[发明专利]基于地电极局部涂覆的GIL绝缘子表面电荷抑制方法

说明书

本发明涉及一种基于地电极局部涂覆的GIL绝缘子表面电荷抑制方法，在地电极内部涂覆低电导率涂层有助于抑制畸变的电场，从而抑制非平面区的电荷积聚，同时，工艺简单，适用于大面积涂覆，且涂层复合材料价格便宜，有利于大规模生产。

技术领域

本发明属于高电压与绝缘技术领域，涉及一种基于地电极局部涂覆的GIL绝缘子表面电荷抑制方法，用于调控电场分布、防止金属微粒触碰到地电极时产生较强的气体电离。

背景技术

由于我国国土面积广大，气候以及地理环境复杂，大容量长距离的输电线路大都处于气候环境较恶劣的地区，而传统的架空线输电方式易受到污秽和雨雪天气的影响，气体绝缘封闭输电线路(Gas Insulated transmission Line，GIL)作为一种新型的输电线路，具有传输容量大、占地面积少、布置灵活、可靠性高、寿命长、受环境的影响小等众多优点，所以GIL已经在全世界范围内各个电压等级下大量的投入使用。此外，气体绝缘金属封闭开关设备(Gas Insulated Switchgear，GIS)性能优秀，能够满足随着城市化进程对换流、变电站设备提出的更高要求，气体封闭设备已大量使用于交流输电系统，可以预见在不断往前推进的特高压直流工程中，直流GIL和GIS有着巨大的使用潜力。

但是目前对直流GIL和GIS的研究相对比较匮乏，其中包含着大量的工程问题等待人们去发掘。绝缘子是GIL和GIS中的重要组成部分，起到基本的机械固定、电气绝缘和隔离气室等作用。根据以往的经验，盆式绝缘子气固界面的绝缘特性在很大程度上影响着气体绝缘设备的可靠性。在直流电场下，自由电荷通过接触式和非接触式的途径积聚在盆式绝缘子表面，这些积聚于表面的电荷一方面会畸变表面电场；另一方面也为沿面放电提供了种子电荷，从而促进沿面闪络。

目前，普遍认为表面电荷是降低盆式绝缘子气固界面绝缘性能的重要原因之一。此外，在设备的生产、运输、安装以及开关动作过程中，气体绝缘设备中不可避免的会引入一些金属碎屑，运动到绝缘子附近的金属微粒一方面会直接畸变绝缘子表面电场，另一方面会引起绝缘子表面电荷的积聚，对绝缘子的绝缘性能产生严重的危害。据统计，GIL/GIS设备的绝缘故障中大约四成都由金属微粒污染物引起。

因此，为了保障气体绝缘封闭设备的绝缘安全，保证特高压直流输电工程的顺利开展，有必要探寻表面电荷的调控方法，提高绝缘子绝缘性能。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于地电极局部涂覆的GIL绝缘子表面电荷抑制方法。

本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：

一种基于地电极局部涂覆的GIL绝缘子表面电荷抑制方法，其特征在于：所述方法的步骤为：

S1、根据绝缘子的形状建立对应的仿真模型，并通过仿真模拟选定适合的涂层电导率S、涂层涂覆高度h及涂层涂覆厚度d；

S2、步骤S1仿真计算的电导率S范围为2×10^-16S/m～2×10^-14S/m，结合电导率数值，调整涂层中纳米氧化铝含量，获得电导率满足条件的涂层涂料；

S3、根据S1、S2确定的涂层涂料，进行涂层涂料配制，并按照适合的涂覆厚度d和高度h将涂层涂料均匀涂刷在地电极内侧。

而且，所述涂覆厚度d的数值范围为0.1mm～0.7mm。

而且，所述涂覆高度h与绝缘子最高点齐平。

本发明的优点和有益效果为；

1、本发明的本发明的一种基于地电极局部涂覆抑制GIL中绝缘子表面电荷积聚的方法，通过在GIL接地外壳内部涂覆低电导率的涂层，当电导率较低时，会在涂层部分分担较强的电场，减小气体部分的电场强度，从而减少电荷的积聚。