞裙的伞伸出为61 mm，小伞裙的伞伸出为46 mm，上伞倾角与下伞倾角均为92.7°，伞根部倒角半径为8 mm；棱褶的伞伸出为4 mm；该伞形结构的长度为195 mm。

进一步地，所述大伞裙与小伞裙的伞裙夹角为5.3°，护套的厚度为6.5mm。