一種耐雷電沖擊棒狀懸式復(fù)合絕緣子的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及一種耐雷電沖擊棒狀懸式復(fù)合絕緣子，屬于絕緣設(shè)備結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng) 域。
【背景技術(shù)】
[0002] 電氣化鐵路接觸網(wǎng)工作的額定電壓為25kV，系統(tǒng)最高工作電壓為27.5kV。在接觸 網(wǎng)附近發(fā)生雷電時(shí)，接觸網(wǎng)會(huì)出現(xiàn)大大超過(guò)27.5kV的大氣過(guò)電壓。運(yùn)種很高的過(guò)電壓會(huì)使 絕緣子閃絡(luò)或擊穿而引發(fā)事故，對(duì)接觸網(wǎng)設(shè)備造成危害。大氣過(guò)電壓可分為感應(yīng)雷過(guò)電壓 及直擊雷過(guò)電壓。感應(yīng)雷過(guò)電壓是由于電磁場(chǎng)的劇烈變化，電磁禪合而產(chǎn)生的，而直擊雷過(guò) 電壓則是由于流經(jīng)被擊物很大的雷電流所造成的。感應(yīng)雷過(guò)電壓一般不會(huì)超過(guò)500kV，故對(duì) 35kV及W下電壓等級(jí)的絕緣子危害最大。事實(shí)證明，多年來(lái)，上海巧行供電所及其它地區(qū) 35kV線路上絕緣子遭雷擊的次數(shù)多達(dá)40多次。電氣化鐵路接觸網(wǎng)上廣州供電段所轄線路、 廣深客專所轄線路、南寧鐵路局高鐵科所轄線路上，瓷絕緣子和復(fù)合絕緣子也多次遭雷電 沖擊，特別是南廣線黎-梧段于2014年春季超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)及強(qiáng)對(duì)流天氣情況下，短時(shí)內(nèi)連續(xù)發(fā)生 54起雷電沖擊，絕緣子傘裙擊穿、放電燒傷19處，承力索絞線多股燒斷。雷電沖擊對(duì)接觸網(wǎng) 的危害引起了相關(guān)鐵路部口的高度關(guān)切與重視，防止雷電災(zāi)害，提高接觸網(wǎng)重要部件的耐 雷水平，確保鐵路運(yùn)輸安全迫在眉睫。
[0003] 目前我國(guó)電氣化鐵路接觸網(wǎng)所使用的復(fù)合絕緣子是在高壓輸變電線路上所使用 類似電壓等級(jí)復(fù)合絕緣子的基礎(chǔ)上根據(jù)鐵標(biāo)TB/T3199.2-2008電氣化鐵路接觸網(wǎng)用絕緣子 第二部分:棒形復(fù)合絕緣子的要求設(shè)計(jì)制造的，耐雷水平不高。且針對(duì)電氣化鐵路接觸網(wǎng)結(jié) 構(gòu)復(fù)雜、金屬網(wǎng)件多、電磁場(chǎng)強(qiáng)度高、鐵路沿線樹(shù)木等植被茂密、向陽(yáng)坡面多、隧道多等情 況，雷電沖擊的概率遠(yuǎn)大于其他高壓線路的實(shí)際情況，針對(duì)性研發(fā)耐雷水平較高的復(fù)合絕 緣子意義重大。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004] 本實(shí)用新型為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種結(jié)構(gòu)合理、安裝方便且耐 雷水平高的電氣化鐵路接觸網(wǎng)用耐雷電沖擊棒狀懸式復(fù)合絕緣子。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的解決方案是:一種耐雷電沖擊棒狀懸式復(fù)合絕緣 子，包括忍棒、第一護(hù)套、設(shè)在護(hù)套上的傘裙、高壓端金具、接地端金具W及至少一個(gè)第一應(yīng) 力錐或第一應(yīng)力錐組，所述第一應(yīng)力錐或第一應(yīng)力錐組設(shè)置在高壓端金具和/或接地端金 具與忍棒連接處，所述第一應(yīng)力錐組由兩個(gè)錐底貼合的第一應(yīng)力錐組合而成。絕緣子端部 金具是整個(gè)絕緣子最為關(guān)鍵的部位，如果雷電過(guò)電壓沖擊損壞運(yùn)個(gè)部位，第一護(hù)套可能會(huì) 被燒傷、開(kāi)裂造成忍棒裸露，而忍棒燒傷受損后會(huì)形成炭化路經(jīng)，運(yùn)種炭化路徑是不可逆 的，隨著炭化路徑的不斷延伸，將導(dǎo)致忍棒脆斷而引發(fā)事故。設(shè)置對(duì)應(yīng)的外絕緣應(yīng)力錐后， 如雷電沖擊電壓作用在此處或附近時(shí)，應(yīng)力錐可分散雷電流波頭，減輕雷電流上升睹度，加 之應(yīng)力錐處加大了外絕緣的厚度，可有效保護(hù)端部金具的結(jié)構(gòu)安全，提高絕緣子的耐雷水 平和使用壽命。
[0006] 優(yōu)選的，所述耐雷電沖擊棒狀懸式復(fù)合絕緣子還包括第二護(hù)套，所述第二護(hù)套所 述第二護(hù)套包裹于應(yīng)力錐組的兩個(gè)應(yīng)力錐連接處，所述第二護(hù)套為HTV硅膠護(hù)套。肌V硅膠 護(hù)套可最大程度減少端部金具受到的雷電沖擊電壓，保護(hù)端部金具。
[0007] 我國(guó)電氣化鐵路接觸網(wǎng)系統(tǒng)最高工作電壓為27.5kV，線路復(fù)合絕緣子耐雷水平峰 值為310kV，當(dāng)雷電流大于線路耐雷水平時(shí)，會(huì)引起絕緣子表面閃絡(luò)。雷擊閃絡(luò)時(shí)間多數(shù)僅 為50s左右，線路斷路器來(lái)不及動(dòng)作，只有閃絡(luò)通道轉(zhuǎn)為工頻短路電弧時(shí)，斷路器才會(huì)跳閩。 沖擊閃絡(luò)轉(zhuǎn)為穩(wěn)定工頻電弧的概率(建弧率)與場(chǎng)強(qiáng)的關(guān)系為：
[000引
式（1-1)
[0009] 式中:η-工頻續(xù)流建弧概率
[0010]
中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)絕緣子串平均場(chǎng)強(qiáng)，單位為kv/m、其中μθ為線路 額定電壓，單位為kV; Lj為絕緣子串電弧距離，單位為m。
[00川計(jì)算（一）：
[0012] W目前生產(chǎn)的FQBSG-25/12-890JHP棒形柱式復(fù)合絕緣子和FQXSG-25/160/940皿 棒形懸式復(fù)合絕緣子與改進(jìn)后同型號(hào)復(fù)合絕緣子為例計(jì)算對(duì)比如下：（系統(tǒng)工作電壓按 27.5kV 計(jì)算）
[OOU] 例一：目前生產(chǎn)的FQBSG-25/12-890JHP絕緣子，已知電弧距離Lj = 0.68m，E = 27.5/(2 X0.68)=20.22/m，按式(1-1)計(jì)算如下：
[0014] n= (4.5X20.22-14) % =28.90%
[0015] 改進(jìn)后的同型號(hào)絕緣子，已知電弧距離Lj = 0.752m，E = 27.57^(2 X0.752) = 18.22kV/m，按式（1-1)計(jì)算如下：
[0016] n= (4.5X18.22-14) % =25.68%
[0017] 例二：目前生產(chǎn)的FQXSG-25/160-940皿絕緣子，已知電弧距離Lj = 0.72m，E = 27.5/(2X0.72)=20kV/m，按式(1-1)計(jì)算如下：
[001 引 n=(4.5X20-14)%=28.56%
[0019] 改進(jìn)后的同型號(hào)絕緣子，已知電弧距離Lj = 0.881m，E = 27.57^(2X0.881) = 15.60kV/m，按式(1-1)計(jì)算如下：
[0020] n= (4.5X15.6-14) % =21.32%
[0021] 計(jì)算結(jié)果表明改進(jìn)后絕緣子的建弧率分別降低3.22%和7.24%，有效地抑制穩(wěn)定 工頻電弧的產(chǎn)生，運(yùn)對(duì)在雷電沖擊下絕緣子的安全是十分有益的。
[0022] 計(jì)算仁）：
[0023] 高壓線路絕緣子的耐雷水平很重要的一方面是取決于絕緣子串的雷電沖擊閃絡(luò) 電壓，一般情況下絕緣子串正極性雷電沖擊閃絡(luò)電壓低于負(fù)極性，因此絕緣子的閃絡(luò)電壓 按正極性雷電沖擊閃絡(luò)電壓計(jì)算。其計(jì)算公式為：
[0024] Ul5Q = 6.：3Ld-37.5kV(peak) 式（1-2)
[00巧]式中：Ld為干閃絡(luò)距離，單位為cm。
[0026] (例一改進(jìn)后的F地SG(化)-25/12-890JHP絕緣子為例：
[0027] 據(jù)公式（1-2)知:Ul5〇 = 6.3 X 75.2-37.5 = 466.26kV(peak)再考慮到雷電沖擊耐受 電壓(Uwi)-般為閃絡(luò)電壓的90%，故有：
[002引 Uwi = 466.26 X 0.9 = 419.6kY(peak)
[0029] (例二似改進(jìn)后的F臘SG(化)-12/160-940皿絕緣子為例
[0030] 據(jù)公式（1-2)知:Ul5〇 = 6.3X88.1-37.5 = 517.53kV(peak)再考慮到雷電沖擊耐受 電壓(Uwi)-般為閃絡(luò)電壓的90%，故有：
[0031] Uwi = 517.53X0.9 = 465.77kY(peak)
[0032] 計(jì)算結(jié)果表明創(chuàng)新改進(jìn)后的絕緣子的雷電沖擊耐受電壓比TB/T3199.2-2008標(biāo)準(zhǔn) 值分別提高109.6kY和155.77kY。
[0033] 優(yōu)選的，所述耐雷電沖擊棒狀懸式復(fù)合絕緣子還包括可W均衡電壓的均壓屏蔽 環(huán)，所述均壓屏蔽環(huán)設(shè)置在高壓端和/或接地端金具上。絕緣子的電壓分布與自身的對(duì)地電 容有關(guān)，對(duì)地電容大的絕緣子電壓分布均勻，反之則不均勻。復(fù)合絕緣子的對(duì)地電容小，電 壓分布不均勻，且隨電壓升高不均勻性更加明顯，設(shè)置均勻屏蔽環(huán)后可均衡電壓，減弱平行 方向的電場(chǎng)力，利于抑制導(dǎo)電粒子沿面發(fā)展，防止閃絡(luò)。同時(shí)可減小金具處最大電場(chǎng)強(qiáng)度， 降低電場(chǎng)崎變程度，利于提高絕緣子閃絡(luò)電壓和起暈電壓，在雷電過(guò)電壓沖擊下，可吸引電 弧于自身。所述均壓屏蔽環(huán)設(shè)有抬高，環(huán)套一體，環(huán)徑平行于傘群，優(yōu)化尺寸為絕緣子大傘 直徑的70%，不影響電弧距離，不用現(xiàn)場(chǎng)安裝，電氣性能良好，并且在雷電沖擊過(guò)電壓沖擊 絕緣子時(shí)可將瞬間產(chǎn)生的高溫導(dǎo)出，保證絕緣子在運(yùn)種情況下的溫升不超過(guò)環(huán)境溫度20K， 保護(hù)絕緣子不受損傷。
[0034] 優(yōu)選的，所述耐雷電沖擊棒狀懸式復(fù)合絕緣子還包括至少一個(gè)第二應(yīng)力錐或第二 應(yīng)力錐組，所述第二應(yīng)力錐或第二應(yīng)力錐組設(shè)置在忍棒上，所述第二應(yīng)力錐組由兩個(gè)錐底 貼合的第二應(yīng)力錐組合而成，所述第二應(yīng)力錐為外絕緣應(yīng)力錐。
[00巧]有益效果：
[0036] (1)有效的保護(hù)端部金具的結(jié)構(gòu)安全，提高了絕緣子的耐雷水平和使用壽命；
[0037] (2)減少了端部金具受到的雷電沖擊電壓的力度；
[0038] (3)保證絕緣子在的溫升不超過(guò)環(huán)境溫度20K，提高了絕緣子的閃絡(luò)電壓及起暈電 壓；
[0039] (4)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，安裝方便。
【附圖說(shuō)明】
[0040] 附圖1是本實(shí)用新型耐雷電沖擊棒狀懸式復(fù)合絕緣子結(jié)構(gòu)示意圖。
[0041] 圖中：1:忍棒;2:第一護(hù)套；3:傘裙;4:均壓屏蔽環(huán)；51:高壓端金具；52:接地端金 具;6:第一應(yīng)力錐;8:第二護(hù)套;61:第二應(yīng)力錐。
【具體實(shí)施方式】
[0042] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作具體的說(shuō)明。
[0043] 具體實(shí)施例：
[0044] 本實(shí)用新型一種耐雷電沖擊復(fù)合絕緣子，包括忍棒1、第一護(hù)套2、傘裙3、均壓屏蔽 環(huán)4、高壓端金具51、接地端金具52、第一應(yīng)力錐6、第二應(yīng)力錐61及第二護(hù)套8。第一護(hù)套2位 于忍棒1的外側(cè);傘裙3設(shè)于第一護(hù)套2上;第一應(yīng)力錐6設(shè)有兩組，每組由兩個(gè)第一應(yīng)力錐6 錐底貼合組成，分別設(shè)于忍棒兩端，第二應(yīng)力錐61設(shè)有至少一組，第二應(yīng)力錐61設(shè)置在忍棒 上，每組由兩個(gè)錐底貼合的第二應(yīng)力錐組合而成，第一應(yīng)力錐6及第二應(yīng)力錐61皆為外絕緣 應(yīng)力錐;均壓屏蔽環(huán)4位于應(yīng)力錐6與高壓端金具51和/或接地端金具52之間；第二護(hù)套8為 HTV硅膠護(hù)套，設(shè)于金具外部。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種耐雷電沖擊棒狀懸式復(fù)合絕緣子，包括芯棒、第一護(hù)套、設(shè)在護(hù)套上的傘裙、高 壓端金具及接地端金具，其特征在于:還包括至少一個(gè)第一應(yīng)力錐或第一應(yīng)力錐組，所述第 一應(yīng)力錐或第一應(yīng)力錐組設(shè)置在高壓端金具和/或接地端金具與芯棒連接處，所述第一應(yīng) 力錐組由兩個(gè)錐底貼合的第一應(yīng)力錐組合而成。2. 如權(quán)利要求1所述的一種耐雷電沖擊棒狀懸式復(fù)合絕緣子，其特征在于:所述耐雷電 沖擊棒狀懸式復(fù)合絕緣子還包括第二護(hù)套，所述第二護(hù)套包裹于應(yīng)力錐組的兩個(gè)應(yīng)力錐連 接處，所述第二護(hù)套為HTV硅膠護(hù)套。3. 如權(quán)利要求1所述的一種耐雷電沖擊棒狀懸式復(fù)合絕緣子，其特征在于:還包括可以 均衡電壓的均壓屏蔽環(huán)，所述均壓屏蔽環(huán)設(shè)置在高壓端和/或接地端金具上。4. 如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的一種耐雷電沖擊棒狀懸式復(fù)合絕緣子，其特征在 于:所述耐雷電沖擊棒狀懸式復(fù)合絕緣子還包括至少一個(gè)第二應(yīng)力錐或第二應(yīng)力錐組，所 述第二應(yīng)力錐或第二應(yīng)力錐組設(shè)置在芯棒上，所述第二應(yīng)力錐組由兩個(gè)錐底貼合的第二應(yīng) 力錐組合而成，所述第二應(yīng)力錐為外絕緣應(yīng)力錐。
【專利摘要】本實(shí)用新型一種耐雷電沖擊棒狀懸式復(fù)合絕緣子，包括芯棒、第一護(hù)套、設(shè)在護(hù)套上的傘裙、高壓端金具及接地端金具，其特征在于：還包括至少一個(gè)第一應(yīng)力錐或第一應(yīng)力錐組，所述第一應(yīng)力錐或第一應(yīng)力錐組設(shè)置在高壓端金具和/或接地端金具與芯棒連接處，所述第一應(yīng)力錐組由兩個(gè)錐底貼合的第一應(yīng)力錐組合而成，所述第一應(yīng)力錐為外絕緣應(yīng)力錐。本實(shí)用新型具有以下有益效果：有效的保護(hù)端部金具的結(jié)構(gòu)安全，提高了絕緣子的耐雷水平和使用壽命；減少了端部金具受到的雷電沖擊電壓的力度；保證絕緣子在的溫升不超過(guò)環(huán)境溫度20K，提高了絕緣子的閃絡(luò)電壓及起暈電壓；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，安裝方便。
【IPC分類】H01B17/48, H01B17/04
【公開(kāi)號(hào)】CN205303080
【申請(qǐng)?zhí)枴?br>【發(fā)明人】喬培凱, 翟勝利
【申請(qǐng)人】秦皇島凱達(dá)電氣化鐵路器材有限公司, 凱達(dá)高電鐵路電氣化器材制造有限公司
【公開(kāi)日】2016年6月8日
【申請(qǐng)日】2015年8月13日