具有非线性防污闪结构的复合绝缘子的制作方法

本发明涉及电力设备技术领域，特别是一种具有非线性防污闪结构的复合绝缘子。

背景技术：

复合绝缘子作为高压输电设备的重要组成部分，相较于传统瓷套式绝缘子，由于其优异的耐污闪性能越来越广泛地应用到输电线路中，特别是特高压输电线路（指±800千伏及以上的直流电和1000千伏及以上交流电的电压等级输送电能），目前基本上是采用复合绝缘子。

现有的一种复合绝缘子的结构如图1所示，包括端部金具球窝1、芯棒2、硅橡胶伞群和护套4以及端部金具球头5；其中，芯棒2由玻璃纤维引拔棒制成，用于起到支撑与绝缘作用，该芯棒上下端分别安装所述端部金具球窝1和端部金具球头5，该端部金具球窝1和端部金具球头5分别与低压端与高压端连接；硅橡胶伞群和护套4包裹在所述芯棒2外侧。

然而，研究表明，复合绝缘子表面在长年的户外运行中，不可避免会变脏、落灰，即会逐渐积聚一层污秽层，在潮湿天气下，污秽层受潮成为覆盖在绝缘子表面的导电层，最终引发局部电弧并发展成沿面闪络。与此同时，非线性电介质的应用也得到了大力发展。非线性电介质是指电导率或相对介电常数随电场强度改变而变化的绝缘介质，其突出优点是在交（或直）流电场下能自行均化电场分布，且不明显降低绝缘结构性能，有“智慧绝缘材料”之称，最为典型的应用是电力系统避雷器中的氧化锌压敏陶瓷。

针对复合绝缘子污闪问题常规的防污闪措施增加爬距、加强打扫和采用涂料等方法，耗费人力和材料，使成本增加。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决上述问题，设计了一种具有非线性防污闪结构的复合绝缘子。具体设计方案为：

一种具有非线性防污闪结构的复合绝缘子，适用于交流电力系统，包括芯棒，所述芯棒的一端安装有端部金具球窝，所述芯棒的另一端安装有端部金具球头，所述芯棒的外侧套有非线性防污闪层，所述非线性防污闪层的外侧套有带有护套的硅橡胶伞群，所述具有非线性电导防污闪层为非线性电导材料，所述非线性电导材料包括氧化锌陶瓷粉体颗粒、硅橡胶。

所述端部金具球窝、端部金具球头分别为低压连接端、高压连接端，所述非线性防污闪层通过所述端部金具球窝、端部金具球头与高压端、低压端连接。

所述氧化锌陶瓷粉体颗粒大小为10μm-200μm，所述所述氧化锌陶瓷粉体颗粒与硅橡胶的体积分数比为20%-60%：40%-80%。

通过本发明的上述技术方案得到的具有非线性防污闪结构的复合绝缘子，其有益效果是：

采用非线性防污闪结构的绝缘子，，将非线性电导复合材料引入复合绝缘子中，用于均匀复合绝缘子沿芯棒方向的场强分布。不仅可以使干区处场强下降，抑制污闪发生，同时替代了人工和涂料等，降低了成本。

附图说明

图1是本发明所述具有非线性防污闪结构的复合绝缘子的结构示意图；

图中，1、端部金具球窝；2、芯棒；3、非线性防污闪层；4、硅橡胶伞群和护套；5、端部金具球头。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行具体描述。

图1是本发明所述具有非线性防污闪结构的复合绝缘子的结构示意图，如图1所示，包括端部金具球窝1、芯棒2、硅橡胶伞群和护套4以及端部金具球头5；芯棒2由玻璃纤维引拔棒制成，用于起到支撑与绝缘作用，该芯棒上下端分别与所述端部金具球窝1和端部金具球头5相固连，该端部金具球窝1和端部金具球头5分别与低压端与高压端连接；硅橡胶伞群和护套4包裹在所述芯棒2外侧；在芯棒2与硅橡胶伞群和护套4之间还设有上非线性防污闪层3；所述非线性防污闪层由氧化锌陶瓷粉体颗粒与硅橡胶复合而成的非线性电导材料制成（可采用本领的常规制备工艺制得）。

所述非线性防污闪层3连接复合绝缘子端部金具球窝1与端部金具球头5。

所述非线性防污闪层3，其中非线性电导复合材料阀值场强由绝缘子应用电压等级决定。

所述非线性电导复合材料，其阀值场强通过调整氧化锌陶瓷粉体颗粒大小和体积分数决定。

所述氧化锌陶瓷粉体颗粒大小为10-200μm之间，占非线性电导材料均压层的体积分数比为20%-60%。

实施例1

本实施例复合绝缘子应用在交流电压等级为220kv的电力系统中，所述非线性电导复合材料中氧化锌陶瓷粉体颗粒大小为100-120μm，占非线性电导材料均压层的体积分数比为45%。

实施例2

本实施例复合绝缘子应用在交流电压等级为500kv的电力系统中，所述非线性电导复合材料中氧化锌陶瓷粉体颗粒大小为50-70μm，占非线性电导材料均压层的体积分数比为40%。

实施例3

本实施例复合绝缘子应用在交流电压等级为1000kv的电力系统中，所述非线性电导复合材料中氧化锌陶瓷粉体颗粒大小为10-30μm，占非线性电导材料均压层的体积分数比为30%。

上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
一种具有非线性防污闪结构的复合绝缘子，适用于交流电力系统，包括芯棒，所述芯棒的一端安装有端部金具球窝，所述芯棒的另一端安装有端部金具球头，所述芯棒的外侧套有非线性防污闪层，所述非线性防污闪层的外侧套有带有护套的硅橡胶伞群，所述具有非线性电导防污闪层为非线性电导材料，所述非线性电导材料包括氧化锌陶瓷粉体颗粒、硅橡胶。其有益效果是：采用非线性防污闪结构的绝缘子，将非线性电导复合材料引入复合绝缘子中，用于均匀复合绝缘子沿芯棒方向的场强分布。不仅可以使干区处场强下降，抑制污闪发生，同时替代了人工和涂料等，降低了成本。

技术研发人员：胡军;何金良;赵孝磊;杨霄;李琦;张波;薛渊牧;徐志磊;李欣欣;韩世建;陈殿龙;孙浩
受保护的技术使用者：清华大学;江东金具设备有限公司
技术研发日：2019.01.09
技术公布日：2019.06.14