本发明涉及电力系统绝缘与过电压防护技术和装备制造技术领域，具体涉及一种环形阀片结构的加强型防雷绝缘支柱。
背景技术：
电力系统中的发电厂升压站和电网变电站中使用了大量绝缘支柱，用于支撑带电的导体以便使带电导体与接地体和带电导体相间保持足够的电气安全距离，目前常用的绝缘支柱有瓷绝缘子支柱和合成绝缘支柱，户外瓷绝缘子支柱为提高防污闪水平，通常在绝缘子表明涂刷防污闪涂料，且重量大、瓷裙易崩瓷、抗冲击能力较差，安装和运行维护的工作量大；后者重量轻、具备较高的防污闪能力，安装运维方便，但不具备泄放雷电流的能力。另外，为防止雷电过电压事故，变电站内的母线和进出线上也需要安装大量的金属氧化物避雷器，现行结构的合成绝缘避雷器因为结构密封问题存在密封不良和阀片老化问题，导致避雷器在运行中损坏，甚至发生绝缘事故。绝缘支柱和金属氧化物避雷器作为重要变电装置，对于变电设备安全运行和供电可靠性影响大，其绝缘性能和机械强度等质量质量指标有待于进一步提高。
目前常规高压绝缘支柱和金属氧化物避雷器只能采取独立的安装方式。如：变电站母线上使用的绝缘支柱用于支撑管型母线，实现与架构和相间的绝缘，然后通过引线与安装在地面架构上金属氧化物避雷器连接，用以保护母线免受雷电过电压侵击；架空线路的进线导体也必须通过绝缘支柱给以支撑和固定，以保持与大地及相间的电气安全距离，防止风偏、机械应力等造成的电气距离不足和机械应力过大损坏其它设备。现行结构的金属氧化物避雷器由于结构缺陷不具备承力功能，变电站内绝缘支柱和避雷器必须同时分别装设，以分别发挥受力和防雷功能，这种模式势必增加相应配套设备和空间占地面积，电气距离增大也不利于避雷器防雷功能的发挥，需要探索一种安全可靠组合装置。
技术实现要素：
为了解决上述技术问题中的不足，本发明的目的在于：提供一种环形阀片结构的加强型防雷绝缘支柱，既保证其电气绝缘水平、机械强度，又有良好的防雷效果，能够提高装置自身的可靠性，能够避免雷击时的雷电过电压沿架空线路侵入变电站而引起变电设备损坏，减少因绝缘击穿而损坏设备而带来的一系列经济损失。
本发明为解决其技术问题所采用的技术方案为：
所述环形阀片结构的加强型防雷绝缘支柱，包括环氧树脂芯棒和绝缘筒，绝缘筒套装在环氧树脂芯棒的外侧，绝缘筒的上端设置上部固定法兰，绝缘筒的下端设置下部固定法兰，环氧树脂芯棒与绝缘筒之间设置环形金属氧化物阀片组，环氧树脂芯棒、环形金属氧化物阀片组以及绝缘筒依次套装，灌注密封，无缝设置，绝缘筒的外部套设硅橡胶护套，硅橡胶护套上设置伞裙。
优选地，金属氧化物阀片组为圆筒状结构，由多片金属氧化物阀片套装层叠而成，具有优良的非线性电阻特征，即正常系统运行电压下是一个绝缘体，导通电流为微安级，当雷电过电压下为纳秒级时变成导体，可通过数十千安幅值的雷电流，环形柱状结构有利于提高高幅值电流下的散热能力，提高了单位面积阀片的通流能力，上端的圆柱形金属氧化物阀片与上部固定法兰相连接，下端的圆柱形金属氧化物阀片与下部固定法兰相连接，具体的采用固封套装结构紧密相连接，保证雷电流泄流回路畅通，并采用灌注密封工艺保证装置的整体密封性能和绝缘性能，防止环形金属氧化物阀片在运行电压下老化的问题，保证装置自身运行的可靠性。
优选地，绝缘筒为玻璃钢绝缘筒或高强环氧树脂绝缘筒，绝缘筒为中空环形结构，内外表面光滑，管壁厚薄均匀，具有良好的机械性能和介电性能，筒体长度和电气绝缘水平与环氧树脂芯棒相适应，能够承受对应电压等级的正常运行电压和各种过电压，承力能力和机械强度满足使用地点各种受力需求，和环氧树脂芯棒共同承受相应的机械力。
优选地，硅橡胶护套以及伞裙通过粘合剂粘接套装在绝缘筒的外表面，形成装置的外绝缘，用于加强外部绝缘，增大爬电距离，提高防污闪能力，在结构上具有加强密封的功能。
优选地，上部固定法兰和下部固定法兰上均开设螺孔，主要作用是连接和固定，也起到密封的作用，下部固定法兰与设备基础连接，通过螺栓固定；上部固定法兰带有固定端子，用于固定和连接变电站内的金属导体，构成雷电流泄放通道，并保持带电金属导体与接地或与其它带电体之间的电气距离。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明实现了常规绝缘支柱的绝缘、支撑与金属氧化物避雷器的防雷功能一体化结构，双重承力的机构设计和灌注密封工艺，提高了装置使用中的机械强度和密封性能，既能保障绝缘水平；又因为散热结构改善，提高了环形金属氧化物阀片的通流能力，有良好的防雷效果；可在户外变电站母线或进线等位置使用，一体化结构既能够节约场地空间，便于电气设备之间的紧凑布置，又能节省单独安装避雷器或金属氧化物避雷器所必须的基础、杆塔和导引线及其连接金具等，减少了设备安装和运维工作量，有效提高了变电站防雷水平，有利于提高供电的可靠性，减少因绝缘击穿而损坏设备带来的一系列经济损失。
环形金属氧化物阀片采用多柱套装层叠结构，固封在环氧树脂芯棒和玻璃钢绝缘筒之间，具有密封方面明显的结构优势，瞬间散热能力提高，且同质量环形直径较圆柱直径大，有利于电场分布更加均匀和单个环形金属氧化物阀片性能的发挥，吸收过电压和通流能力更加优越，上、下部固定法兰与金属氧化物阀片组采用固封套装结构紧密相连接，保证雷电流泄流回路畅通，并能提高装置的整体绝缘性能，也可有效解决金属氧化物阀片运行电压下老化问题。
采用的环氧树脂芯棒或玻璃钢绝缘筒易于制造，装配成型性好，环氧树脂或玻璃钢绝缘管自身具有高机械抗冲击性能，韧性好、机械强度高，耐电腐蚀、抗老化性，介电性能好，与采用的硅橡胶、固定法兰金属等材料兼容性好，抗电、热、机械老化和使用寿命长，硅橡胶护套及其伞裙弹性好，便于制造和套装，具有很好的憎水性和憎水迁移性，防污闪、耐电蚀性强等特点。
本装置比瓷高压绝缘支柱重量轻，独有的一体化结构，使装置安装运行的综合造价低廉，环形圆柱结构的金属氧化物阀片组场强分布均匀，散热能力好，使其耐重复动作能力强，通流能力强，使变电设备承受的雷电过电压的残压更低，安全性能更高。
附图说明
图1本发明的结构示意图。
图中：1、螺孔；2、上部固定法兰；3、环氧树脂芯棒；4、环形金属氧化物阀片组；5、环形金属氧化物阀片；6、绝缘筒；7、硅橡胶护套；8、伞裙；9、下部固定法兰。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例做进一步描述：
实施例1
如图1所示，本发明所述环形阀片结构的加强型防雷绝缘支柱，包括环氧树脂芯棒3和绝缘筒6，环氧树脂芯棒3为高强环氧玻璃纤维构成，具有良好的机械性能和介电性能，是绝缘支柱的重要承力部件，能够承受对应电压等级的正常运行电压和各种过电压，绝缘筒6套装在环氧树脂芯棒3的外侧，绝缘筒6的上端设置上部固定法兰2，绝缘筒6的下端设置下部固定法兰9，环氧树脂芯棒3与绝缘筒6之间设置环形金属氧化物阀片组4，环氧树脂芯棒3、环形金属氧化物阀片组4以及绝缘筒6依次套装，灌注密封，无缝设置，绝缘筒6的外部套设硅橡胶护套7，硅橡胶护套7上设置伞裙8，硅橡胶护套7以及伞裙8通过粘合剂粘接套装在绝缘筒6的外表面，形成装置的外绝缘，用于加强外部绝缘，增大爬电距离，提高防污闪能力，在结构上具有加强密封的功能。
其中，金属氧化物阀片组为圆筒状结构，由多片金属氧化物阀片套装层叠而成，具有优良的非线性电阻特征，即正常系统运行电压下是一个绝缘体，导通电流为微安级，当雷电过电压下为纳秒级时变成导体，可通过数十千安幅值的雷电流，环形柱状结构有利于提高高幅值电流下的散热能力，提高了单位面积阀片的通流能力，上端的圆柱形金属氧化物阀片与上部固定法兰2相连接，下端的圆柱形金属氧化物阀片与下部固定法兰9相连接，具体的采用固封套装结构紧密相连接，保证雷电流泄流回路畅通，并采用灌注密封工艺保证装置的整体密封性能和绝缘性能，防止环形金属氧化物阀片5在运行电压下老化的问题，保证装置自身运行的可靠性。
绝缘筒6为玻璃钢绝缘筒或高强环氧树脂绝缘筒，绝缘筒6为中空环形结构，内外表面光滑，管壁厚薄均匀，具有良好的机械性能和介电性能，筒体长度和电气绝缘水平与环氧树脂芯棒3相适应，能够承受对应电压等级的正常运行电压和各种过电压，承力能力和机械强度满足使用地点各种受力需求，和环氧树脂芯棒3共同承受相应的机械力。
另外，上部固定法兰2和下部固定法兰9上均开设螺孔1，主要作用是连接和固定，也起到密封的作用，下部固定法兰9与设备基础连接，通过螺栓固定；上部固定法兰2带有固定端子，用于固定和连接变电站内的金属导体，构成雷电流泄放通道，并保持带电金属导体与接地或与其它带电体之间的电气距离。
本发明的工作原理以及具体工作过程：
本发明结构上采用依靠中央部位的环氧树脂芯棒3和外圆部位的玻璃钢绝缘筒6双重承力的结构设计，以提高装置的机械性能；环形柱状结构的金属氧化物阀片组外圆和内圆的横向散热面积较常规柱状结构的散热面积增大，轴向场强分布均匀，有利于提高金属氧化物阀片的通流容量；又由于金属氧化物阀片本身具有良好的非线性特征，在系统正常运行电压下，金属氧化物阀片组泄漏电流仅为微安级，呈现良好的绝缘状态，一旦雷电过电压波沿架空线路入侵，金属氧化物阀片组在纳秒级时刻即呈现导通状态，雷电流通过下部固定法兰9及其接地装置将雷电流经接地网泄入大地，雷电波结束立即恢复至绝缘状态，起到了普通绝缘支柱和避雷器的双重功能。由于一体化结构使金属氧化物避雷器与被保护设备的电气距离缩短，更加有利于降低施加到被保护设备上的雷电过电压幅值，提高了防雷效能。
以上所述，仅是本发明的较佳实施案例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。