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文檔簡介
1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上用于電力工程的絕緣子 瓦屋山民一、概述(一)絕緣子的定義、作用和組件在電力學(xué)科中,絕緣子的定義是安裝在不同電位的導(dǎo)體之間或?qū)w與地電位構(gòu)件之間,能夠耐受電壓和機(jī)械應(yīng)力作用的器件。絕緣子在電力系統(tǒng)中起著兩個(gè)基本作用,一是支撐導(dǎo)體,承受機(jī)械應(yīng)力的作用;二是防止電流在不同電位的導(dǎo)體之間流動(dòng)或回地,耐受電壓的作用。絕緣子在電力系統(tǒng)中應(yīng)用很廣,一般屬于外絕緣,在大氣條件下工作。架空輸電線路、發(fā)電廠和變電所的母線和各種電氣設(shè)備的外部帶電導(dǎo)體均須用絕緣子支持,并使之與大地(或接地物)或其他有電位差的導(dǎo)體絕緣。在環(huán)境和機(jī)電負(fù)荷條件發(fā)生變化引起各種機(jī)電應(yīng)力變化時(shí),絕緣子不應(yīng)該失效,否則
2、就會影響電力設(shè)備的使用和運(yùn)行壽命。絕緣子一般由絕緣件和金具(金屬附件)用膠合劑膠合或機(jī)械卡裝而成,只有全瓷式瓷橫擔(dān)、蝴蝶式絕緣子、蝴蝶式瓷絕緣子和線軸式瓷絕緣子、拉線絕緣子、鼓形絕緣子、瓷夾板和瓷管等產(chǎn)品為單個(gè)的絕緣件,根據(jù)需要與螺栓、墊圈等其它材料配套安裝。(二) 絕緣子的分類方法與類別。1.按照制造絕緣子的絕緣材料可分為瓷絕緣子,鋼化玻璃絕緣子,合成絕緣子,半導(dǎo)體絕緣子。2.按照絕緣體內(nèi)最短擊穿距離是否小于外部空氣中的閃絡(luò)距離的一半,分為可擊穿型和不可擊穿型。 3.按結(jié)構(gòu)形式可分為柱式(支柱)絕緣子、懸式絕緣子、蝴蝶式絕緣子、針式絕緣子、橫擔(dān)絕緣子、棒形絕緣子和套管絕緣子等。 4.按應(yīng)用場
3、合可分為和電站、電器絕緣子。其中用于線路的可擊穿型絕緣子有針式、蝶形、盤形懸式,不可擊穿型有瓷橫擔(dān)、復(fù)合橫擔(dān)和棒形懸式。用于電站、電器的可擊穿型絕緣子有針式支柱、空心支柱和套管,不可擊穿型有棒形支柱和容器瓷套。 5.按照使用電壓分為低壓(交流1000 V及以下,直流1500 V及以下)絕緣子和高壓(交流1000 V以上,直流1500V以上)絕緣子,其中高壓絕緣子中又有超高壓(交流330kV和500 kV,直流500 kV)和特高壓(交流750kV和1000kV,直流800kV)之分。6.按照使用環(huán)境分為戶內(nèi)絕緣子和戶外絕緣子。根據(jù)上述分類方法,一般將絕緣子分為以下幾類: 1.高壓線路類 高壓線
4、路剛性絕緣子:包括針式瓷絕緣子、瓷橫擔(dān)絕緣子和蝶式瓷絕緣子等,使用時(shí)直接用絕緣子自身的鋼腳或螺栓固定在桿塔上。高壓線路瓷橫擔(dān)絕緣子按結(jié)構(gòu)形式可分為全瓷式、膠裝式、單臂式和V形四種;按安裝形式可分為直立式和水平式兩種;按標(biāo)準(zhǔn)雷電沖擊全波耐受電壓可分為165kV、185kV、250kV、265kV四級(原按50全波沖擊閃絡(luò)電壓可分185kV、2l0kV、280kV、380kV、450kV、6l0kV等六級)。瓷橫擔(dān)用于高壓架空輸配電線路,可代替針式和懸式絕緣子,還可減小電桿和橫擔(dān)長度。高壓線路蝶式瓷絕緣子按額定電壓分6kV、l0kV兩級。用于架空輸配電線路終端,耐張及轉(zhuǎn)角桿上作為絕緣和固定導(dǎo)線之用
5、。同時(shí)也廣泛用作與線路懸式絕緣子相配合,簡化金具結(jié)構(gòu)。高壓線路懸式:包括盤形懸式瓷絕緣子、盤形懸式玻璃絕緣子、瓷拉棒和地線絕緣子等。高壓線路盤形懸式瓷絕緣子分普通型和耐污型兩種。用于高壓和超高壓輸電線路,供懸掛或張緊導(dǎo)線,并使其與桿塔絕緣。懸式絕緣子機(jī)電強(qiáng)度高,通過不同的串組就能適用于各種電壓等級,適用各種強(qiáng)度需要,使用最為廣泛。普通型適用于一般工業(yè)區(qū)。耐污型與普通型絕緣子相比,具有較大的爬電距離和便于風(fēng)雨清洗的造型,適用于沿海、冶金粉末、化工污穢以及較嚴(yán)重工業(yè)污穢地區(qū)。耐污型絕緣子在上述地區(qū)使用時(shí),可以縮小桿塔尺寸,具有較大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。高壓線路盤形懸式玻璃絕緣子與高壓線路盤形懸式瓷絕緣子用途
6、基本相同。玻璃絕緣子具有機(jī)械強(qiáng)度高、耐機(jī)械沖擊、冷熱性能好、壽命長、電氣性能和耐雷擊性優(yōu)良等特點(diǎn),并且在運(yùn)行損壞時(shí),其傘盤自動(dòng)破碎,容易發(fā)現(xiàn),大大減少了絕緣探測工作量。高壓線路瓷拉棒絕緣子,用于l0kV及以下小截面導(dǎo)線的架空電力線路的終端桿、耐張桿及轉(zhuǎn)角桿上,作絕緣和固定導(dǎo)線用??梢源娌糠值酱山^緣子和盤形懸式瓷絕緣子使用。電氣化鐵路接觸網(wǎng)用棒式瓷絕緣子。2、低壓線路類絕緣子低壓線路針式、蝶式、線軸式瓷絕緣子:低壓線路針式瓷絕緣子使用在1kV以下架空電力線路中作絕緣和固定導(dǎo)線用。低壓線路蝶式瓷絕緣子和線軸式瓷絕緣子供配電線路終端、耐張及轉(zhuǎn)角桿上作為絕緣和固定導(dǎo)線用。架空線路拉緊瓷絕緣子:用于
7、交、直流架空配電線路和通信線路終端、轉(zhuǎn)角或大跨距電桿的平衡電桿所受拉力的拉線的上、下把間,使下部拉線與上部拉線絕緣。電車線路用絕緣子:用作電車線路絕緣和張緊導(dǎo)線或用于電車和電站上作導(dǎo)電部分的絕緣和支撐物。通信線路針式瓷絕緣子:用于架空通信線路中絕緣和固定導(dǎo)線。布線用絕緣子:包括鼓形絕緣子、瓷夾板和瓷管等,用于低壓布線。3、高壓電站類絕緣子電站用高壓戶內(nèi)支柱絕緣子:用于工頻額定電壓635kV戶內(nèi)電站、變電所的電器設(shè)備母線和配電裝置上。作為高壓導(dǎo)電部分的絕緣支持物。它一般安裝在海拔高度不超過1000m,環(huán)境溫度為-4040,并應(yīng)在不受污穢和凝露的條件下使用,特殊設(shè)計(jì)的高原型可用于海拔3000m及5
8、000m地區(qū)。戶外針式支柱絕緣子:適用于交流額定電壓為3220kV,安裝地點(diǎn)周圍環(huán)境溫度為-40+40及海拔高度不超過1000m的電器的絕緣部分或配電裝置上,作絕緣和固定導(dǎo)體用。戶外棒式支柱絕緣子:用于高壓電器和高壓配電裝置,起絕緣和固定導(dǎo)體作用。已大量代替戶外針式支柱絕緣子的使用。防污型戶外棒式支柱絕緣子:適用于覆鹽密度在0.1mg/cm²以內(nèi)的中等污區(qū),作為高壓電器和配電裝置的絕緣和固定用。高壓穿墻套管:包括戶內(nèi)穿墻套管、戶外穿墻套管、母線穿墻套管和油紙電容式穿墻套管等。電器瓷套:包括變壓器瓷套、開關(guān)瓷套、互感器瓷套等。變壓器瓷套包括電力變壓器和試驗(yàn)變壓器用套管瓷套及支柱瓷套兩大
9、類。開關(guān)瓷套包括多油斷路器瓷套、少油斷路器瓷套、負(fù)荷開關(guān)瓷套、防爆開關(guān)瓷套、隔離開關(guān)瓷套、空氣斷路器瓷套等。主要用作開關(guān)的高壓引線對地的絕緣及作斷路器絕緣和內(nèi)絕緣的容器?;ジ衅鞔商子米麟娏骰ジ衅骱碗妷夯ジ衅鞯慕^緣元件。(三)絕緣子的性能。1、電氣性能。因等污穢在絕緣子表面附著形成電的通路,被絕緣子兩端電壓擊穿的現(xiàn)象稱為爬電。沿絕緣表面放電的距離即爬電,簡稱爬距。爬電比距是單位電壓的爬電距離,即爬電比距=爬電距離/系統(tǒng)最高電壓,以cm/kV為單位。沿著絕緣表面發(fā)生的破壞性放電稱為閃絡(luò),閃絡(luò)特性是絕緣子的主要電氣性能。對于不同電壓等級,絕緣子的耐受電壓要求各不相同,其指標(biāo)有工頻干、濕耐壓、雷電沖擊
10、耐壓、雷電沖擊截波耐壓、操作沖擊耐壓等。為避免在運(yùn)行中擊穿,絕緣子的擊穿電壓要高于閃絡(luò)。在出廠試驗(yàn)中,可擊穿型的瓷絕緣子一般經(jīng)過火花試驗(yàn),即加高壓使絕緣表面發(fā)生頻繁的火花,維持一定時(shí)間,看是否被擊穿。某些絕緣子還需經(jīng)過電暈試驗(yàn),無線電干擾試驗(yàn),試驗(yàn)和介質(zhì)損耗試驗(yàn)等。高海拔地區(qū)絕緣子,因空氣密度下降而使電氣強(qiáng)度下降,因此,其耐受電壓換算到標(biāo)準(zhǔn)大氣條件時(shí)應(yīng)相應(yīng)提高。污穢絕緣子受潮時(shí)的閃絡(luò)電壓大大低于其干、濕閃絡(luò)電壓,因此,污穢地區(qū)須加強(qiáng)絕緣或采用耐污型絕緣子,其爬電比距應(yīng)較正常型高。直流絕緣子與交流絕緣子比較,其電場分布較差,又有吸附污粒和電解作用,閃絡(luò)電壓較低,一般要求有特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和更大的爬
11、電距離。絕緣子的污閃。在區(qū)、山區(qū)和要道等附近運(yùn)行的絕緣子,常受到工業(yè)污染或自然界灰塵、鳥糞等污染。在干燥情況下,這些附著在絕緣子表面的污染物電阻一般都很大,對運(yùn)行暫時(shí)沒有造成什么危險(xiǎn)。但當(dāng)空氣濕度較大時(shí),絕緣子表面的污染物被濕潤,其表面導(dǎo)電率劇增,使絕緣子在工頻和操作沖擊電壓下的閃絡(luò)電壓顯著降低,甚至可以使絕緣子在工頻電壓下就發(fā)生閃絡(luò)。在毛毛、大霧等不利的天氣條件下,絕緣子表面閃絡(luò)時(shí)發(fā)出“吱吱”聲,在晚上巡查時(shí),可以看到明顯的閃光。這類閃絡(luò)稱為污閃。絕緣子表面污閃的形成。在潮濕污穢的絕緣子表面,在電壓作用下,流經(jīng)絕緣子表面污穢層的泄漏電流使污層加熱。由于污染物在絕緣子表面是分布不均勻的,也由于
12、絕緣子的結(jié)構(gòu)復(fù)雜,造成了各部分電流密度不一樣,污層的加熱也是不平衡的。在密度最大且污層較薄的部分,水分迅速蒸發(fā)、變干,電阻也就增大,沿面電壓的分布亦隨之改變,大部分電壓降落在這些部分。結(jié)果這些部分就可能出現(xiàn)火花放電通道,形成局部電弧。由于火花放電通道的電阻低于原來干燥部分的電阻,使泄漏電流增大,從而使污層進(jìn)一步干燥。與此同時(shí),局部電弧根部附近的表面也迅速受熱變干,使電弧變長。總之,全部表面的干燥將使電阻增大泄漏電流減小,而局部電弧的伸長則使泄漏電流增大。如果總的結(jié)果是泄漏電流減小,則局部電弧將熄滅;如果總的結(jié)果是泄漏電流增大,則局部電弧將繼續(xù)伸長,發(fā)展到沿整個(gè)絕緣子表面的閃絡(luò),以致引發(fā)線路故障
13、。 絕緣子表面污閃的和防止發(fā)生污閃的措施。局部電弧的產(chǎn)生及其參數(shù)與污層分布等因素有關(guān),且具有一定的隨機(jī)性,所以污閃也是一種隨機(jī)事件。電壓增高則污閃的概率增大,因這時(shí)泄漏電流增大,造成由局部電弧發(fā)展為閃絡(luò)。而如果增大絕緣子沿面泄漏距離或爬電距離,則可使泄漏電流減少,從而降低閃絡(luò)的概率。絕緣子表面的干燥過程需要一定的時(shí)間,在短時(shí)過電壓作用下,上述產(chǎn)生污閃的過程來不及發(fā)展,因此閃絡(luò)電壓要比長時(shí)間作用電壓下來得高。尤其是在雷電沖擊電壓下,由于時(shí)間極短,絕緣子表面潮濕和污染實(shí)際上不會對閃絡(luò)電壓產(chǎn)生影響,即和表面干燥時(shí)的閃絡(luò)電壓一致。為了減少污閃事故,保證電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行,應(yīng)當(dāng)根據(jù)不同的大氣污染情況,采
14、取相應(yīng)的絕緣。目前,我國用爬電比距來估計(jì)絕緣子的耐污性能。為了防止爬電,在設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)不同污穢等級選用不同的泄漏比距。在一般無明顯污染地區(qū),絕緣子串采用的最小爬電比距是16mm/kV,對于地區(qū),則按照污染程度劃分不同的等級,分別采用較大的爬電距離。對于運(yùn)行中的線路,為了防止絕緣子的污閃,可以采取以下措施:1)定期對絕緣子進(jìn)行清掃,或采取帶電沖洗的辦法;2)絕緣子表面涂上一層憎水性的防塵涂料。常用的有有機(jī)硅脂、地蠟涂料等。這樣,絕緣子表面就不易形成連續(xù)的水膜,從而減小泄漏電流,使閃絡(luò)電壓不致降低;3)加強(qiáng)絕緣或采用防污絕緣子。加強(qiáng)絕緣最簡單的辦法是增加絕緣子的長度,以增大爬電距離;還可以采用爬電距
15、離比一般絕緣子大得多的防污絕緣子;4)采用新型的半導(dǎo)體釉絕緣子。這種絕緣子釉層的表面電阻率為106108.m,在運(yùn)行中因通過電流而發(fā)熱,使表面始終保持干燥,同時(shí)使表面電壓分布較均勻,從而能保持較高的閃絡(luò)電壓。 的電氣性能故障有閃絡(luò)和擊穿兩種。閃絡(luò)發(fā)生在表面,可見到燒傷痕跡,通常并不失掉絕緣性能;擊穿發(fā)生在絕緣子的內(nèi)部,通過鐵帽與鐵腳間瓷體放電,外表可能不見痕跡,但已失去絕緣性能,也可能因產(chǎn)生電弧使絕緣子完全破壞。對于擊穿,應(yīng)注重檢查鐵腳的放電痕跡和燒傷情況,以便針對不同的情況對設(shè)計(jì)進(jìn)行修改。絕緣子的絕緣電阻測量和判斷。絕緣電阻測量是對瓷絕緣子、鋼化玻璃絕緣子、復(fù)合絕緣子的絕緣電阻的測量。測量的
16、目的是檢查絕緣子的絕緣狀況,發(fā)現(xiàn)絕緣子的絕緣劣化和絕緣擊穿等缺陷。35220kV架空送電線路的絕緣子絕緣電阻測量推薦使用5000V兆歐表進(jìn)行測量。 絕緣電阻合格的標(biāo)準(zhǔn):(1)新裝絕緣子的絕緣電阻應(yīng)大于或等于500M。(2)運(yùn)行中絕緣子的絕緣電阻應(yīng)大于或等于300M。 絕緣子劣化判定原則:(1)絕緣子絕緣電阻小于300M,而大于240M可判定為低值絕緣子。(2)絕緣子絕緣電阻小于240M可判定為零值絕緣子。2、機(jī)械性能。絕緣子在運(yùn)行中常受到導(dǎo)線的重力和張力、風(fēng)力、覆冰重量、絕緣子自重、導(dǎo)線振動(dòng)、設(shè)備操作機(jī)械力、短路電動(dòng)力、地震和其他機(jī)械力的作用,這些力作用于絕緣子的不同部位時(shí)表現(xiàn)為不同的形式,如
17、壓力、拉力、彎矩、扭矩等。有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對機(jī)械性能規(guī)定有嚴(yán)格的要求。 3、熱性能。戶外絕緣子要求有耐受溫度急變的能力。例如瓷絕緣子要求經(jīng)幾次冷熱循環(huán)而不開裂。因有電流通過,其零部件和絕緣件的溫升以及容許短時(shí)電流值均須符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。(四) 不同材料絕緣子的特點(diǎn)。1、瓷絕緣子。瓷絕緣子以鋁礬土、高嶺土、長石等天然礦物為主要原料,經(jīng)過粉碎、按配方比例均勻混合,加工成一定形狀后,在高溫下燒結(jié)而成表面復(fù)蓋有一層玻璃質(zhì)的平滑薄層釉的絕緣子。經(jīng)過這些工藝所制得的絕緣子,是由許多微晶聚集的多晶體構(gòu)成,這就不可避免的存在著晶界。晶界不僅在絕緣子燒結(jié)過程中起著重要作用,而且還對燒結(jié)體物理、化學(xué)性能有很大影響。瓷絕
18、緣子的絕緣體根據(jù)化學(xué)成分分為普通瓷、高硅瓷和高鋁瓷,都具有剛度好、硬度高、抗壓強(qiáng)度高,熔點(diǎn)高、且在高溫下具有極好的化學(xué)穩(wěn)定性,線膨脹系數(shù)比金屬低,當(dāng)溫度發(fā)生變化時(shí),具有良好的尺寸穩(wěn)定性;具有良好的電絕緣性;在高溫下不易氧化,并對酸、堿、鹽具有良好的抗腐蝕能力等特點(diǎn),因此成為使用最早的絕緣子材料。 瓷劣化受多方面因素的影響,既與制造廠家選用的材料、配方、工藝流程有關(guān),也與運(yùn)行環(huán)境以及運(yùn)行中承受的抗電負(fù)荷甚至外力的作用有關(guān)。如果絕緣子在制作過程中配方不當(dāng),工藝流程中原料混合不均勻,焙燒火力不足等,使絕緣子易形成吸濕性氣孔。而結(jié)構(gòu)不合理,或者成型時(shí)失誤、受力不均等,也會使絕緣子內(nèi)部存在內(nèi)應(yīng)力,而導(dǎo)致
19、絕緣子產(chǎn)生裂紋、氣隙,以至劣化。絕緣子與其金屬附件的連接,一般用水泥作為膠合劑。水泥本身吸收水分和CO2后,體積會變大,水泥吸收的水分也會反復(fù)凍結(jié)和融解,促使絕緣子劣化。而水泥干燥、凝結(jié),不但會形成吸濕性氣孔,而且會產(chǎn)生很多的裂縫。瓷和玻璃的物理性能材料密度kg/m介電系數(shù)擊穿強(qiáng)度kV/mm20電阻率.m抗彎強(qiáng)度N/mm²抗拉強(qiáng)度N/mm²抗壓強(qiáng)度N/mm²比熱W/( g.)導(dǎo)熱系數(shù)W/( m.s.)普通瓷230024406725351011709025354005000.840.921.11.7高硅瓷2330242067253010119011530405006
20、000.840.921.11.7高鋁瓷250028006.57.52535101112017045657008000.840.921.11.7高堿玻璃240026006.88.63550101010135070*2038*6007000.840.860.880.96*高堿玻璃經(jīng)過鋼化處理后,抗彎強(qiáng)度提高23倍,抗拉強(qiáng)度提高34倍。2、鋼化玻璃絕緣子。玻璃屬于非晶體結(jié)構(gòu),是沒有固定熔點(diǎn)的硅酸鹽化合物,結(jié)構(gòu)致密,質(zhì)地均勻,產(chǎn)生于易控制的連續(xù)生產(chǎn)工藝。鋼化玻璃一般用鋼化能力系數(shù)大的高堿玻璃制造,SiO2是構(gòu)成玻璃的骨架,其他氧化物填充于骨架之中,并由化學(xué)鍵連接起來,相互作用大,不易被電場極化,表現(xiàn)出
21、很好的惰性,是理想的絕緣材料。用來制造玻璃絕緣子的原料,就其本身成份來說,比制造電瓷用的原料更為穩(wěn)定,為穩(wěn)定玻璃的電氣特性和機(jī)械特性創(chuàng)造了良好的條件。由于玻璃的透明性,在外形檢驗(yàn)時(shí)容易發(fā)現(xiàn)細(xì)小裂縫以及各種內(nèi)部缺陷和損傷。鋼化玻璃絕緣子的絕緣件。將成型的普通玻璃絕緣件加熱至接近軟化點(diǎn)時(shí),在玻璃表面急速冷卻,使壓縮應(yīng)力分布在玻璃表面,而張引應(yīng)力則在中心層,因?yàn)橛袕?qiáng)大的壓縮應(yīng)力,使外壓所產(chǎn)生的張引應(yīng)力被玻璃強(qiáng)大的壓縮應(yīng)力所抵消,就成為鋼化玻璃絕緣子的絕緣體。通過鋼化處理,有三個(gè)作用:。 強(qiáng)度提高:鋼化后玻璃的機(jī)械強(qiáng)度、抗沖擊性、抗彎強(qiáng)度能夠達(dá)到普通玻璃的24倍,彎曲抗壓強(qiáng)度不小于122.5N/mm&
22、#178;。熱穩(wěn)定性提高:鋼化玻璃可以承受巨大的溫差而不會破損,抗拒變溫差能力是同等厚度普通玻璃的3倍,可承受200的溫差變化。安全性提高:鋼化玻璃受強(qiáng)力破損后,迅速呈現(xiàn)微小鈍角顆粒,從而最大限度地保證人身安全。因?yàn)橛貌Aa(chǎn)形狀復(fù)雜的和大型的制品比較困難,一般多限于生產(chǎn)線路絕緣子。 由于玻璃絕緣子表層的機(jī)械強(qiáng)度高,使表面不易發(fā)生裂縫。玻璃的電氣強(qiáng)度一般在整個(gè)運(yùn)行期間保持不變,并且其老化過程比瓷要緩慢得多,因此玻璃絕緣子主要由于自損壞而報(bào)廢,在運(yùn)行第一年內(nèi)發(fā)生,可是瓷絕緣子的缺陷只有在運(yùn)行幾年以后才開始發(fā)現(xiàn)。這里所說的老化是指電氣性能老化,即介質(zhì)在電場的長時(shí)間作用下,會逐漸發(fā)生某些物理化學(xué)變化
23、而使介質(zhì)發(fā)生不可逆的劣化,最終導(dǎo)致介質(zhì)被擊穿。根據(jù)法國塞迪維爾公司對馬來西亞132kV輸電線路運(yùn)行了27年后的絕緣子的測試,其機(jī)械和電氣性能都無明顯改變。而同期使用的瓷絕緣子,在運(yùn)行一段時(shí)間后,其機(jī)電性能明顯下降。 采用鋼化玻璃絕緣子,可以取消在運(yùn)行過程中對絕緣子進(jìn)行的帶電定期預(yù)防性試驗(yàn)。這是因?yàn)殇摶AУ拿糠N損壞都會造成絕緣子的破壞,運(yùn)行人員在地面或在直升機(jī)上巡線時(shí)很容易發(fā)現(xiàn)它,無需登桿逐片檢測,降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。當(dāng)絕緣子損壞時(shí),鋼帽和鐵腳附近的玻璃碎片被卡住,絕緣子剩余部分的機(jī)械強(qiáng)度足以防止絕緣子串?dāng)嗝摗?在運(yùn)行中玻璃遭受雷電燒傷的新表面仍是光滑的玻璃體,并有鋼化內(nèi)應(yīng)力保護(hù)層,因此,它
24、仍保持了足夠的絕緣性能和機(jī)械強(qiáng)度。鋼化玻璃強(qiáng)度雖然比普通玻璃強(qiáng),但是在溫差變化大時(shí)有(自己破裂)的可能性。的自爆原因可能有以下幾種: 1) 制造原因:玻璃中含有雜質(zhì)和結(jié)瘤,若分布在內(nèi)張力層即可在較短時(shí)間3060天內(nèi)發(fā)生自爆。2) 質(zhì)量原因:運(yùn)行中的絕緣子因含有雜質(zhì),分布在外張力層,即在冷熱溫差狀態(tài)下,特別是突然冷卻時(shí),并在穩(wěn)定機(jī)械荷載下,在12年內(nèi)會發(fā)生自爆。3) 零值自爆:運(yùn)行中因表面積污嚴(yán)重,受潮后引起局部放電或單片爬電導(dǎo)致發(fā)熱,引起絕緣下降,而發(fā)生自爆。3、復(fù)合絕緣子。是由絕緣芯棒、硅橡膠傘套以及兩端的連接金具三個(gè)部分組成。絕緣芯棒是環(huán)氧樹脂玻璃纖維引拔棒的簡稱,它是復(fù)合絕緣子
25、的骨架,起著支撐傘套、內(nèi)絕緣、聯(lián)接兩端金具,以及承受機(jī)械負(fù)荷等多重作用,具有很高的抗張強(qiáng)度,一般可達(dá)600MPa以上,是普通鋼材的2倍,瓷材料的58倍,并具有良好的介電性能和耐化學(xué)侵蝕性,還有良好的抗彎曲疲勞,抗蠕變和抗沖擊性。硅橡膠傘套是以高分子聚合物硅橡膠為基體,輔以阻燃劑,抗老化劑,偶聯(lián)劑等填料經(jīng)高溫高壓硫化而成,具有良好的憎水性和遷移性,以及良好的耐腐蝕,耐老化,電絕緣等性能,并且具有很高的污閃電壓和耐碎性能,電壓分布均勻,與瓷相比其在同等條件下閃絡(luò)電壓是瓷的2倍以上。主要起著保護(hù)芯棒,遮擋雨雪,增大爬電距離和產(chǎn)品外絕緣的作用。聯(lián)接金具與芯棒連在一起,通過別的金具把導(dǎo)線連接于桿塔的掛線
26、點(diǎn)上。二、架空線路類 中所用絕緣子,常用的有懸式絕緣子、針式絕緣子、蝶式絕緣子、瓷橫擔(dān)絕緣子和拉緊絕緣子等。懸式絕緣子據(jù)其絕緣件的形狀又分為盤形和棒形等型式。(一) 盤形懸式絕緣子。盤形懸式絕緣子也稱為懸瓶,由絕緣件(如瓷件、玻璃件)和金屬附件(鋼腳、鐵帽)用膠合劑膠合而成。將瓷體與附件膠合連接的材料,一般利用高標(biāo)號的硅酸鹽水泥,配合瓷粉瓷砂作為填充材料。盤形懸式絕緣子有多種承受張力級別,最大機(jī)電破壞負(fù)荷達(dá)到500kN以上,可分別滿足不同導(dǎo)線的荷載要求,有多種傘型結(jié)構(gòu)以適應(yīng)不同的電流種類和環(huán)境,因此可以根據(jù)不同電壓、不同荷載和環(huán)境條件的需要組裝成串,而在輸電線路中普遍使用。 盤形懸式絕緣子的結(jié)
27、構(gòu) 球型連接 槽型(C型)連接 混合型(T型)連接懸式瓷分為交流系統(tǒng)用和直流系統(tǒng)用兩種。高電阻絕緣材料配方、特殊的傘形結(jié)構(gòu)和金屬附件的防腐蝕設(shè)計(jì)都需要滿足交流和直流輸電對產(chǎn)品老化的性能的苛刻要求。1、盤形懸式絕緣子的連接方式。盤形懸式絕緣子的連接方式有球窩型連接和槽型連接。球窩型連接的鐵帽上端為碗頭(球窩),鋼腳下端為球頭,絕緣子與絕緣子之間或絕緣子與金具之間連接時(shí),將球頭套入球窩后穿入W型或R型鋼銷防止脫落。球窩連接沒有方向性,撓度大,可轉(zhuǎn)動(dòng),并且裝卸方便,有利于帶電作業(yè),通常多采用這種連接結(jié)構(gòu)。槽型的鐵帽上端為雙聯(lián)板,鋼腳下端為單聯(lián)板,絕緣子與絕緣子之間或絕緣子與金具之間用帶開口銷孔的圓柱
28、銷或螺栓連接。槽型結(jié)構(gòu)金具較簡單,一般用在架空地線和配電線路上。為了適應(yīng)特殊情況的需要,許多廠家還生產(chǎn)一種混合型的絕緣子,其鐵帽上端為碗頭,鋼腳下端為法蘭。為了防止金屬附件的腐蝕,鐵帽和鋼腳等鐵件都采用熱鍍鋅處理,大負(fù)荷絕緣子的R型鋼銷用不銹鋼制造。2、絕緣件的傘型。為了給各種不同地區(qū)和不同電流種類線路的使用提供合理的選擇方案,懸式有多種傘形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 普通型懸式。該傘形的是使用歷史最悠久的一種懸式,它的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)形狀簡單,造價(jià)低,適合清潔地區(qū)選擇使用。它們通常被使用在交流輸電線路上。 鐘罩型(H型)懸式。該傘形有著較長的傘下棱,產(chǎn)品可以實(shí)現(xiàn)較大的爬電距離,傘下的內(nèi)腔不易受潮,有較高的污穢耐受
29、電壓,更適合在沿海、多霧潮濕和鹽堿地區(qū)的交、直流輸電線路上使用。耐污型鋼化玻璃多采用這種傘型。草帽型(M型)懸式。這種傘形的也被稱作“空氣動(dòng)力型(A型)”, 傘下光滑無棱,流線型結(jié)構(gòu),自潔性很好,積污量小,它們適應(yīng)各種運(yùn)行條件尤其是重污穢、高海拔和沙漠干燥地區(qū)的交、直流輸電線路。該種產(chǎn)品的傘盤直徑特別的大,使用特點(diǎn)是將其穿插在交、直流線路懸垂串的上部和中部,特大的盤徑結(jié)構(gòu)可以起到抑制冰溜和鳥糞造成的線路污閃絡(luò)情況發(fā)生。普通型 鈡罩型(H型) 草帽型(M型)(空氣動(dòng)力型(A型) 雙傘型 三傘型 懸垂式地線 耐張式地線雙傘型、三傘型(W型)懸式。這兩種形狀的產(chǎn)品因傘下平滑無棱并成開放形,因此其風(fēng)雨
30、自潔性能好,自然積污率低,再加上較大的爬電距離,使產(chǎn)品具有良好的污耐壓水平,在多粉塵的環(huán)境下使用更能發(fā)揮傘形結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性。耐污型瓷多采用這兩種傘型。 3、盤形懸式絕緣子的型號。中國現(xiàn)行的盤形懸式絕緣子的型號由字母和數(shù)字組成,其代表意義如下表所示。絕緣材料型式傘型額定負(fù)荷類別設(shè)計(jì)序號-額定負(fù)荷連接方式L-鋼化玻璃瓷不表示X-懸式XD-地線用懸式W-雙、三傘型H-鈡罩型M-草帽型普通型不表示P-按機(jī)電破壞負(fù)荷值表示數(shù)字,首次設(shè)計(jì)不表示kN數(shù)C-槽形球窩形不表示T-鐵帽球窩鐵腳法蘭例如,XP-70表示普通型懸式瓷絕緣子,機(jī)電破壞負(fù)荷不小于70kN。LYHP-100表示鈡罩型懸式鋼化玻璃絕緣子,機(jī)電破
31、壞負(fù)荷不小于100kN。由于生產(chǎn)廠不同,所編制的產(chǎn)品型號也有所變化。近年來,絕緣子生產(chǎn)廠引進(jìn)了不同的鋼化玻璃絕緣子生產(chǎn)線,使鋼化玻璃絕緣子的產(chǎn)品型號呈現(xiàn)多樣化的現(xiàn)象,下面列出了懸式鋼化玻璃絕緣子幾種型號的對照表。標(biāo)準(zhǔn)型機(jī)械破壞負(fù)荷主要技術(shù)參數(shù)(mm)型號結(jié)構(gòu)高度盤徑泄漏距離IEC國際電工南京電氣自貢塞迪維爾天津迪艾夫40kN110175190LXY-40100LXY1-4070kN127195可用LXY-70替代TU70/127/VRCG140TU70/140/VRCG146TU70/146/VRCG146255320U70BLLXY1-70FC70/146TU70/146/CG127U70B
32、SLXY2-70FC70/127TU70/127/CG100kN146U100BLLXY-100FC100/146TU100/146/VMCG127U101BSFC100/127TU100/127/VMCG120kN146U120BLLXY-120FC120/146TU120/146/CG127U120BSFC120/127TU120/127/CG160kN170280400U160BLLXY-160FC160/170155U160BLXY3-160FC160/155146U160BSLXY4-160FC160/146170380TU160/170/CG155TU160/155/CG146TU
33、160/146/CG210kN170400U210BLXY3-210FC210/170TU210/170/CG450LXY4-210240kN400LXY-240FC240/170450LXY2-240380TU240/170/CG300kN195320485U300BLXY3-310FC300/195TU300/195/CG400kN205360550U400BLXY-400FC400/205530kN240380600LXY-530防污型機(jī)械破壞負(fù)荷主要技術(shù)參數(shù)(mm)型號結(jié)構(gòu)高度盤徑泄漏距離IEC國際電工南京電氣自貢塞迪維爾天津迪艾夫70kN146255400LXHY4-70FC70P/
34、146TU70/146/VLMCG280450U70BLPLXHY5-70FC70P/146TU70P/146/VLMCG320550LXHY6-70FC70PL/146330612FC70SPE/146100 kN255400LXHY-100FC70P/146TU100/146/VLMCG280450U100BLPLXHY4-100FC100P/146TU100P/146/VLMCG320550LXHY5-100FC100PL/146330612FC100SPE/146120 kN255400LXHY-120FC12P/146TU120/146/VLCG280450U120BLPLXHY4-
35、120FC120P/146TU120P/146/CG320550LXHY5-120FC120PL/146330612FC120SPE/146615TU120F/146/CG160 kN155280450LXHY3-160FC16P/155TU160/155/VLCG170LXHY4-160FC16P/170TU160/170/VLCG320550LXHY5-160TU160/170/CG155330LXHY6-160TU160P/155/CG146U160BPFC160P/155170U161BSPFC160P/146146U162BLPFC160P/170155615TU160F/146/C
36、G210 kN170TU160F/155/CGTU160F/170/CG320550LXHY3-210TU210P/170/CG240 kN280450FC21P/170300 kN195330550U210BPFC210P/170606TU210F/170/CG320550LXHY3-240TU240P/170/CG330FC240P/170300 kN195340LXHY-300380635LXHY3-300690U300BPFC300P/195320600TU300/195/VLCG4、地線。地線用于支持架空線路中的地線,由和保護(hù)間隙兩部分組成。當(dāng)線路正常運(yùn)行時(shí)保護(hù)地線與鐵塔絕緣,減少輸
37、電能量損耗和開通地線載波通訊;當(dāng)?shù)鼐€出現(xiàn)過電壓時(shí),保護(hù)間隙放電,地線與鐵塔導(dǎo)通,發(fā)揮各種防護(hù)作用。地線根據(jù)安裝形式和電極結(jié)構(gòu)可分為懸垂式和耐張式兩種?,F(xiàn)行規(guī)范所列地線的型號,懸垂式地線瓷有XDP-70C和 XDP-100C兩種,耐張式地線瓷有XDP-70CN和 XDP-100CN兩種。XDP表示高壓架空線路絕緣地線用盤形懸式瓷絕緣子,70和100為機(jī)電破壞負(fù)荷的kN數(shù),C表示槽型結(jié)構(gòu),N表示耐張式(懸垂式不表示)。5、絕緣子串的形式與片數(shù)。絕緣子串的組裝形式基本分為懸垂絕緣子串和耐張絕緣子串兩大類。懸垂絕緣子串用于直線桿塔上。在一般情況下,采用單串懸垂絕緣子串就能滿足設(shè)計(jì)要求,其組裝形式如圖(
38、a)所示。當(dāng)線路跨越山谷、河流、重冰區(qū)或重要交通道路以及線路導(dǎo)線的綜合荷載很大,超過了單串絕緣子串所允許的荷載范圍,在這種情況下需采用雙串懸垂絕緣子串,如圖(b)所示。V形絕緣子串用以控制絕緣子串的風(fēng)偏角,可以解決搖擺角過大的問題,如圖(c)所示。懸垂絕緣子串和耐張絕緣子串耐張絕緣子串用于耐張、轉(zhuǎn)角和終端桿塔,承受導(dǎo)線的全部張力。當(dāng)導(dǎo)線截面在185mm²及以下時(shí),普遍采用單串耐張絕緣子串,如圖(d)所示。當(dāng)導(dǎo)線截面較大或遇到特大檔距,導(dǎo)線張力很大時(shí),可采用雙串或三串耐張絕緣子串,如圖(e)和(f)所示。耐張、轉(zhuǎn)角和終端桿塔兩側(cè)導(dǎo)線用跳線連接,如圖(g)所示。圖中跳線絕緣子串,用以限制
39、跳線的風(fēng)偏角,保證跳線對桿塔各部分空氣間隙的要求。在海拔高度1000m以下地區(qū),操作過電壓及雷電過電壓要求的懸垂絕緣子串絕緣子片數(shù),不應(yīng)少于表列的數(shù)值。耐張絕緣子串的絕緣子片數(shù)應(yīng)在表列的基礎(chǔ)上增加,對330kV及以下送電線路增加1片,對500kV送電線路增加2片,對750kV送電線路不需增加。 懸垂絕緣子串的最少片數(shù)標(biāo)稱電壓(kV)35110220330500750單片絕緣子高度(mm)146146146146155170絕緣子片數(shù)(片)3713172532為保持高桿塔的耐雷性能,全高超過40m有地線的桿塔,高度每增加10m,應(yīng)比表列值增加1片同型絕緣子,全高超過100m的桿塔,絕緣子片數(shù)應(yīng)根
40、據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)結(jié)合計(jì)算確定。由于高桿塔而增加絕緣子片數(shù)時(shí),雷電過電壓最小間隙也應(yīng)相應(yīng)增大。絕緣配合設(shè)計(jì)可采用爬電比距法,也可采用污耐壓法,選擇合適的絕緣子型式和片數(shù)。當(dāng)采用爬電比距法時(shí),絕緣子片數(shù)應(yīng)按下式計(jì)算:式中 n海拔高度1000m時(shí)絕緣子所需片數(shù); 爬電比距,cm/kV; U系統(tǒng)標(biāo)稱電壓,kV; L01單片絕緣子的幾何爬電距離,cm; K0絕緣子爬電距離的有效系數(shù),主要由各種絕緣子幾何爬電距離在試驗(yàn)和運(yùn)行中污耐壓的有效性來確定,并以XP-70、XP-160型絕緣子為基礎(chǔ),其K0值取為1。 高海拔地區(qū)懸垂絕緣子串的片數(shù),宜按下式計(jì)算 (1-3)式中 nh高海拔地區(qū)每聯(lián)絕緣子數(shù)量,片;n海拔10
41、00m以下地區(qū)絕緣子數(shù)量,片; H海拔高度,km;m1反映氣壓對于污閃電壓的影響程度的特征指數(shù),數(shù)值由試驗(yàn)確定。各種絕緣子的m1參考值試品材料m1試品尺寸鹽密0.05mg/cm²鹽密0.2mg/cm²平均值盤徑(mm)結(jié)構(gòu)高度(mm)爬電距離(cm)表面積(cm²)重量(kg)機(jī)械強(qiáng)度(kN)1#瓷0.660.640.6528017033.21730.278.52102#0.420.340.3830017045.92784.8611.52103#0.280.350.3232019545.93025.9813.53004#0.220.400.3134017053.0
42、3627.0412.12105#玻璃0.540.370.4528017040.52283.397.22106#0.360.360.3628019549.23087.6410.63007#0.450.590.5232019549.33147.411.33008#0.300.190.2538014536.52476.675.21209#復(fù)合0.180.420.306、覆冰時(shí)絕緣子串的冰閃與防止。覆冰串的最低交流閃絡(luò)電壓隨串長或絕緣子片數(shù)的增大而增大,但由于長串的電壓分布影響以及覆冰后加劇了電壓分布的不均勻,因而最低冰閃電壓與串長呈較為明顯的飽和特性曲線。棒形懸式和支柱絕緣子及變電所用高壓設(shè)備套管,
43、因其裙間空氣間隙比懸式絕緣子小,特別是耐污型絕緣子的裙間隙更小,他們在重覆冰區(qū)的電氣強(qiáng)度將會降低。因此,重覆冰地區(qū)應(yīng)選用裙間距大、結(jié)構(gòu)高的絕緣子。 從絕緣子的結(jié)構(gòu)形式來看,在覆冰不太嚴(yán)重、冰凌未橋接傘裙間空氣間隙時(shí),耐污型絕緣子串的最低冰閃電壓比普通絕緣子高;但當(dāng)冰凌完全橋接傘裙空氣間隙時(shí),耐污型絕緣子的傘裙被冰凌短接。因此,從防冰角度考慮,耐污型絕緣子對覆冰這種特殊污穢形式并不能體現(xiàn)其優(yōu)越性。 運(yùn)行中的覆冰絕緣子串發(fā)生閃絡(luò)的主要過程是,被冰凌橋接的絕緣子串處于融冰狀態(tài)時(shí),電導(dǎo)率高的融冰水形成水簾,導(dǎo)致絕緣子串裙邊之間形成閃絡(luò)通道,從而發(fā)生絕緣子串閃絡(luò)。因此,阻斷絕緣子串裙邊融冰水
44、形成水簾是防止絕緣子串發(fā)生冰閃的一種有效方法。而絕緣子串水平懸掛、型串、斜向懸掛等均是阻隔融冰水形成水簾的重要方法。 (二) 棒形懸式復(fù)合絕緣子1、概述。棒形懸式復(fù)合絕緣子由芯棒、傘裙護(hù)套(粘接層)、聯(lián)接金具幾部分組成。芯棒和金屬端頭有很強(qiáng)的抗張和抗彎強(qiáng)度,用有機(jī)材料制作的傘盤具有良好的憎水性和抗污閃能力。適用于高壓輸電線路,尤其適用于污穢地區(qū),能有效地防止污閃事故。在線路電壓和破壞負(fù)荷相同時(shí),棒形復(fù)合絕緣子的重量只有懸式絕緣子串的1/61/10,安裝和更換都比較容易。這些優(yōu)點(diǎn)使之成為目前廣泛使用的瓷絕緣子的換代產(chǎn)品。棒形復(fù)合絕緣子比強(qiáng)度(拉伸強(qiáng)度與質(zhì)量之比)高,具有優(yōu)良的耐污閃特性,但存在界
45、面內(nèi)擊穿和芯棒脆斷的可能,而且有機(jī)復(fù)合材料的使用壽命和端部連接區(qū)的長期可靠性尚未取得共識。芯棒是由樹脂粘接上百萬根玻璃纖維沿軸線平行排列而形成的玻璃鋼棒,抗拉強(qiáng)度高于600MPa,是高強(qiáng)度瓷的35倍,相當(dāng)于優(yōu)質(zhì)炭素鋼,具有良好的抗撓和抗疲勞性,承受合成絕緣子的機(jī)械負(fù)荷,是內(nèi)絕緣的主要部分,選用蠕變小的增強(qiáng)纖維和樹脂,確保芯棒有良好的機(jī)械和電氣性能。 某廠生產(chǎn)的棒形懸式復(fù)合絕緣子結(jié)構(gòu)圖芯棒受潮將發(fā)生水解反應(yīng),降低合成絕緣子的機(jī)械強(qiáng)度,引發(fā)掉串事故,因此確保芯棒不受潮是合成絕緣子安全運(yùn)行的基本條件。傘裙護(hù)套是以硅橡膠為基體,添加偶聯(lián)劑、阻燃劑、抗老化劑等填充料經(jīng)高溫加壓硫化而成,是合成絕緣子良好的
46、外絕緣。硅橡膠傘裙護(hù)套具有良好的憎水性,使水份在其表面形成水珠狀而難形成連續(xù)水膜,其憎水性遷移加強(qiáng)了合成絕緣子的防污能力。由于硅橡膠分子作用,傘裙護(hù)套上的污穢層表面也具有憎水性,而且其憎水性在局部電弧等因素下短時(shí)失效后很快又能恢復(fù),大大提高了合成絕緣子的污閃電壓,相同泄漏距離及污穢程度下的污閃電壓是瓷絕緣子串的2倍以上,這一優(yōu)良的抗污特性使合成絕緣子廣泛應(yīng)用于線路的防污調(diào)爬中。同時(shí)硅橡膠傘裙護(hù)套具有優(yōu)良的耐老化性、阻燃性、耐漏電起痕及電蝕損性,抗撕裂,并保護(hù)芯棒不受外部環(huán)境的侵蝕。因制造工藝不同,有的產(chǎn)品的芯棒與護(hù)套、傘裙與護(hù)套之間存在粘接層,如擠包護(hù)套穿傘工藝,粘接層和電場同方向,是絕緣的薄
47、弱環(huán)節(jié),因粘接材料和粘接工藝的的原因曾造成絕緣內(nèi)界面受潮發(fā)生局部放電刺穿整支喪失絕緣的情況,應(yīng)加以注意。傘裙護(hù)套整體真空注射的工藝,減少了內(nèi)絕緣界面,有益于改善合成絕緣子的內(nèi)絕緣。聯(lián)接金具作為合成絕緣子的一部分,與芯棒連在一起,通過別的金具連接于掛線點(diǎn)和導(dǎo)線。芯棒與聯(lián)接金具的結(jié)構(gòu)可分為粘接式、壓接式和楔接式三類,承受和傳遞全部機(jī)械負(fù)荷。粘接式由于粘接劑有老化問題和低溫變脆等不足已較少采用。壓接式因壓接機(jī)械和工藝提高,采用較多,但需注意金具和芯棒的熱膨脹系數(shù)差別會降低承載力。楔接式分為內(nèi)楔和外楔,內(nèi)楔會破壞芯棒的完整,但連接強(qiáng)度穩(wěn)定、工藝簡單,應(yīng)用較多。外楔因連接強(qiáng)度不穩(wěn)定及工藝復(fù)雜,已較少采用
48、。一般220kV及以上電壓等級的合成絕緣子裝配12只均壓環(huán),使電場分布均勻,防止高壓電場加速復(fù)合絕緣子端部老化,并在過電壓時(shí)有引弧作用,縮短放電時(shí)間,確保傘裙表面不被電弧灼傷,因而對均壓環(huán)的安裝須要求嚴(yán)格操作。 復(fù)合爬電比距的選擇,國內(nèi)外均有2種意見:一是考慮表面材質(zhì)憎水性的劣化,取11;二是綜合當(dāng)前各國運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),比距可適當(dāng)減少,如復(fù)合絕緣子可取瓷絕緣子的2/3或3/4。為規(guī)范復(fù)合絕緣子的外形尺寸,JB/T8460行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和國調(diào)中心“復(fù)合絕緣子使用指導(dǎo)性意見”統(tǒng)一要求:0-II級污穢地區(qū),比距為20 mm/kV;III-IV級污穢地區(qū),比距為25 mm/kV。實(shí)際上,這一規(guī)定,對于清潔區(qū)和一般
49、污穢地區(qū),高于GB/T16434的要求;對于重污區(qū),就是瓷的3/4。一般取值是在輕、中污區(qū)復(fù)合絕緣子的爬電距離不宜小于盤型絕緣子;在重污區(qū)其爬電距離不應(yīng)小于盤型絕緣子最小要求值的3/4且比距不應(yīng)小于2.8cm/kV; 110kV及以上電壓等級輸電線路的復(fù)合絕緣子均采用均壓環(huán)以改善復(fù)合絕緣子電場分布。110kV級復(fù)合絕緣子高壓端配一個(gè)均壓環(huán);220 kV復(fù)合絕緣子配兩個(gè)均壓環(huán),均壓環(huán)外徑 250300mm、管徑3040mm,抬頭距離 2530mm;220kV以上復(fù)合絕緣子兩端都應(yīng)加均壓環(huán),其有效絕緣長度需滿足雷電過電壓的要求。均壓環(huán)采用開口環(huán)加放電極,便于折卸更
50、換。生產(chǎn)工藝和質(zhì)量問題或硅橡膠相對較快的老化也常使運(yùn)行中的復(fù)合絕緣子發(fā)生故障。故需帶電檢測運(yùn)行中的復(fù)合絕緣子,以預(yù)先發(fā)現(xiàn)其缺陷,及時(shí)防止缺陷發(fā)展成事故。目前,國外帶電檢測復(fù)合的研究十分活躍,采用的檢測技術(shù)主要有觀察法、紫外成像法、紅外成像法、電場法。這些方法都可實(shí)現(xiàn)復(fù)合絕緣子的帶電檢測,但各有局限性,可根據(jù)實(shí)際情況選用。2、棒形懸式復(fù)合絕緣子的型號。中國現(xiàn)行的棒形懸式復(fù)合絕緣子的型號由字母和數(shù)字組成,其代表意義如下表所示。絕緣材料型式傘型設(shè)計(jì)序號-額定電壓/額定負(fù)荷F-復(fù)合材料XB-棒形懸式W-大小傘型kV數(shù)/kN數(shù)例如,F(xiàn)XBW4-220/100表示棒形懸式復(fù)合絕緣子,大小傘型,設(shè)計(jì)序號4,
51、額定電壓220kV,機(jī)電破壞負(fù)荷不小于100kN。由于生產(chǎn)廠不同,所編制的產(chǎn)品型號也有所變化。3、復(fù)合絕緣子使用注意事項(xiàng)。復(fù)合絕緣子按照一定的方式使用,防止出現(xiàn)一些不必要的故障,影響正常的使用性能和價(jià)值。出現(xiàn)故障時(shí),要作好記錄以便分析改進(jìn)。具體內(nèi)容包括:電壓等級;裝置地點(diǎn);故障日期;故障原因(污閃、雷擊、不明)、故障性質(zhì)(閃絡(luò)、擊穿、機(jī)械故障)、損壞部位(均壓環(huán)放電極、傘裙、傘盤、芯棒端部介面、端部金屬件等)。 輸電線路調(diào)爬或改造過程中,使用加長型復(fù)合絕緣子,應(yīng)注意校核導(dǎo)線弧垂、風(fēng)偏等技術(shù)參數(shù)。目前局部廠家生產(chǎn)的膠裝式整體注射成型復(fù)合絕緣子,金具接頭較短,
52、對于相同結(jié)構(gòu)高度,可令其干弧距離足夠長,這是解決普通型復(fù)合絕緣子的雷擊閃絡(luò)問題的較好途徑。輸電線路全線采用復(fù)合絕緣子后,其耐雷水平趨于穩(wěn)定,而雷電波沿輸電線路入侵變電站母線的概率相應(yīng)增大。 110kV復(fù)合絕緣子在高壓端配一個(gè)均壓環(huán),其 50% 雷電沖擊閃絡(luò)電壓比不帶均壓環(huán)的下降了 1.5%3% 左右。但采中長型復(fù)合絕緣子后,傘裙電壓分布又得到改善,高壓端芯棒與金具連接處的場強(qiáng)有所降低,既起到傘裙和端部金具不易嚴(yán)重?zé)齻淖饔?,又有利于均壓環(huán)的運(yùn)行維護(hù)。 如運(yùn)行中的復(fù)合絕緣子因遭雷擊發(fā)生沿面閃絡(luò),但線路重合成功,經(jīng)運(yùn)行部門
53、登桿檢查,未發(fā)現(xiàn)傘套外表嚴(yán)重?zé)齻螂娢g粉化,傘盤破損或嚴(yán)重變形等缺陷。復(fù)合絕緣子的電氣性能、憎水性能一般不會受損,可繼續(xù)投入使用,但運(yùn)行部門必需做好故障檢查記錄。 110 kV開關(guān)斷口的額定雷電沖擊耐受電壓(峰值)為450kV或550kV,雷雨季節(jié),變電所進(jìn)線隔離開關(guān)或斷路器可能經(jīng)常斷路運(yùn)行,而線路側(cè)又帶電,因此必需在進(jìn)線端加裝避雷器。有條件時(shí),可選擇輸電線路雷擊跳閘率較高的易擊段,裝設(shè)線路型氧化鋅避雷器,也是輸電線路防雷對策的一種積極嘗試。4、防冰合成絕緣子特點(diǎn)。 低壓端采用直徑更大的全封閉式均壓環(huán),更好地保護(hù)整支產(chǎn)品,會使覆冰比較均勻,冰凌數(shù)量多而冰凌長度短,有效延緩覆冰時(shí)間。 中間采用特
54、大傘插花。根據(jù)產(chǎn)品長度,500千伏加78片,220千伏加34片。冰凌橋接普通型產(chǎn)品的時(shí)間為60分鐘左右,采用插花結(jié)構(gòu)可使橋接時(shí)間延長8倍以上。 特大傘的傾角、厚度及邊緣都有特定要求,上下表面具有空氣動(dòng)力學(xué)特性,不易積污,能在一定程度上保持的長時(shí)間清潔。 根據(jù)電場計(jì)算結(jié)果,增強(qiáng)了護(hù)套厚度,避免在嚴(yán)重覆冰時(shí)因場強(qiáng)集中而成為薄弱點(diǎn)。 與普通型產(chǎn)品相比,其覆冰時(shí)的閃絡(luò)電壓模擬de級污區(qū)時(shí)提高了10%以上。 傘裙大小及排列方式對電場分布的影響很小,相同位置的電場分布基本相同,最大場強(qiáng)未超過400伏/毫米。5、盤形懸式瓷復(fù)合絕緣子。盤形懸式瓷復(fù)合絕緣子是為了解決現(xiàn)在高壓線路中耐張桿不能使用復(fù)合絕緣子的問題而設(shè)計(jì)制造的。該系列產(chǎn)品汲取了瓷絕緣子和硅橡膠絕緣子的優(yōu)點(diǎn):端部聯(lián)接金具與瓷芯盤牢固的澆裝結(jié)構(gòu),保持了原瓷絕緣子穩(wěn)定可靠的機(jī)械拉伸強(qiáng)度;在瓷芯盤表面注射模壓成型硅橡膠復(fù)合外絕緣傘套,又使其具備了憎水性、抗老化、耐電蝕能力強(qiáng)、重量輕等一系列優(yōu)于瓷套絕緣子的特點(diǎn),可適用于10kV-750kV
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