用于高海拔超/特高压输变电工程的防晕型导线间隔棒的制作方法 专利技术说明

发电;变电;配电装置的制造技术1.本发明属于高压输电技术领域，具体涉及用于高海拔超/特高压输变电工程的防晕型导线间隔棒。背景技术：2.导线间隔棒是指安装在分裂导线上，固定各分裂导线间的间距，以防止导线互相鞭击、抑制微风振动和次档距振荡的金具，已成为电网中最为常见的电力金具之一。3.用于高海拔超/特高压输变电工程的导线间隔棒，既要求在机械性能上其线夹须有足够的握力，且在长期运行中不允许松动，整体强度须能耐受线路短路时各分裂导线的向心力和在长期振动下的疲劳；又要求导线间隔棒具有合理的结构，以降低其表面电场强度，使得其在电气性能上能够适应高海拔地区空气稀薄，气压降低，超/特高压输变电工程中金具易起晕、起晕电压低的特点。4.现有的超/特高压输变电工程用多分裂(如四分裂以上、六分裂)导线间隔棒多为常规的多边形结构，其结构主要包括框架和线夹两部分。常规多边形结构的多分裂导线间隔棒，其框架可起到机械支撑的作用，能够保证间隔棒具有足够的握力和向心力。然而，由于超、特高压输变电工程电压等级高，常规结构的导线间隔棒线夹外表面曲率半径不够，其表面电场分布极不均匀，表面场强较高，易发生电晕放电。即使注意和改善常规结构导线间隔棒的加工工艺，对其线夹表面进行倒角和平滑处理，其效果仍不显著；若给常规结构的导线间隔棒加装管状防晕环，又将增大间隔棒自重。常规导线间隔棒用在常规海拔地区的超/特高压输变电工程尚可，但若用在高海拔地区的超/特高压输变电工程则无法满足超/特高压输变电工程防晕要求。技术实现要素：5.为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供用于高海拔超/特高压输变电工程的防晕型导线间隔棒，本发明能够在高海拔地区的超/特高压输变电工程中，满足超/特高压输变电工程防晕要求。6.本发明采用的技术方案如下：7.用于高海拔超/特高压输变电工程的防晕型导线间隔棒，包括间隔棒本体，间隔棒本体包括框架和与框架相连的若干线夹，每个线夹的外部罩设有起屏蔽作用的、空心的防晕球。8.优选的，防晕球与所述线夹固定连接。9.优选的，防晕球与所述线夹焊接。10.优选的，防晕球内部固定设有第一连接板，第一连接板上设有第一通孔，第一连接板通过所述第一通孔套设在线夹与框架连接的第一螺栓上并通过第一螺母固定。11.优选的，防晕球与线夹中所夹导线固定连接。12.优选的，防晕球与线夹中所夹导线之间通过卡箍固定连接，所述卡箍包括第一连接部和第二连接部，防晕球中沿着导线的长度方向、在线夹的两侧均设有所述第一连接部，第一连接部与防晕球内部固定连接，线夹两侧的第一连接部均对应连结有第二连接部。13.优选的，所述防晕球上开设有供线夹穿入的第一开口和供导线穿过的第二开口。14.优选的，所述第二开口靠近第一开口的一侧向第一开口延伸并与第一开口连通。15.优选的，防晕球整体形状为圆球状。16.优选的，间隔棒本体的分裂数为四个以上。17.本发明具有如下有益效果：18.本发明用于高海拔超/特高压输变电工程的防晕型导线间隔棒中，间隔棒本体采用现有结构的间隔棒，本发明在间隔棒本体上每个线夹的外部罩设有起屏蔽作用的、空心的防晕球，由于防晕球为球状结构，相较于线夹，防晕球的曲率半径较大，因此防晕球表面电场分布均匀、场强低，罩设在线夹外部的防晕球可对其内部结构产生静电屏蔽，因此可大幅度地降低间隔棒本体表面的场强，改善间隔棒的电气性能，使得本发明可以满足高海拔地区超/特高压输变电工程防晕要求。附图说明19.图1是本发明实施例中用于高海拔超/特高压输变电工程的防晕型导线间隔棒的结构示意图。20.图2是本发明实施例中采用的间隔棒本体(六分裂导线间隔棒)的结构示意详图。21.图3是本发明实施例用于高海拔超/特高压输变电工程的防晕型导线间隔棒的三维结构图。22.图4是本发明实施例中采用的间隔棒本体(六分裂导线间隔棒)的三维结构图。23.图5(a)是本发明实施例中一种形式的防晕球的结构示意图；图5(b)是本发明实施例中另一种形式的防晕球的结构示意图。24.图6(a)是本发明实施例中另一种形式的间隔棒本体；图6(b)为图6(a)所示间隔棒本体与第二连接部的相对位置关系示意图。25.图7为本发明实施例中第一连接板与线夹连接部位的示意图。26.图8(a)为本发明实施例中在有限元仿真软件comsol中三维仿真计算图3所示结构得到的六分裂导线间隔棒表面电场云图。27.图8(b)为本发明实施例中在有限元仿真软件comsol中三维仿真计算得到的六分裂导线间隔棒表面电场云图(其中防晕球采用图5(a)所示结构，间隔棒本体采用图6(a)所示的结构)。28.图8(c)为本发明实施例中在有限元仿真软件comsol中三维仿真计算得到的六分裂导线间隔棒表面电场云图(其中防晕球采用图5(b)所示结构，间隔棒本体采用图6(a)所示的结构)。29.图9为在有限元仿真软件comsol中三维仿真计算得到的常规结构六分裂导线间隔棒(如图4所示)的表面电场云图。30.图中：1、防晕球；1-1、第一开口；1-2、第二开口；2、间隔棒本体；3、框架；4、线夹；6-1、第一连接部；6-2、第二连接部；7、第一螺栓；8、第一螺母；9、第一连接板。具体实施方式31.下面结合附图和实施例来对本发明做进一步的说明。32.参见图1-图4，本发明用于高海拔超/特高压输变电工程的防晕型导线间隔棒，包括间隔棒本体，该间隔棒本体采用本领域现有常规结构的导线间隔棒，间隔棒本体包括框架3和与框架3相连的若干线夹4，每个线夹4的外部罩设有起屏蔽作用的、空心的防晕球1。参见图1-图4、图6(a)、图6(b)和图7，本发明的间隔棒本体2采用原有传统间隔棒，可起到机械支撑的作用，能够保证本发明用于高海拔超/特高压输变电工程的防晕型导线间隔棒具有足够的向心力和握力，防止因导线受风而产生的导线舞动和互相鞭击，抑制微风振动和次档距振荡。本发明的防晕球1为空心结构，在制作时可采用薄壁结构(防晕球1在能够降低导线间隔棒表面场强、改善电气性能的前提下，可以尽可能薄，具体的壁厚根据实际情况而定，本发明不做具体限定)，可以降低本发明间隔棒整体的自重，节省用料，具有经济性和结构合理性。本发明可在不改变原有传统间隔棒的基础上加带开口的防晕球，相对于常规导线间隔棒加装管状防晕环，更加减轻重量，且减少整体外形尺寸。与此同时，由于防晕球1的静电屏蔽作用，对于处在防晕球内部的导线间隔棒线夹等结构的加工工艺要求可不必和原常规结构一样严苛，可以适当降低要求，减少加工成本和难度。33.本发明技术方案中，防晕球1的固定形式可以为以下两种，一种是防晕球1与线夹4固定连接，另一种是防晕球1与线夹4中所夹导线固定连接。34.当防晕球1与线夹4固定连接时，防晕球1可以与所述线夹4焊接或者通过连接结构固定连接。参见图7，当防晕球1与所述线夹4之间通过连接结构固定连接时，防晕球1内部固定设有第一连接板9，以图7所示方位为例，第一连接板9的下端设有第一通孔，第一连接板9通过所述第一通孔套设在线夹4与框架3连接的第一螺栓7上并通过第一螺母8固定。第一连接板9的上端与防晕球1的内部可以通过焊接固定连接，或者在防晕球1内部固定设置连接片，该连接片与第一连接板9之间通过螺栓固定连接。第一连接板9与防晕球1具体的固定形式可根据实际情况而定，不限于上述两种方式。35.当防晕球1与线夹4中所夹导线固定连接时，可选的一种方式是通过卡箍的形式连接，具体结构介绍如下：防晕球1与线夹4中所夹导线之间通过卡箍固定连接，参见图5(b)和图6(b)，所述卡箍包括第一连接部6-1和第二连接部6-2，如图6(b)所示，防晕球1中沿着导线的长度方向、在线夹4的两侧均设有所述第一连接部6-1，第一连接部6-1与防晕球1内部固定连接，线夹4两侧的第一连接部6-1均对应连结有第二连接部6-2。36.参见图3和图5(a)，防晕球1上开设有供线夹4穿入的第一开口1-1和供导线穿过的第二开口1-2，该类型的防晕球1可以在间隔棒穿导线之前与线夹4连接在一起。37.为了方便现场安装，作为防晕球1的一种改进结构，参见图5(b)和图8(c)，防晕球1上的第二开口1-2靠近第一开口1-1的一侧(以图5(b)的方位为例，指的是第二开口1-2的下侧)向第一开口1-1延伸并与第一开口1-1连通，这种类型的防晕球1可以在现场使用，使用时将导线沿着第二开口1-2靠近第一开口1-1的一端伸入第二开口1-2内，然后将防晕球1固定即可，防晕球1可以与线夹4固定连接或者与线夹4中所夹导线固定连接。38.本发明的技术方案中，防晕球1整体形状为圆球状，该形状的防晕球1有利于均匀电场。39.本发明上述方案可适用于：间隔棒本体的分裂数为四个以上的情形，即间隔棒本体可以为四分裂间隔棒、五分裂间隔棒、六分裂间隔棒等。40.实施例41.图1所示，本实施例用于高海拔超/特高压输变电工程的防晕型导线间隔棒包括带开口的防晕球1和间隔棒本体2，间隔棒本体2采用的是常规结构六分裂导线间隔棒。42.如图2所示，为图1所示间隔棒本体2的结构示意图。其中框架3形状为六角星形支撑结构，充分利用了该结构的框架3可起到机械支撑作用的特点，从而保证六分裂导线间隔棒具有足够的向心力，达到机械性能的要求。线夹4用来固定导线，保证足够的导线分裂间距。六分裂导线经由线夹4穿过导线间隔棒，被固定在六边形的六个顶点上，从而防止因导线受风而产生的导线舞动和互相鞭击，抑制微风振动和次档距振荡。43.图3为图1所示用于高海拔超/特高压输变电工程的防晕型导线间隔棒的三维结构图，图4为图2所示间隔棒本体2的三维结构图。可以看出防晕球1上具有开口，该开口包括供线夹4穿入的第一开口1-1和供导线穿过的第二开口1-2，设计开口能够方便导线穿过以及便于防晕球与其内部六分裂导线间隔棒本体连接。此外，防晕球1上的开孔还便于将电力系统运行过程中产生的热量散发到空气中。44.图5(a)和图5(b)为本实施例提供的两个典型结构的防晕球1的三维结构示意图，若考虑输变电工程中六分裂导线由于弧垂等原因造成导线难以穿过六分裂导线间隔棒，即施工时六分裂导线间隔棒安装不便的问题，可以根据需要选择防晕球的开口形式，可采用图5(b)所示结构的防晕球1，该结构的防晕球可以在现场进行安装；若不考虑弧垂等原因造成导线难以穿过六分裂导线间隔棒的因素，可采用图5(a)所示结构的防晕球1，该结构的防晕球可以提前将防晕球和间隔棒本体预装在一起。同理，间隔棒本体2的结构形式也可根据需要进行选择。45.根据某高海拔特高压变电站图纸进行全场域三维建模并在有限元软件comsol中仿真计算得到的电场特性最严峻位置处本实施例高海拔超/特高压输变电工程的防晕型导线间隔棒表面电场云图见图8(a)-图8(c)，可以看出，该高海拔超/特高压输变电工程的防晕型导线间隔棒表面场强仅为1.39kv/mm，调整结构形式后也仅为1.50kv/mm，其他位置间隔棒表面场强将更低，效果良好。图9为在有限元仿真软件comsol中三维仿真计算得到的电场特性最严峻位置处常规结构六分裂导线间隔棒(如图4所示)的表面电场云图，可以看出常规结构的六分裂导线间隔棒表面场强最大值为2.59kv/mm。相比于常规结构的六分裂导线间隔棒，本发明用于高海拔超/特高压输变电工程的防晕型导线间隔棒表面电场强度降低了46.3％，效果显著。46.从上述方案可以看出，相比于常规的导线间隔棒，本发明用于高海拔超/特高压输变电工程的防晕型导线间隔棒表面场强大幅度地降低，可满足在高海拔地区超/特高压输变电工程的防晕要求。









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