[发明专利]一种配置有内屏蔽电极的特高压直流支柱复合绝缘子

说明书

技术领域

本发明属于特高压直流输电用支柱绝缘子技术领域，具体涉及一种特高压直流支柱复合绝缘子的端部结构。

背景技术

我国能源资源和生产力发展呈逆向分布，西北、西南地区能源蕴藏丰富而负荷少，东部地区经济发达、能源消费量大，资源却十分匮乏。由于西部能源基地与东部负荷中心距离在1000～3000km左右，所以大力开发西部水电、火电资源，实施西电东送，同时实现电力南北互供、全国联网，以实现全国范围内的资源优化配置和能源优化供给，是21世纪中国能源和电力工业建设的基本战略。特高压直流输电是目前解决高电压、大容量、远距离和电网互联的一个重要手段。

在特高压直流电站中，支柱绝缘子用于高压电气设备（平波电抗器、母线和隔离开关等）与接地体之间的绝缘介质和机械连接。目前电站中使用的支柱绝缘子主要有全瓷柱绝缘子、全瓷芯棒复合外套支柱绝缘子、空心套筒复合外套支柱绝缘子以及环氧纤维芯棒复合外套支柱绝缘子。由于复合支柱绝缘子重量轻、体积小、不易破碎、运输安装方便，特别是具有优异的耐污闪和耐湿闪性能，其在电站中得到了广泛的应用。

由于受到电站内高压母线、高压设备、其他浮动电位设备和大地电位分布阻抗的影响，支柱绝缘子的电场分布极不均匀。支柱绝缘子高压侧的电场分布畸变严重，特别是法兰附近的伞群和复合外套表面，承受着比中部伞裙高几倍的电场强度。此外，在绝缘子端部金具、芯棒和复合外套的连接处，由于电场分布十分集中，在雨雾、风尘等污秽条件下，易受到电蚀损，加速绝缘子劣化，甚至造成绝缘子断裂。为此，有必要对支柱复合绝缘子的结构型式加以改进，来改善其电位、电场分布，以达到防止电晕、抑制电蚀损、抑制局部放电、延缓绝缘老化和提高闪络电压的目的，从而保证电站安全可靠运行。

支柱复合绝缘子的电位、电场分布的改善，主要的方法是安装屏蔽环。但在，特高压电站中，由于电压等级较高，支柱绝缘子直径变大，单纯依靠安装屏蔽环的方法，对绝缘子端部金具、芯棒和复合外套三界面处的高场强改善程度有限。

发明内容

本发明的目的在于解决现有高压支柱复合绝缘子及其均压装置存在的问题，提供一种改善支柱复合绝缘子端部电位、电场分布的方法，即配置有内电极的支柱复合绝缘子。

为达到以上目的，本发明的特高压直流支柱复合绝缘子，其包括：多节绝缘子、内屏蔽电极和多个屏蔽环，其特征在于，多节绝缘子中相邻的两节绝缘子之间通过中间法兰连接在一起，在多节绝缘子中最靠近高压端的绝缘子称为第一节绝缘子，在第一节绝缘子的顶端设置有顶端法兰，在第一节绝缘子的尾端和第二节绝缘子的顶端之间设置有上述中间法兰，在距离上述顶端法兰和上述中间法兰各自一定距离处分别安装有屏蔽环，上述内屏蔽电极包括第一内屏蔽电极和第二内屏蔽电极，上述第一内屏蔽电极设置在上述第一节绝缘子的顶端，上述第二内屏蔽电极设置在上述第一节绝缘子的尾端，上述第一内屏蔽电极的一端与上述顶端法兰连接，另一端向上述第一节绝缘子内延伸，上述第二内屏蔽电极的一端与上述中间法兰连接，另一端向上述第一节绝缘子内延伸。

在上述本发明的特高压直流支柱复合绝缘子中，上述屏蔽环、上述第一内屏蔽电极、上述第二内屏蔽电极、上述顶端法兰以及上述中间法兰均为金属材料，上述第一内屏蔽电极与上述顶端法兰电气连接，上述第二内屏蔽电极与上述中间法兰电气连接。

在上述本发明的特高压直流支柱复合绝缘子中，上述屏蔽环包括：在上述顶端法兰之上100-500mm处通过支架安装的、与上述顶端法兰等电位的第一屏蔽环；在上述顶端法兰之下100-500mm处通过支架安装的、与上述顶端法兰等电位的第二屏蔽环；在第一节绝缘子和第二节绝缘子之间的中间法兰之上或者之下0-500mm处通过支架安装的、与该中间法兰等电位的第三屏蔽环。

在上述本发明的特高压直流支柱复合绝缘子中，上述屏蔽环还包括：在上述顶端法兰与上述第二屏蔽环之间且在顶端法兰之下50-200mm处安装的、与上述顶端法兰等电位的第四屏蔽环；在第一节绝缘子和第二节绝缘子之间的中间法兰之上50-200mm处通过支架安装的、与该中间法兰等电位的第五屏蔽环。

在上述本发明的特高压直流支柱复合绝缘子中，上述第一、第二、第三屏蔽环直径为1000-2000mm，管截面直径为120mm-300mm，上述第四、第五屏蔽环直径为400-800mm，管截面直径为40-100mm。