专利名称：一种用于高海拔地区输电线路的防晕球的制作方法
技术领域：
本发明属于电线或电缆的架空安装领域，具体讲涉及一种用于高海拔地区输电线路的防晕球。
背景技术：
我国西部地区地处高原，针对西部地区地理特点及其能源发展规划，对电力的需求日益增加。然而随着海拔高度的增加，高海拔电晕问题十分突出，并且电晕放电造成的电晕损失等电晕效应，会影响输电线路的安全经济运行。因此，高海拔地区输电线路的防电晕放电和电晕噪声的问题十分必要。电晕的产生是因为不平滑的导体产生不均勻的电场，在不均勻的电场周围曲率半径小的电极附近，当电压升高到一定值，电极表面电场强度超过空气分子的击穿强度就会发生放电，形成电晕。电晕要消耗能量，电晕放电产生的脉冲电磁波对无线电和高频通信会产生干扰；还会使导体表面发生腐蚀，从而降低导体的使用寿命。目前，电磁环境问题已成为高海拔地区输电线路设计、建设和运行中必须考虑的重要因素。电晕噪声是由导体局部放电或电晕而产生的，它与电压等级的高低及输电线路所处海拔高度密切相关，电压等级高，电气接线复杂，则带电导体表面的局部场强越高，局部放电或电晕越易发生；海拔高度越高地区的金具，其表面越容易出现电晕放电。带电金具的设计和适用条件与其表面工作场强有关，当表面工作场强高于起晕场强，将会在金具表面产生电晕放电。金具工作场强的大小与金具结构密切相关，研究表明， 金具表面曲率半径越小的部位，在相同电压作用下，其表面工作场强越高，该处越容易出现电晕放电，从而产生电晕噪声和电能损耗，不利于节能环保。输电线路在额定运行工况下，导线及金具的周边会产生较大的电场强度。经测试发现，当海拔高度超过1500米时，330kV输电线路的常规三角型悬垂联板和悬垂线夹的组合型式不利于防晕。原因是联板和线夹是通过外置螺栓、销子进行连接和紧固，而螺栓和销子的表面曲率半径均较小，在工频电场的作用下，该结合部往往会出现明显尖端电晕放电和电晕噪声。目前对于高海拔地区防治电晕的方法主要为通过特殊结构设计来实现，例如授权公告号为CN2245^8Y，发明名称为“输电线路悬挂线夹”的实用新型专利，其技术方案为 主体边缘部及角部呈圆滑流线形，其主体两端的下唇部的曲率半径为8-20毫米，U形联接件被包容在主体内；解决的技术问题为此特殊设计的金具特别适用于重载、大挡距、高海拔、严重覆冰地区的500kV超高压输电线路。上述技术主要是金具结构的改进，其改进效果有限。
发明内容
本发明目的在于提供一种用于高海拔地区330kV输电线路悬垂绝缘子串三角型联板端部的防晕球，通过安装该防晕球，将联板端部及与联板相连的悬垂线夹顶部螺栓、销子罩住，对联板及线夹的结合部形成整体屏蔽作用，使其在外形上具有规则的圆形表面，有效的改善了金具表面场强分布，降低了表面最大场强，从而抑制了尖端电晕放电，降低了输电线路电晕噪声和电晕损耗。为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案一种用于高海拔地区输电线路的防晕球，所述防晕球包括球壳、挂板和档板，其改进之处在于所述球壳设置有安装孔，所述挂板固定于所述球壳的内部且所述挂板设置有挂孔，所述挡板安装于所述球壳的底端；所述防晕球由铝合金材料铸造成型。本发明的另一优选技术方案为所述防晕球的球壳开有豁口。本发明的又一优选技术方案为所述防晕球的球壳的端面处开有豁口。本发明的再一优选技术方案为所述挂板的数量为两个且平行放置，两平行挂板之间的距离大于所述豁口沿球壳纬线方向的宽度。本发明的再一优选技术方案为所述安装孔的直径大于所述挂孔的直径。本发明的再一优选技术方案为所述挡板安装于所述球壳的开有所述豁口的底端，所述挡板的宽度大于所述豁口沿球壳纬线方向的宽度。本发明的再一优选技术方案为所述挡板铸造成型或焊接于所述球壳和挂板上。本发明的再一优选技术方案为所述防晕球按GB 1173-1995铸造铝合金，采用任意型号的铝合金制造。由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明的有益效果包括1、有效抑制电晕放电现象，起到节能降噪的作用防晕球球壳的曲率半径不小于50mm，内部尺寸与相配合的绝缘子串的三角型联板尺寸有关，防晕球的设计使得联板端部及与联板相连的悬垂线夹顶部螺栓、销子罩住，对联板及线夹的结合部形成整体屏蔽作用，防晕球间接的增大线夹表面曲率半径，使其表面电场分布均勻，可以有效抑制高海拔地区330kV输电线路悬垂绝缘子串三角型联板端部的电晕放电；防治了由于电晕产生的噪声和电能损耗；2、结构简单、体积小、重量轻、安装方便本发明所述防晕球由球壳、挂板和挡板组成，结构简单，防晕球用铝合金材料铸造成型，材质轻；且防晕球加工过程优化，生产成本低。
下面结合附图对本发明进行进一步说明。图1是防晕球整体上部球形示意图；图2是防晕球安装在悬垂绝缘子串三角型联板上的剖面图；图3是防晕球与联板、线夹安装后的侧视图；附图标记1-球壳，2-挂板，3-安装孔，4-挂孔，5-挡板，6_联板，7_线夹挂板，8_加长螺栓，
9-豁口。
具体实施例方式本发明通过三维有限元法，建立悬垂绝缘子串仿真计算模型，分析其金具表面电场分布，采取适当的优化措施，设计出一种与三角型联板配合使用的防晕球，从而降低输电线路的电晕噪声和电晕损耗。经实验室电晕试验和在试点线路上挂网运行验证，该防晕球具有良好的防晕性能，能有效降低线路电晕噪声和电晕损耗；适用于高海拔地区330kV输电线路，对改善高海拔地区输电线路的电磁环境起到显著的成效。下面结合具体实施例，对本发明所述防晕球进行进一步的说明实施例1 该防晕球整体外观为球形，内部中空，由铝合金材料铸造而成，主要包括球壳1、 挂板2和档板5，其中球壳1上部为半球形，下部为圆柱形，且球壳1的一侧设置有安装孔 3，挂板2设置有挂孔4，如附图1所示为防晕球上半部球形示意图。附图2为防晕球安装在悬垂绝缘子串三角型联板上的剖面图，其中涉及到绝缘子金具串部分的元件有联板6、线夹挂板7与加长螺栓8。球壳1的上部半球体和下半部圆柱体的外表面半径均不小于50mm，外壁厚5mm，下部圆柱形的高度要保证安装完后其下平面略低于联板下平面。其功能是间接的增大了联板与线夹连接部的曲率半径，降低表面最大场强，从而抑制电晕的产生。挂板2壁厚5mm，分为左右两部分，平行设置于防晕球上部的半球体内部。两侧挂板间距离不小于线夹挂板7的开口距离。两侧挂板与球壳1正面交汇处有一个豁口 9，两平行的挂板2之间的距离不小于豁口 9沿半球体纬线方向的宽度。联板6端部将从豁口 9插入防晕球内进行安装固定，豁口 9的宽度需大于固定安装后联板与球壳外表面接触位置的尚度。安装孔3位于防晕球的侧面，孔径需大于加长螺栓8的端部外径。加长螺栓8将通过安装孔3插入到防晕球内部进行安装固定。挂孔4位于挂板2的中央，其孔径大于加长螺栓8的螺杆外径。挂板2与挂孔4 的共同作用是将防晕球安装并固定在联板上。档板5厚5mm，其作用是防止防晕球在联板端部沿垂直线路方向转动，即防止防晕球在沿平行于挂板2的平面内转动。附图3为防晕球与联板、线夹安装后的侧视图。实施例2:本发明所述防晕球的制备材料，可以选用ZL-102铝合金材料，关于ZL-102铝合金材料，介绍如下材料名称ZAlSi12合金代号ZL102标准GB/T1173-1995特性及适用范围不可热处理强化，该合金的铸造性能优良，无热裂及疏松倾向，气密性较高。其密度小，耐蚀性好，可在受大气.海水腐蚀的环境中使用，可承受工业气氛的环境中浓硝酸.过氧化氢等的腐蚀作用；焊接性能也好。但该合金的力学性能低，耐热性和切削加工性差。化学成份硅Si :10. 0-13. 0
铝Al:余量铁(砂型铸造):0·000 0. 700铁(金属型铸造)0. 000 1. 000铜Cu:彡 0.30(杂质)锰Mn:彡 0.5(杂质)镁Mg :0 彡 0. 10(杂质)锌Si:彡 0.1(杂质)钛Ti 彡 0.20(杂质)注杂质总和(砂型铸造)< 2. 0 ；(金属型铸造)< 2. 2力学性能抗拉强度Ob(MPa)彡 145伸长率δ5(%):彡 4硬度(HB)彡50 (5/250/30)铸造方法砂型铸造加变质处理、金属型铸造加变质处理、熔模铸造。此处已经根据特定的示例性实施例对本发明进行了描述。对本领域的技术人员来说在不脱离本发明的范围下进行适当的替换或修改将是显而易见的。示例性的实施例仅仅是例证性的，而不是对本发明的范围的限制，本发明的范围由所附的权利要求定义。
权利要求
1.一种用于高海拔地区输电线路的防晕球，所述防晕球包括球壳(1)、挂板(2)和档板 (5)，其特征在于所述球壳(1)设置有安装孔(3)，所述挂板(2)固定于所述球壳(1)的内部且所述挂板( 设置有挂孔G)，所述挡板( 安装于所述球壳(1)的底端；所述防晕球由铝合金材料铸造成型。
2.如权利要求1所述的一种用于高海拔地区输电线路的防晕球，其特征在于所述防晕球的球壳(1)开有豁口(9)。
3.如权利要求2所述的一种用于高海拔地区输电线路的防晕球，其特征在于所述防晕球的球壳(1)的端面处开有豁口(9)。
4.如权利要求1或2所述的一种用于高海拔地区输电线路的防晕球，其特征在于所述挂板O)的数量为两个且平行放置，两平行挂板( 之间的距离大于所述豁口(9)沿球壳 (1)纬线方向的宽度。
5.如权利要求1所述的一种用于高海拔地区输电线路的防晕球，其特征在于所述安装孔⑶的直径大于所述挂孔⑷的直径。
6.如权利要求1或2所述的一种用于高海拔地区输电线路的防晕球，其特征在于所述挡板(5)安装于所述球壳(1)的开有所述豁口(9)的底端，所述挡板(5)的宽度大于所述豁口(9)沿球壳⑴纬线方向的宽度。
7.如权利要求1所述的一种用于高海拔地区输电线路的防晕球，其特征在于所述挡板 (5)铸造成型或焊接于所述球壳(1)和挂板( 上。
8.如权利要求1所述的一种用于高海拔地区输电线路的防晕球，其特征在于所述防晕球按GB 1173-1995铸造铝合金，采用任意型号的铝合金制造。
全文摘要
本发明提供了一种用于高海拔地区输电线路的防晕球，属于电线或电缆的架空安装领域。本发明所述防晕球适用安装于高海拔地区330kV输电线路悬垂绝缘子串联板上，防晕球将联板端部及与联板相连的悬垂线夹顶部螺栓、销子罩住，对联板及线夹的结合部形成整体屏蔽作用，间接地增大联板和悬垂线夹连接部的曲率半径，使其在外形上具有规则的圆形表面，有效的改善了表面场强分布，降低了表面最大场强，从而抑制了尖端电晕放电，降低了输电线路电晕噪声和电晕损耗。所述防晕球包括球壳、挂板、安装孔、挂孔及档板五部分。本发明所述防晕球采用铝合金材料铸造成型，体积小、重量轻、制造成本低，安装方便。
文档编号H02G7/00GK102306919SQ20111013765
公开日2012年1月4日 申请日期2011年5月25日 优先权日2011年5月25日
发明者段舒宁, 莫娟, 黄廷政, 黄彭 申请人:中国电力科学研究院