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CN111091941A - 一种整体式电气化铁道用支柱绝缘子型避雷器 - Google Patents

一种整体式电气化铁道用支柱绝缘子型避雷器 Download PDF

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刘小兴
王波
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Abstract

本发明公开了一种整体式电气化铁道用支柱绝缘子型避雷器,它包括绝缘筒和固定配装在绝缘筒上的复合外套,绝缘筒两端分别固定设置有上法兰和下法兰,绝缘筒内设置有氧化锌电阻片,氧化锌电阻片用铝垫环隔开,上法兰内设置有上电极,上电极一端与上法兰密封相连、上电极与氧化锌电阻片之间设置有弹簧,下电极一端与下法兰密封相连、下电极与氧化锌电阻片之间设置有调整垫片。本发明可用于保护电气化铁道的机车免受过电压冲击,又可同时作为承力绝缘子使用和实现避雷器优异的保护特性和绝缘子机械特性于一体的双重功能,可减少资源的消耗,节约成本,又可使设备运行稳定,结构更加紧凑。

Description

一种整体式电气化铁道用支柱绝缘子型避雷器
技术领域
本发明涉及输电线路支柱绝缘子,尤其是涉及27.5kV电气化铁路铁道接触网用支柱绝缘子型避雷器。
背景技术
支柱绝缘子是一种架空输电线路中起支撑导线和防止电流回地的重要零部件,在输电、配电和变电所等一般架空输电线路中为了确保电气设备免受导线受遭雷击产生的瞬间过电压危害,都要在架空输电线路电杆上绝缘子下部的横担上配装有避雷器。铁道接触网作为一种特殊的架空输电线路,同样要在铁路接触网中配装避雷器,以确保电气设备免受导线遭受雷击产生的瞬间过电压危害。在电气化铁路接触网中,由于电气化铁道沿线的雷云放电,对接触网附近地面、支柱、网线都造成不同程度的影响。由于造成接触网绝缘闪络的因素有雷击点与线路距离、接触网线路上的支柱绝缘子的绝缘水平等,使得铁道接触网构造更复杂、使用要求更高、条件更差,同时由于铁道接触网中绝缘子和避雷器在运行中要长期承受导线拉力、风力和振动特别是地震的作用力以及考虑避雷器在意外和故障情况下要有承受短路电流的能力,并且不能危及周围的设备的能力,如机械强度,如抗弯、抗拉和耐地震的能力要比一般架空输电线路中要求更高,才能保证电气化铁路接触网中电气设备电气性能要求。目前在27.5kV电气化铁路接触网中,在安装支柱绝缘子的横担上都会配装避雷器,其安装方式一种是用导电线将单独配装在横担上的避雷器和支柱绝缘子相连;另一种是先用导电线将避雷器和支柱绝缘子连接成组合体,再将组合体安装在横担上。上述安装方式,虽然能有效地保护铁道接触网等架空输电线路中电气设备,但却带来避雷器占据电线杆横担上的安装空间,增加横担的负载和安装强度,消耗更多的材料资源,提高安装成本的问题。如何解决上述问题,将是电力行业所面临的新课题。
发明内容
针对上述现有技术中所存在的问题,本发明将支柱绝缘子的力学性能和避雷器的保护性能统一有机地结合起来,提出了一种体积小,重量轻,强度高和绝缘性好,既可用于保护电气化铁道接触网免受过电压雷击,又可同时作为承力绝缘子使用和实现避雷器优异的保护特性和绝缘子机械特性双重功能于一体,既可减少资源的消耗,节约成本,又可使设备运行稳定,结构更加美观和紧凑的一种整体式电气化铁道用支柱绝缘子型避雷器。
本发明要解决的技术问题采取的技术方案是:一种整体式电气化铁道用支柱绝缘子型避雷器包括绝缘筒和固定配装在绝缘筒上的复合外套,所述复合外套上沿其轴向间隔设置有不同直径的伞裙并用硅橡胶整体制成,所述绝缘筒两端分别固定设置有与复合外套固定相连的上法兰和下法兰,所述绝缘子内设置有若干只氧化锌电阻片,氧化锌电阻片用铝垫环隔开,所述上法兰内设置有上电极,所述上电极一端与上法兰密封相连、另一端伸入绝缘筒内并用螺纹与绝缘筒固定相连,所述上电极与氧化锌电阻片之间设置有弹簧座,弹簧座上设置有弹簧,所述下电极一端与下法兰密封相连、另一端伸入绝缘筒内与绝缘筒固定相连,所述下电极与氧化锌电阻片之间设置有调整垫片。
本发明的创新点在于:
1、利用绝缘筒和复合外套来形成将支柱绝缘子,并利用绝缘筒内腔空间配装避雷器,有机地使支柱绝缘子的力学性能和避雷器的保护性能统一结合, 实现避雷器优异的保护特性和绝缘子机械特性于一体的双重功能, 2、选择耐大电流的有机 /无机纳米复合涂层的氧化锌电阻片,使避雷器性能达到最佳, 3、选择既具有很高机械强度又具有很好绝缘强度的沃兰布管来制成绝缘筒,使产品机械负荷和避雷器效果达到最佳。
本发明解决了27.5kV电气化铁路接触网中将绝缘子和避雷器分开安装在输电接触网上所存在的问题,取得了预想不到的技术效果,填补了该行业一项技术空白,它既可用于保护电气化铁道的机车免受过电压冲击,又可同时作为承力绝缘子使用和实现避雷器优异的保护特性和绝缘子机械特性于一体的双重功能,整体体积为单独安装的支柱绝缘子和避雷器体积之和的50-60%,节省了安装空间,整体重量为单独安装的支柱绝缘子和避雷器重量之和的40-60%,降低了横担负载,既可减少资源的消耗,节约成本,又可使设备运行稳定,结构更加美观和紧凑。
本发明对各种部件提出了具体的技术要求:
1、复合外套:不仅要考虑高度,而且爬电距离要求较大,既要提高产品的耐污水平,又提高爬电距离。复合外套伞裙用材料,要求有良好的电气和力学性能、很好的憎水性、极好的抗爬电和抗电弧能力、良好的耐气候影响和耐污秽能力、宽阔的耐温能力及使用寿命。本发明所用的复合外套采用硫化成型工艺,通过控制硫化工艺参数如温度、压力、模腔表面光洁度等,在成型时在适当压力下,硅橡胶流体在模腔内顺畅流动,将模腔内的气泡赶到合模处然后放气,将气泡充分挤出,以保障复合外套达到设计要求。还要筛选可靠的偶联剂以确保界面质量,从而提高复合外套产品运行的可靠性。
2、绝缘筒:绝缘筒不仅承担了支柱型避雷器的全部机械负荷,因而要求具有很高的机械强度。且绝缘筒又是支柱型避雷器的主体部分,因而要求具有很好的绝缘强度。由于避雷器在系统运行时会受到持续工频电压、暂时过电压和瞬时过电压的作用,在这些电气负荷的作用下绝缘筒必须要有稳定的承受能力;另外运行中由于环境温度的变化,会引起电、热和化学的破坏作用,即电晕和电老化过程,所以避雷器所用的绝缘筒在正常运行电压下不能存在这种电晕和局部放电。绝缘筒抗弯强度达到500-600MPa,抗压强度为800-1000MPa,抗拉强度为120-150 MPa。
3、避雷器在运行中要长期承受导线拉力、风力和振动特别是地震的作用力,其机械强度,如抗弯、抗拉和耐地震的能力要有足够的裕度以保证电气性能的发挥。另外,必须要考虑避雷器在意外和故障情况下,承受短路电流的能力,并且不会危及周围的设备的能力。
4、氧化锌电阻片:应满足 GB11032-2000 标准,能长期可靠运行,不发生老化、击穿等故障。氧化锌电阻片是避雷器的核心电气原件,氧化锌电阻片规格为Φ42×24,其内部结构更加均匀、侧面绝缘强度大幅增加。经测试,本发明选用氧化锌压敏电阻片耐受4/10μs大电流水平达到65kA,2ms方波容量超过400A,使避雷器具有更高的保护裕度和安全性。
5、产品结构优化设计:本产品兼具支柱绝缘子和避雷器双重功能,因此在结构设计上,需要进行大量力学计算和结构分析,尤其是解决密封问题和避免局部应力集中
本发明所述支柱绝缘子型避雷器的技术指标:
1)系统最高电压 27.5kVr.m.s
2)避雷器额定电压 42kVr.m.s
3)避雷器持续运行电压 34kVr.m.s
4)避雷器标称放电电流 5kAp
5)避雷器标称放电电流下的残压 ≤ 120kVp
6)避雷器的额定弯曲负荷 4kN。
附图说明
图1是本发明外形主视结构示意图,
图2是图1的A向结构示意图,
图3是图1的B向结构示意图,
图4是本发明主剖视结构示意图。
在图中,1、上法兰 2、上电极 3、弹簧 4、密封圈 5、弹簧座 6、复合外套 7、绝缘筒8、氧化锌电阻片 9、铝垫环 10、调整垫片 11、下电极 12、下法兰。
具体实施方式
在图中,本实施例是用于27.5kV电气化铁路接触网:一种整体式避雷柱形复合绝缘子,它包括用沃兰布管制成的绝缘筒7和固定配装在绝缘筒上的复合外套6,绝缘筒用沃兰布管制成,沃兰布管用玻璃、高强度纤维和树脂制成,它不仅高强度、耐高温(160℃以上)且耐磨性和绝缘性能好,所述复合外套用硅橡胶和流化工艺制成,所述复合外套上沿其轴向间隔设置有不同直径的伞裙,所述绝缘筒两端分别固定设置有与复合外套固定相连的上法兰1和下法兰12,上法兰1和下法兰12用45号钢质材料制成,所述绝缘子内设置有若干只氧化锌电阻片8,氧化锌电阻片用铝垫环9隔开(最好每3-4片用铝垫环隔开),所述上法兰内设置有上电极2,所述上电极一端与上法兰用密封圈4相连、另一端伸入绝缘筒内并用螺纹与绝缘筒固定相连(上电极伸入端上设有外螺纹,绝缘筒两端内壁上设有内螺纹),所述上电极与氧化锌电阻片之间设置有弹簧座5,弹簧座上设置有弹簧3,所述下电极一端与下法兰密封圈相连、另一端伸入绝缘筒内与绝缘筒固定相连(下电极伸入端上设有外螺纹,绝缘筒两端内壁上设有内螺纹),所述下电极与氧化锌电阻片之间设置有调整垫片10(用于调整压紧氧化锌电阻片),上电极和下电极用5A02防锈铝合金制成。
以27.5kV电气化铁路接触网带避雷器的专用支柱复合外套绝缘子为例,本实施例中各部件规格尺寸(单位为mm)和技术要求如下:
1、复合外套,长483,最大伞裙直径为156,最小伞裙直径为126,内孔直径76,硅橡胶流化工艺制成,
2、上法兰和下法兰用45号钢制成,绝缘筒两端装配后总长为640,最大直径(法兰)175mm,
3、绝缘筒内氧化锌电阻片为13只,Φ42×24,通过优化配方、革新造粒工艺、引入纳米功能材料等手段,使得电阻片内部结构更加均匀、侧面绝缘强度大幅增加。经测试,电阻片耐受4/10μs大电流水平达到65kA,2ms方波容量超过400A,达到国内领先水平,使避雷器具有更高的保护裕度和安全性,
4、上电极和下电极用铝棒(LY/12-CZ)加工制成,
5、绝缘筒,用沃兰布管制成,外径为76,内孔为44,长为600。绝缘筒抗弯强度为580MPa,抗压强度为920 MPa,抗拉强度为128 MPa。
以上描述是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明具体实施只局限于上述这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理和构思的前提下所作出的变换或替换,都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种整体式电气化铁道用支柱绝缘子型避雷器,其特征是:它包括绝缘筒(7)和固定配装在绝缘筒上的复合外套(6),所述复合外套上沿其轴向间隔设置有不同直径的伞裙并用硅橡胶整体制成,所述绝缘筒两端分别固定设置有与复合外套固定相连的上法兰(1)和下法兰(12),所述绝缘筒内设置有若干只氧化锌电阻片(8),氧化锌电阻片用铝垫环(9)隔开,所述上法兰内设置有上电极(2),所述上电极一端与上法兰密封相连、另一端伸入绝缘筒内并用螺纹与绝缘筒固定相连,所述上电极与氧化锌电阻片之间设置有弹簧座(5),弹簧座上设置有弹簧(3),所述下电极一端与下法兰密封相连、另一端伸入绝缘筒内与绝缘筒固定相连,所述下电极与氧化锌电阻片之间设置有调整垫片(10)。
2.根据权利要求1所述的一种整体式电气化铁道用支柱绝缘子型避雷器,其特征是:所述上电极和下电极用5A02防锈铝合金制成。
3.根据权利要求1所述的一种整体式电气化铁道用支柱绝缘子型避雷器,其特征是:所述绝缘筒(7)用沃兰布管制成。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112530645A (zh) * 2020-12-19 2021-03-19 醴陵华鑫电瓷科技股份有限公司 一种空心复合绝缘子
CN112735711A (zh) * 2020-12-21 2021-04-30 西安西电避雷器有限责任公司 避雷器总成及其装配工艺
CN113130148A (zh) * 2021-04-02 2021-07-16 句容市凯特电力电器有限公司 一种刚性悬挂耐污伞裙型瓷绝缘子
CN113628939A (zh) * 2021-08-13 2021-11-09 温州益坤电气股份有限公司 一种防顶网过电压保护装置
WO2022088937A1 (zh) * 2020-10-27 2022-05-05 全球能源互联网研究院有限公司 一种可控避雷器用立式晶闸管开关

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2796039Y (zh) * 2005-06-06 2006-07-12 正泰电气股份有限公司 电气化铁道用复合外套金属氧化物避雷器
CN201449824U (zh) * 2009-06-12 2010-05-05 中国西电电气股份有限公司 一种直流融冰装置用避雷器
CN201498289U (zh) * 2009-08-28 2010-06-02 武汉大学 一种10kV支柱避雷器
CN104901163A (zh) * 2015-06-24 2015-09-09 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司 一种±800kv特高压直流输电线路用避雷器装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2796039Y (zh) * 2005-06-06 2006-07-12 正泰电气股份有限公司 电气化铁道用复合外套金属氧化物避雷器
CN201449824U (zh) * 2009-06-12 2010-05-05 中国西电电气股份有限公司 一种直流融冰装置用避雷器
CN201498289U (zh) * 2009-08-28 2010-06-02 武汉大学 一种10kV支柱避雷器
CN104901163A (zh) * 2015-06-24 2015-09-09 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司 一种±800kv特高压直流输电线路用避雷器装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022088937A1 (zh) * 2020-10-27 2022-05-05 全球能源互联网研究院有限公司 一种可控避雷器用立式晶闸管开关
CN112530645A (zh) * 2020-12-19 2021-03-19 醴陵华鑫电瓷科技股份有限公司 一种空心复合绝缘子
CN112735711A (zh) * 2020-12-21 2021-04-30 西安西电避雷器有限责任公司 避雷器总成及其装配工艺
CN113130148A (zh) * 2021-04-02 2021-07-16 句容市凯特电力电器有限公司 一种刚性悬挂耐污伞裙型瓷绝缘子
CN113628939A (zh) * 2021-08-13 2021-11-09 温州益坤电气股份有限公司 一种防顶网过电压保护装置

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