一种500kV防污闪绝缘子串的制作方法

一种500kv防污闪绝缘子串
技术领域
1.本实用新型属于电力工程的技术领域，具体涉及一种500kv防污闪绝缘子串。


背景技术：

2.绝缘子是构成电厂升压站不可或缺的重要组成部分。电厂升压站中任何一串绝缘子出问题或选型设计不合适，常常会造成升压站的停电故障，对电厂的安全运行和生产造成很大的危害。目前有关电厂升压站内绝缘子选型的研究文献，非常稀少。目前国内外关于绝缘子的研究，主要集中在绝缘子的设计、制造工艺、在线检测等方面，并侧重于电网输电线路绝缘子污秽闪络的分析和研究，而关于类似空冷岛水冲洗、工业严重污秽等对电厂升压站内绝缘子影响的研究还很少


技术实现要素：

3.本实用新型的目的就是为了解决上述背景技术存在的不足，提供一种防污闪绝缘子串，电厂升压站内工业严重污秽的问题。
4.本实用新型采用的技术方案是：一种500kv防污闪绝缘子串，包括悬式绝缘子串,悬式绝缘子串上加装有防污闪辅助伞裙；悬式绝缘子串的高压端设置有大均压环；悬式绝缘子串的低压端设置有小均压环或者招弧角。
5.上述技术方案中，所述防污闪辅助伞裙包括多个，均匀间隔设置于悬式绝缘子串轴向上。
6.上述技术方案中，所述防污闪辅助伞裙上喷涂有prtv防污闪涂料。
7.上述技术方案中，悬式绝缘子串的低压端设置有小均压环时，所述大均压环的管径为60mmm。
8.上述技术方案中，所述小均压环的管径为40mmm。
9.上述技术方案中，所述防污闪辅助伞裙的直径大于悬式绝缘子串的直径。
10.上述技术方案中，悬式绝缘子串的低压端设置有招弧角时，所述大均压环的管径为90mmm。
11.本实用新型的有益效果是：
12.在常规500kv绝缘子串上加装防污闪辅助伞裙，并喷涂prtv防污闪涂料，同时在悬式绝缘子串低压端加装招弧角。招弧角又称角隙、引弧保护装置，因为招弧角的雷电冲击放电电压小于悬式绝缘子串的放电电压，所以招弧角的引弧间隙将首先引弧放电，电弧将由起弧点迅速地转移到间隙电极端头并最终引入地表，保护绝缘子串免遭击穿；当雷击杆塔发生反击时，它能快速将雷电流引向放电间隙直至电弧消失，防止绝缘子串发生闪络有损坏。在工频运行条件下，招弧角能使工频电场均匀分布，防止电晕的产生。
13.在常规500kv绝缘子串上加装防污闪辅助伞裙，并喷涂prtv防污闪涂料，同时在悬式绝缘子串低压端加装小均压环。绝缘子串金属部分与接地杆塔和带电导线之间存在杂散电容，使得绝缘子串沿面电压分布不均匀，一般来说绝缘子串中靠近导线的绝缘子电压降
最大，远离导线的绝缘子电压降逐渐减小，但靠近杆塔横担的绝缘子电压降又升高。随着电压等级不断升高，绝缘子串逐渐加长，其电压分布也越不均匀。均压环的主要作用是降低悬式绝缘子串上金具表面过高的电位梯度，减小最大场强，使电场分布趋于均匀。而绝缘子串低压端绝缘子承受电压较高且不受高压端均压环的影响，在绝缘子串电气距离允许的条件下，特提出在绝缘子串低压端加装一个小均压环，以便降低两端绝缘子上的最大电场强度。
附图说明
14.图1为本实用新型中带招弧角的500kv绝缘子串结构示意图；
15.图2为本实用新型中带小均压环500kv绝缘子串结构示意图；
16.图3为绝缘子电压分布曲线图（均压环管径40mm）；
17.图4为高压侧第1片绝缘子表面电场分布曲线图（均压环管径40mm）；
18.图5为高压侧第36片绝缘子表面电场分布曲线图（均压环管径40mm）
19.图6为绝缘子电压分布曲线图（均压环管径50mm）
20.图7为高压侧第1片绝缘子表面电场分布曲线图（均压环管径50mm）
21.图8为高压侧第36片绝缘子表面电场分布曲线图（均压环管径50mm）
22.图9为绝缘子电压分布曲线图（均压环管径60mm）
23.图10为高压侧第1片绝缘子表面电场分布曲线图（均压环管径60mm）
24.图11为高压侧第36片绝缘子表面电场分布曲线图（均压环管径60mm）
25.图12为绝缘子电压分布曲线图（均压环管径70mm）
26.图13为高压侧第1片绝缘子表面电场分布曲线图（均压环管径70mm）
27.图14为高压侧第36片绝缘子表面电场分布曲线图（均压环管径70mm）
28.图15为绝缘子电压分布曲线图（均压环管径80mm）
29.图16为高压侧第1片绝缘子表面电场分布曲线图（均压环管径80mm）
30.图17为高压侧第36片绝缘子表面电场分布曲线图（均压环管径80mm）
31.图18为绝缘子电压分布曲线图（均压环管径90mm）
32.图19为高压侧第1片绝缘子表面电场分布曲线图（均压环管径90mm）
33.图20为高压侧第36片绝缘子表面电场分布曲线图（均压环管径90mm）
34.图21为绝缘子电压分布曲线图（均压环管径100mm）
35.图22为高压侧第1片绝缘子表面电场分布曲线图（均压环管径100mm）
36.图23为高压侧第36片绝缘子表面电场分布曲线图（均压环管径100mm）
37.图24为绝缘子电压分布曲线图（大均压环管径40mm）
38.图25为高压侧第1片绝缘子表面电场分布曲线图（大均压环管径40mm）
39.图26为高压侧第36片绝缘子表面电场分布曲线图（大均压环管径40mm）
40.图27为绝缘子电压分布曲线图（大均压环管径50mm）
41.图28为高压侧第1片绝缘子表面电场分布曲线图（大均压环管径50mm）
42.图29为高压侧第36片绝缘子表面电场分布曲线图（大均压环管径50mm）
43.图30为绝缘子电压分布曲线图（大均压环管径60mm）
44.图31为高压侧第1片绝缘子表面电场分布曲线图（大均压环管径60mm）
45.图32为高压侧第36片绝缘子表面电场分布曲线图（大均压环管径60mm）
46.图33为绝缘子电压分布曲线图（大均压环管径70mm）
47.图34为高压侧第1片绝缘子表面电场分布曲线图（大均压环管径70mm）
48.图35为高压侧第36片绝缘子表面电场分布曲线图（均压环管径70mm）
49.图36为绝缘子电压分布曲线图（大均压环管径80mm）
50.图37为高压侧第1片绝缘子表面电场分布曲线图（大均压环管径80mm）
51.图38为高压侧第36片绝缘子表面电场分布曲线图（大均压环管径80mm）
52.图39为绝缘子电压分布曲线图（大均压环管径90mm）
53.图40为高压侧第1片绝缘子表面电场分布曲线图（大均压环管径90mm）
54.图41为高压侧第36片绝缘子表面电场分布曲线图（大均压环管径90mm）
55.图42为绝缘子电压分布曲线图（均压环管径100mm）
56.图43为高压侧第1片绝缘子表面电场分布曲线图（均压环管径100mm）
57.图44为高压侧第36片绝缘子表面电场分布曲线图（均压环管径100mm）
58.图45为绝缘子电压分布曲线图（大均压环管径60mm，小均压环管径32mm）
59.图46为高压侧第1片绝缘子表面电场分布曲线图（大均压环管径60mm，小均压环管径32mm）
60.图47为高压侧第36片绝缘子表面电场分布曲线图（大均压环管径60mm，小均压环管径32mm）
61.图48为绝缘子电压分布曲线图（大均压环管径60mm，小均压环管径40mm）
62.图49为高压侧第1片绝缘子表面电场分布曲线图（大均压环管径60mm，小均压环管径40mm）
63.图50为高压侧第36片绝缘子表面电场分布曲线图（大均压环管径60mm，小均压环管径40mm）
64.其中：1-悬式绝缘子串、2-防污闪涂料、3-防污闪辅助伞裙、4-大均压环、5-招弧角、6-小均压环。
具体实施方式
65.下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明，便于清楚地了解本实用新型，但它们不对本实用新型构成限定。
66.如图1所示，本实用新型提供了一种500kv防污闪绝缘子串，包括悬式绝缘子串1，所述悬式绝缘子1串沿轴向等距离分布设置有增爬伞裙，悬式绝缘子串1轴向上加装有防污闪辅助伞裙3；悬式绝缘子串1的高压端设置有大均压环4；悬式绝缘子串1的低压端设置有招弧角5。所述防污闪辅助伞裙3包括多个，均匀间隔设置于悬式绝缘子串1轴向上。所述悬式绝缘子串1上喷涂有prtv防污闪涂料2。所述防污闪辅助伞裙3的直径大于悬式绝缘子串1的直径。所述增爬伞裙实际上就是防污闪辅助伞裙3，其作用是增大爬距。
67.如图2所示，本实用新型提供了一种500kv防污闪绝缘子串，包括悬式绝缘子串1，所述悬式绝缘子串1沿轴向等距离分布设置有增爬伞裙，悬式绝缘子串1轴向上加装有防污闪辅助伞裙3；悬式绝缘子串1的高压端设置有大均压环4；悬式绝缘子串1的低压端设置有小均压环6。所述防污闪辅助伞裙3包括多个，均匀间隔设置于悬式绝缘子串1轴向上。所述悬式绝缘子串1上喷涂有prtv防污闪涂料2。所述防污闪辅助伞裙3的直径大于悬式绝缘子
串1的直径。所述增爬伞裙实际上就是防污闪辅助伞裙3，其作用是增大爬距。
68.对上述两种改进方案，本具体实施例利用电磁场仿真软件进行了数值计算。数值计算的思路为基于500kv悬垂绝缘子串典型设计图和厂家资料，忽略构架、导线对绝缘子串的影响，对两种改进型绝缘子串(xwp3-210)进行了简化建模，分别见下文相关章节。模型中xwp3-210的结构参数见表1所示。
69.表1 xwp3-210的结构参数
[0070][0071] 绝缘子串模型的电介质物理参数采用仿真软件的默认参数，详见表2所示。
[0072]
表2 绝缘子串的电介质参数材料电导率（siemens/m）相对介电常数瓷05.7上下金具20000001
[0073]
空气的相对介电常数为l。在绝缘子上部金具和大地设置电压激励为0v，下部金具设置电压激励为449.07kv，采用软件的默认剖分条件，在高压侧均压环（简称大均压环）管径尺寸在40、50、60、70、80、90、100等几种情况下对模型进行仿真。
[0074]
根据绝缘子串加招弧角模型的计算结果，如图3-23所示，对比分析可得出以下结论：
[0075]
①
绝缘子串在增加招弧角后，相比于原始模型来看，整体电位分布与电场分布情况没有发生特别变化，高压侧均压环仍为场强与电势最大之处。
[0076]
②
从绝缘子电压分布曲线图可以看出，增加招弧角与更改高压侧均压环管径后，电势分布没有发生变化，因此高压侧均压环管径大小并不影响绝缘子电势分布情况。
[0077]
③
从高压侧第1片绝缘子表面电场分布曲线图可以看出，其波形在随着均压环管径的增大，出现了波动越来越剧烈的情况，说明均压环管径会影响绝缘子表面电场均匀分布情况；随着均压环管径的增大，其电场分布的峰值出现了先增大后减小的现象，其最优管径在90mm左右。
[0078]
④
从高压侧第36片绝缘子表面电场分布曲线图可以看出，其表面电场分布随着均压环管径的增加，激增现象越明显；其表面电场峰值出现了先增大后减小的趋势，其最优管径分布于80mm~90mm之间。
[0079]
如图24-44所示，根据绝缘子串低压侧增加均压环模型的计算结果，对比分析可得出以下结论：
[0080]
①
绝缘子串在增加了低压侧均压环后，相比于原始模型来看，整体电位分布情况没有发生特别变化，但低压侧的电场分布得到极大的优化，相比于其他的模型，低压侧均压环处大幅度减小了电场的大小，同时均匀了电场分布，不再出现低压侧尖端场强过大的情
况。
[0081]
②
从绝缘子电压分布曲线图可以看出，增加低压侧均压环与更改高压侧均压环管径后，电势分布出现了整体略微下降的情况，但分布趋势没有发生变化，因此高压侧均压环管径大小并不影响绝缘子电势分布情况。
[0082]
③
从高压侧第1片绝缘子表面电场分布曲线图可以看出，其波形在随着均压环管径的增大，出现了波动的情况，说明均压环管径会影响绝缘子表面电场均匀分布情况；随着均压环管径的增大，其电场分布的峰值出现了先减小后增大的现象，其最优管径在60mm-70mm之间。
[0083]
④
从高压侧第36片绝缘子表面电场分布曲线图可以看出，其表面电场分布随着均压环管径的增加，其表面电场峰值出现了激增后骤减的现象，其最优管径分布于40mm与100mm左右，需进一步进行计算分析。
[0084]
考虑绝缘子串低压侧均压环管径大小对绝缘子串沿面分布电压的影响，本节设定大均压环管径为60mm，小均压环管径分别按32mm、40mm情况进行仿真研究。
[0085]
如图45-50所示，考虑绝缘子串低压侧均压环管径大小对绝缘子串沿面分布电压的影响，本节设定大均压环管径为60mm，小均压环管径分别按32mm、40mm情况进行仿真研究。
[0086]
通过以上两种小均压环仿真情况可得出以下结论：
[0087]
①
通过对比电势分布云图、电场分布云图可知，整体电位分布与电场分布情况并没有发生特别变化，高压侧均压环仍为场强与电势最大之处，均压环圆圈处出现了场强聚集的情况。
[0088]
②
由绝缘子电压分布曲线图可以看出，小均压环管径大小对绝缘子电压分布没有特殊的影响。
[0089]
③
通过对高压侧第1片绝缘子表面电场分布曲线图可以看出，小均压环管径为40mm时，峰值较低，且波动较小，较32mm更好。
[0090]
④
通过对高压侧第36片绝缘子表面电场分布曲线图分析可知，小均压环管径为40mm时，峰值较低，且波动较小；小均压环管径为32mm时，峰值较高，且波动较大。
[0091]
⑤
通过综合分析，在大均压环管径为60mm的情况下，小均压环管径为40mm时，绝缘子电场电势分布优于小均压环管径为32mm时的情况。
[0092]
经过以上分析可以判定，本发明的最优化的方案是：在常规500kv绝缘子串上加装防污闪辅助伞裙，并喷涂prtv防污闪涂料，同时在绝缘子串低压端加装小均压环。大均压环管径通过仿真计算由常规的50mm调整为60mm，小均压环管径确定为40mm。
[0093]
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。