多环境绝缘子避雷器的制作方法

1.本实用新型涉及架空线路及配电网设备技术领域，具体涉及一种多环境绝缘子避雷器。


背景技术：

2.近年来，随着我国社会经济和电力建设的迅速发展，输电线路架设到越来越多的地方，输电网络中架设里程也随之持续增大，而输电线路在架空铺设的过程中需要注意很多问题，在地形复杂的山区这种区域往往同时存在冬季寒冷易覆冰、春夏季雷电多发的气候现象，以及各种污秽物沉积于绝缘子表面，容易导致绝缘子避雷器发生污闪、冰闪、雨闪等现象，这种情况给电力系统安全输电带来了严重隐患，严重威胁电网安全稳定运行。
3.为了提高绝缘子的耐污绝缘水平，在避雷器绝缘子防污伞和防冰伞表面涂抹憎水剂虽然取得了一定的效果，但距离预期实用效果较好的愿望相差甚远，而且随着长时间的使用憎水剂的效果逐渐减弱，安全隐患继续增加。
4.因此，如何提供一种可以适应多重条件环境下的绝缘子避雷器，是目前有待解决的技术问题。


技术实现要素：

5.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种多环境绝缘子避雷器，使用本结构的多环境绝缘子避雷器可以降低恶劣环境下电力系统输电的安全隐患。
6.根据本实用新型实施例的一种多环境绝缘子避雷器，包括绝缘子、避雷器和所述绝缘子、避雷器同轴设置的第一金具、第二金具、防污伞和防冰伞，所述防污伞和防冰伞设置于所述绝缘子、避雷器外侧且间隔设置，所述第一金具、第二金具分别设置在所述绝缘子、避雷器的两端，所述绝缘子远离所述避雷器的一端设置有放电间隙环。
7.一些实施例中，所述的第一金具设置在所述避雷器远离绝缘子的一端，所述第二金具设置在所述绝缘子远离避雷器的一端。
8.具体的，所述第一金具的固定方向垂直于所述第二金具的固定方向。
9.进一步的，还包括和所述绝缘子、避雷器同轴设置的第一电极和第二电极，所述第一电极设置在所述避雷器靠近绝缘子的一端，所述第二电极设置在所述避雷器远离绝缘子的一端。
10.进一步的，所述第一电极和所述第二电极之间设置有芯棒，所述芯棒和所述避雷器同轴设置，所述芯棒为氧化锌材质。
11.一些实施例中，所述引弧杆插接于所述第一电极，所述引弧杆表面自靠近所述第一电极向远离所述第一电极方向缠绕绝缘层。
12.具体的，所述引弧杆向远离第二电极的一端弯折，弯折段和所述引弧杆未弯折的部分的夹角为钝角。
和所述绝缘子200、避雷器300同轴设置的第一金具101、第二金具102、防污伞103 和防冰伞104，所述防污伞103和防冰伞104设置于所述绝缘子200、避雷器300外侧且间隔设置，所述第一金具101、第二金具102分别设置在所述绝缘子200、避雷器300 的两端，所述绝缘子200远离所述避雷器300的一端设置有放电间隙环105。
31.本文中，绝缘子200和避雷器300的长度和直径在此不做限定，可以根据输电网的使用环境进行适当的调节。可选地，绝缘子200和避雷器300的直径不小于100mm。
32.具体的，多环境绝缘子避雷器又两部分组成，包括绝缘子200和避雷器300，绝缘子200和避雷器300同轴设置，多环境绝缘子避雷器两端分别设置第一金具101和第二金具102，第一金具101通过螺栓108和输电线路的铁架固定，第二金具102用于和架空输电线路的母线固定，多环境绝缘子避雷器的一端通过第一金具101或第二金具102 向固定的铁塔架的一侧横向或垂直伸出。防污伞103和防冰伞104的设置数量在此不做限定，可以根据使用环境进行具体设置。可选的，至少设置4个和绝缘子200避雷器300 同轴设置的防污伞103和2个和绝缘子200同轴设置的防冰伞104。
33.防污伞103可以防止因为污秽物在伞裙聚集而产生的污闪，同时可以减少手工大规模的多环境绝缘子避雷器伞裙的手动清扫。但对于不同伞形结构的复合绝缘子200避雷器300，它们的积污特性和覆冰特性都不一样，当伞间距太小时，即使爬距很大，在污秽条件下伞裙还是容易桥接短路，造成爬距的有效性显著降低，达不到提高防污性能的目的。对此，针对污闪采用专门设计的过的防污伞103，防污伞103可以采用至少2个直径不同的伞形结构构成大防污和小防污伞103，大防污和小防污伞103的搭配方式可以有效的减少小防污伞103上的污秽物的残留。大防污和小防污伞103的伞径比在此不做限定，可以根据多环境绝缘子避雷器设置的环境进行适当的调节。可选的大防污和小防污伞103的伞径比不小于30mm。
34.在另一些实施例中，还可以增加大防污和小防污伞103伞裙的角度，以减少防污伞 103伞面上污秽物逗留时间，在此大防污和小防污伞103伞裙的角度不做具体限定，可以根据多环境绝缘子避雷器设置的环境进行适当的调节。可选的，大防污和小防污伞103 凸伞伞裙角度不小于15度，凹伞的伞裙角度不小于4度。
35.通过防污伞103的设置可以减少伞面泄漏电流，降低输电线路的漏电损耗，同时大角度的大防污和小防污伞103对逗留在伞面雨水、冰雪、沉积物、动物排泄物等污秽物有加快排泄速度的作用，防污伞103的自清洁能力有明显的改善。可以减少多环境绝缘子避雷器表面受到污染物侵蚀的情况发生，从而大大提高了整个多环境绝缘子避雷器的防污能力。
36.防冰伞104可以防止冰凌桥接而产生的冰闪，对此，针对冰闪采用提高冰闪电压的方式减少冰闪现象的发生。绝缘子200远离所述避雷器300的一端还设置有放电间隙环 105。可选的，放电间隙环105可以采用铝质材质，铝材质有较好的塑性、重量轻不会影响架空输电线路的布置，而且铝表面和空气接触时会产生一层致密的氧化膜，这层氧化膜，该氧化膜可以防止铝材质继续腐蚀，所以铝材质还有良好的耐腐蚀性。防冰伞104 可以采用至少2个直径相同的伞形结构构成第一防冰伞104和第二防冰伞104，通过在第一金具101和第一防冰伞104中间设置放电间隙环105，从而使第一金具101和第一防冰伞104中间形成空气间隙，可以在一定程度上提高多环境绝缘子避雷器的防冰闪性能。同时适当增加第一防冰伞104和第二防冰伞104的直径，在此第一防冰伞104和第二防冰伞104的直径应大于大防污
伞103的直径。可选的，第一防冰伞104和第二防冰伞104的直径至少为大防污伞103直径加冰凌厚度的两倍。
37.在另一些实施例中，大防污伞103和小防污伞103和第一防冰伞104和第二防冰伞104交错设置。从第一金具101到第二金具102，第一防冰伞104、大防污伞103、小防污伞103、大防污伞103、第二防冰伞104、小防污伞103、大防污伞103、小防污伞103 依次设置。且第一防冰伞104和大防污伞103、第二防冰伞104和小防污伞103之间的距离应大于预设值。可选地，第一防冰伞104和大防污伞103、第二防冰伞104和小防污伞103之间的距离需要大于大防污伞103的直径。
38.在一些实施例中，所述的第一金具101设置在所述避雷器300远离绝缘子200的一端，所述第二金具102设置在所述绝缘子200远离避雷器300的一端。
39.具体的，该多环境绝缘子避雷器的结构由上到下，可以采用第一金具101、绝缘子 200、避雷器300、第二金具102的顺序设置。也可以由上到下采用一金具、避雷器300、绝缘子200、第二金具102的顺序设置。在此并不限制绝缘子200避雷元件设置的顺序。
40.在一些实施例中，所述第一金具101的固定方向垂直于所述第二金具102的固定方向。
41.具体的，多环境绝缘子避雷器一端需要固定在输电线路的铁架上，另一端需要和架空输电线路的母线上。通常架空输电线路和地面平行，输电线路的铁架和地面垂直，则架空输电线路和输电线路的铁架会形成垂直关系。设置在多环境绝缘子避雷器两端的第一金具101和第二金具102的固定方向垂直，从而便于使用多环境绝缘子避雷器将架空输电线路和输电线路的铁架进行连接。
42.在一些实施例中，还包括和所述绝缘子200、避雷器300同轴设置的第一电极和第二电极，所述第一电极设置在所述避雷器300靠近绝缘子200的一端，所述第二电极设置在所述避雷器300远离绝缘子200的一端。
43.具体的，避雷器300内部设置有第一电极和第二电极，第一电极设置在避雷器300 靠近绝缘子200的一端，第二电极设置在避雷器300远离绝缘子200的一端，即，避雷器300的两端分别设置有电极。
44.在一些实施例中，所述第一电极和所述第二电极之间设置有芯棒，所述芯棒和所述避雷器300同轴设置，所述芯棒为氧化锌材质。
45.具体的，芯棒设置在第一电极和第二电极之间，芯棒的材质为氧化锌材质，氧化锌具有良好的非线性伏安特性，使在正常工作电压时，电阻值很大，相当于绝缘状态，流过避雷器300的电流极小；当过高电压作用时，电阻急剧下降，相当于短路状态，泄放过电压的能量，达到保护的效果。并且被击后，氧化锌是可以恢复绝缘状态的，即，又恢复了高阻状态。在一些实施方式中，氧化锌芯棒还可以由多个饼状氧化锌电阻片串联组成的，饼状电阻片可以提升整体机械强度，防护等级，以及电流通过性，残压，密封性优于传统的电阻。该饼状氧化锌电阻片的直径在此不做限定，饼状氧化锌电阻片直径应和避雷器300的直径相同。
46.在一些实施例中，所述引弧杆106插接于所述第一电极，所述引弧杆106表面自靠近所述第一电极向远离所述第一电极方向缠绕绝缘层。
47.具体的，在多环境绝缘子避雷器结构由上到下，采用第一金具101、绝缘子200、第一电极、避雷器300、第二电极、第二金具102的顺序设置时，第一电极设置有圆柱体形状的
凹部、多环境绝缘子避雷器外部设置有圆形开孔，用于插接引弧杆106，该第一电极圆柱体开孔应直径、多环境绝缘子避雷器外部圆形开孔直径应和引弧杆106的直径相等。该引弧杆106用于遭受雷击时引雷，防止输电线出现故障。引弧杆106表面还设置有绝缘层，用于电引弧杆106导通时将电流输送至第一电极，防止在导通过程中电流击穿引弧杆106。引弧杆106表面的绝缘层由靠近第一电极102的一端向远离第一电极的一端缠绕。引弧杆106表面缠绕的绝缘层可以避免由于高压悬浮电位引起的人身事故。
48.在另一个实施方式中，引弧杆106表面的绝缘层由远离第一电极的一端向靠近第一电极的一端缠绕。
49.在另一个实施方式中，引弧杆106表面设置有一体成型的绝缘层。
50.在一些实施例中，所述引弧杆106向远离第二电极的一端弯折，弯折段和所述引弧杆106未弯折的部分的夹角为钝角。
51.具体的，引弧杆106向远离第二电极的一端弯折，引弧杆106弯折段和引弧杆106 未弯折段的夹角为钝角，引弧杆106未弯折段和多环境绝缘子避雷器呈直角设置。引弧杆106还可以向靠近第二电极的一端弯折。
52.在另一些实施方式中，引弧杆106向靠近第二电极的一端弯折，引弧杆106弯折段和引弧杆106未弯折段夹角为钝角。引弧杆106未弯折段和多环境绝缘子避雷器呈直角设置。
53.在其他一些实施方式中，如图2所示，电棒向远离第二电极的一端弯折或引弧杆106 向靠近第二电极的一端弯折后，引弧杆106弯折段和引弧杆106未弯折段夹角为锐角。
54.在另一个实施方式中，引弧杆106不弯折，引弧杆106和多环境绝缘子避雷器呈直角设置。
55.在一些实施例中，引弧球107插接于所述引弧杆106远离所述第一电极的一端。
56.具体的，引弧球107设置有圆柱体形状的凹部，用于和引弧杆106插接。引弧球107 和第一金具101构成间隙，该隙的可靠动作对于电流源回路具有保护作用，可以降低电感并具有一定电流的屏蔽作用。引弧球107还用于释放静电。引弧球107的大小在此不做限定，引弧球107的直径可以根据输电网络的电压适当调节，以确保满足间隙放电电压值和稳定性的需要。可选的，引弧球107直径为φ10～φ20mm，该尺寸的引弧球107108 受到淋雨、结冰、积雪堆积及鸟粪堆积时，不易造成间隙短路。
57.在一些实施例中，所述防污伞103和防冰伞104为硅橡胶复合材质。
58.具体的，硅橡胶复合材料有良好的绝缘性，该硅橡胶复合材料具有较高的化学稳定性，进而具有耐热的热性，同时玻璃化温度较低，在具有耐热性的同时具有良好的耐寒性，因此硅橡胶复合外套的适用范围广。同时硅橡胶外套还具有良好的防水性和绝缘性，不会产生漏电问题，即使燃烧后也会产生绝缘的硅。
59.在另一些使用场景，硅橡胶复合材料还有较好的抗老化性，硅材料具有良好的抗紫外线性能，不容易因紫外线照射而导致的老化，长时间使用也因老化而产生龟裂。
60.在一些实施例中，所述防污伞103的伞裙角度不小于15度。
61.具体的，增大防污伞103的角度可以减少污物的附着，避免附着较多的污秽物影响多环境绝缘子避雷器的使用。
62.在另一些实施方式中，增加第一金具101和第二金具102的距离。
63.具体的，多环境绝缘子避雷器发生雨闪主要是因为两端金具电弧距离过近所引起的。干闪电压是指在电压的作用下，表面清洁、干燥绝缘子200的闪络电压，雨闪电压是指在电压的作用下，表面清洁的绝缘子200在湿度过高或淋雨的情况下的闪络电压。发生雨闪的电压约为干闪电压的95％。当多环境绝缘子避雷器表现的憎水涂层减弱或丧失后，雨闪电压会出现明显的下降。闪间距根据设置的防污伞103或防雨伞裙直径取最大值，发生淋雨的情况下不会对复合绝缘子200的安全运行构成严重威胁。可选的，设置闪间距大于25～30mm。
64.在另一些实施方式中，硅胶复合材料还包括以下重量份的原料，甲基乙烯基硅橡胶 100份、硼硅橡胶20-30份、全氟醚橡胶20-30份、酚醛树脂15-20份、过氧化二苯甲酰 2-4份、三烯丙基柠檬酸酯0.5-1.5份、硅烷偶联剂5-10份、羟基硅油2-3份、二苯基硅二醇2-3份、二硫代氨基甲酸盐2-3份、槽法炭黑15-20份、气相白炭黑20-30份、陶土10-20份、0.5-1份的光稳定剂gw-540、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮0.2-0.4份、液体石蜡2-3份。
65.具体的，过氧化二苯甲酰和三烯丙基柠檬酸酯为硫化体系：可以使防污伞103和防冰伞104为硅橡胶复合材质的硅橡胶耐干热空气老化性能优异，但不耐湿热老化，当空气中含有过量的水分时，硫化胶会发生强烈的降解。如，硅橡胶在300℃下老化24h 后，硫化胶的强度基本不变，而当湿度为180g/m2时，会严重影响强度和其他机械性能。此外硅橡胶在空气不流通的密闭老化条件下也会发生强烈降解，使性能恶化，而通过优选的硫化体系，会很好的改善硅橡胶的湿热老化性能。硫磺能提高过氧化物硫化胶的力学性能，但其耐热性有所降低，添加炉法炭黑和气相白炭黑可以减少对硫化体系的影响。采用受阻类光稳定剂和紫外线吸收剂配合使用，以减少应光照引起的老化，提高材料的使用寿命。综上，采用此配方在满足其他物理机械性能的基础上，突出了材料的耐湿热老化性，延长了材料的使用寿命，降低了高湿高热地区电力运行故障发生率。
66.在另一个实施方式中，绝缘子200内采用环氧树脂的芯体，通常由玻璃纤维在浸渍耐高温环氧树脂基体经高温拉挤而成。具有高压、耐腐蚀、不变形不分层、使用寿命长、机械性能稳定、绝缘性能优异等特点，并且具有较为优秀的抗拉伸能力。由于具有优秀的抗拉伸能力，可以保证芯体表面不易出现裂缝，进而可以抑制芯体的吸湿性，从而提高避雷性。
67.在另一个实施方式中，在第一金具101、第二金具102、引弧杆106和多环境绝缘子避雷器连接时，增加防尘防水胶圈，防止湿润的空气和水滴进入多环境绝缘子避雷器，从而提高多环境绝缘子避雷器的抗老化性能。
68.综上，本技术公开的多环境绝缘子避雷器，利用绝缘子200、避雷器300外侧且间隔设置的防污伞103和防冰伞104，降低恶劣环境下电力系统输电的安全隐患。
69.在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
70.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。