本发明涉及输配电设备绝缘组件领域，特别是一种基于非线性材料的盆式绝缘子内的均压电极。
背景技术：
气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)具有传输容量大、损耗小、安全性高以及环境友好等诸多特点，是用于大容量、长距离的电能传输的有效手段。在输电走廊密集、险要地貌、江河湖海等特殊环境下，气体绝缘金属封闭线路则成为电能输送的最好选择。目前，气体绝缘金属封闭输电线路在世界范围内虽然已经逐步得到广泛应用，然而，其主要应用于交流电网中，而在直流输电系统中GIL的应用鲜见报道。近几年，国际上已经有许多制造单位，如日本三菱、东芝、德国Siemens以及瑞士ABB等电力知名企业，都围绕直流GIL相继开展了研发工作，但均未见正式的商业运营报道。现有GIL设备中常用的盆式绝缘子结构如图1所示，由中央嵌件3和同种材质(环氧树脂，氧化铝及固化剂三者质量比为100:330:38)的绝缘区1构成顶部开敞且具有三角形横截面的结构。长期工作于高压直流环境下，由于该类盆式绝缘子存在电场法向分量，导致工作环境下表面会有电荷积聚；另外，交流GIL设备中当开关断开后，母线上也将会有一定幅值的直流电势存在，这也将使盆式绝缘子表面积聚电荷，将畸变原有电场，导致设备中的盆式绝缘子闪络电压显著降低。目前，随着我国高压直流输电工程的快速发展，对直流GIL设备的需求日益迫切，其内部绝缘件在高压直流下的表面电荷积聚特性及控制措施的研究已成为各国电力科研人员研究的热点问题之一。
近年来，针对直流GIL中盆式绝缘子表面电荷积聚问题的研究，主要集中在气固绝缘介质表面电荷的测量理论和精确测量技术、直流绝缘件表面电荷积聚特性和消散特性、表面电荷控制措施等方面。然而，目前为止，大部分相关研究仍停留在仿真分析，以及小试品小样块的改性研究，具有工业应用潜能的新型高压直流GIL盆式绝缘子的相关研究仍然鲜见报道。
技术实现要素：
本发明的目的是为了解决上述问题，设计了一种基于非线性材料的盆式绝缘子内的均压电极。具体设计方案为：
一种基于非线性材料的盆式绝缘子内的均压电极,包括中央电极、中央嵌件以及地电极，所述中央嵌件安装于两中央电极的连接处，所述中央嵌件与地电极之间通过绝缘子连接，所述绝缘子与中央嵌件之间以及中央电极外部设有非线性材料涂层。
所述非线性材料涂层采用掺杂800目SiC粉末占比20wt％的环氧树脂材料。
所述非线性材料涂层具有电阻非线性特性，即随着电场强度的增大，涂层电阻率增大，且电阻率的增大速率增加。该特性能够实现高场强下的电阻率急剧下降。
所述地电极呈桶状结构，所述中央嵌件位于所述地电极的中心处，所述绝缘子为中央贯穿所述中央嵌件的环形结构，所述绝缘子环状结构的轴向方向截面呈碗状结构。
所述绝缘子的外环嵌入所述地电极中并与所述地电极固定连接，所述中央嵌件上设有与绝缘子内环相契合的凸起，所述非线性材料涂层位于所述凸起处。
所述中央电极与中央嵌件连接处的外部具有半球状形态，所述非线性材料涂层位于所述半球状形态的外部。
通过本发明的上述技术方案得到的基于非线性材料的盆式绝缘子内的均压电极，其有益效果是：
非线性材料涂层采用特定非线性材料配方制成，该盆式绝缘子在直流环境的运行过程中，一方面，其内部的非线性材料涂层可以实现对绝缘子近电极端电场的调节；另一方面，当非线性涂层表面电场将要达到设定的电场畸变值时，可自适应地调节表面电场分布，使该区域的电场强度，从而自适应调节表面电荷在近电极端的积聚量，限制表面电荷量始终在安全范围内。
附图说明
图1是本发明所述非线性材料的盆式绝缘子内的均压电极的结构示意图；
图2是本发明所述非线性材料的盆式绝缘子内的均压电极的非线性涂层电阻率随电场强度变化的示意图；
图3是本本发明在所述中央电极处施加-300kV电压后的电场模量分布图；
图4是本本发明在所述中央电极处施加-300kV电压后的法向电场模量分布图；
图5是本本发明在所述中央电极处施加-300kV电压后的切向电场模量分布图；
图中，1、中央电极；2、地电极；3、中央嵌件；4、绝缘子；5、非线性材料涂层。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行具体描述。
图1是本发明所述非线性材料的盆式绝缘子内的均压电极的结构示意图，如图1所示，一种基于非线性材料的盆式绝缘子内的均压电极,包括中央电极1、地电极2，所述中央电极1上安装有中央嵌件3，所述中央嵌件3与地电极2之间通过绝缘子4连接，所述绝缘子4与中央电极3之间以及中央电极1外部设有非线性材料涂层5。
所述非线性材料涂层5采用掺杂800目SiC粉末占比20wt％的环氧树脂材料。
所述地电极2呈桶状结构，所述中央嵌件3位于所述地电极2的中心处，所述绝缘子4为中央贯穿所述中央嵌件3的环形结构，所述绝缘子4环状结构的轴向方向截面呈碗状结构。
所述绝缘子4的外环嵌入所述地电极2中并与所述地电极2固定连接，所述中央嵌件3上设有与绝缘子4内环相契合的凸起，所述非线性材料涂层5位于所述凸起处。
所述中央电极1与中央嵌件3连接处的外部具有半球状形态，所述非线性材料涂层5位于所述半球状形态的外部。
实施例1
图2是本发明所述非线性材料的盆式绝缘子内的均压电极的非线性涂层电阻率随电场强度变化的示意图，如图2所示，对盆式绝缘子中央嵌件表面添加非线性材料SiC改性后的环氧涂层，所述涂层具有电阻非线性特性，即随着电场强度的增大，涂层电阻率增大，且电阻率的增大速率增加。该特性能够实现高场强下的电阻率急剧下降，从而实现在高场强下的电荷泄放。
实施例2
在中央电极处施加-300kV电压，图3是本本发明在所述中央电极处施加-300kV电压后的电场模量分布图，如图3所示，未带表面涂层的嵌入式中心电极附近电场强度高达7kV/mm，而带表面涂层的嵌入式中心电极附近的电场强度降低到了2kV/mm的水平，这能够在很大程度上削弱中心电极处的放电现象，从而减少从电极注入的表面电荷。
实施例3
在中央电极处施加-300kV电压，图4是本本发明在所述中央电极处施加-300kV电压后的法向电场模量分布图；图5是本本发明在所述中央电极处施加-300kV电压后的切向电场模量分布图，如图4、图5所示，法向电场强度从6.5kV/mm降低至2kV/mm，这能够在一定程度上降低中心电极附近盆式绝缘子表面的电荷吸附现象，从而减少从空间吸附的表面电荷。切向电场基本不变，这能够保证在无电荷积聚的情况下，盆式绝缘子的沿面闪络电压不降低。
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。