絕緣子培訓(xùn)(唐健成)

1、絕緣子絕緣子 絕緣子是輸配電系統(tǒng)使用最廣泛的基礎(chǔ)元件，絕緣子是輸配電系統(tǒng)使用最廣泛的基礎(chǔ)元件，用于支持導(dǎo)線并起到絕緣作用的機械支撐裝置。用于支持導(dǎo)線并起到絕緣作用的機械支撐裝置。絕緣子的作用：絕緣子的作用： 1 1、為傳輸電流的導(dǎo)線提供機械支撐；、為傳輸電流的導(dǎo)線提供機械支撐； 2 2）防止電流與大地形成通道接地。）防止電流與大地形成通道接地。作用：作用：絕緣子是輸電線路絕緣的主體，其作用是懸掛導(dǎo)線并使導(dǎo)線與桿塔、大地保持絕緣。絕緣子不但要承受工作電壓和過電壓作用，同時還要承受導(dǎo)線的垂直荷載、水平荷載和導(dǎo)線張力。因此，絕緣子必須有良好的絕緣性能和足夠的機械性能。電氣性能要求電氣性能要求絕緣強度

2、：絕緣子的絕緣結(jié)構(gòu)和絕緣材料應(yīng)在電場的作用下，而不被擊穿的耐受電壓的能力。該耐受電壓的能力包括工頻電壓、操作過電壓和雷擊過電壓。工頻電壓：電力系統(tǒng)中正常運行情況下，導(dǎo)線對地的最高電壓。對于絕緣子來說，在工頻電壓下的絕緣子的泄露距離（泄漏比距）應(yīng)滿足一定的要求泄漏距離（泄漏比距）：泄漏距離（泄漏比距）：指加有正常工作電壓下兩部件間沿絕緣子瓷質(zhì)或玻璃絕緣子外表面輪廓線的最短距離的總和。在水泥或其它導(dǎo)電部分連接件表面測得的距離不應(yīng)作泄漏距離的一部分。因此，要保證輸電線路中可擊穿型絕緣子在運行中，能承受各種過電壓的作用，而不致使絕緣被擊穿，產(chǎn)生永久性故障，就必須使絕緣子的泄露比距、1min工頻耐受電壓

3、、干（濕）耐受電壓或干（濕）閃絡(luò)電壓以及相應(yīng)過電壓的電氣性能的要求。絕緣子的其他性能要求絕緣子的其他性能要求1）當(dāng)線路電壓升到一定得時候，將會產(chǎn)生電暈放電，這種電暈放電會對無線電產(chǎn)生干擾，因而絕緣子必須滿足電暈和抗無線電干擾的要求。2）對絕緣子的附件，如彈簧銷、鋼帽和球頭的防腐、防銹以及尺寸均有嚴格要求。3）對玻璃絕緣子必須將自破率控制在一定得范圍內(nèi)。絕緣子的檢驗絕緣子的檢驗1）制造廠商出廠前應(yīng)進行嚴格的外表檢查、型式試驗 和批量抽檢，滿足各項技術(shù)標準的要求。2）對出廠后的絕緣子，因運輸?shù)纫蛩氐挠绊?，對絕緣子必將產(chǎn)生一些不利的影響。要求在使用前對（瓷）絕緣子進行耐壓試驗或絕緣測量。一般不再要求

4、更多的試驗，如有特殊使用要求，可根據(jù)需要進行一些必要的試驗。絕緣子種類絕緣子種類 輸電線路用絕緣子的種類很多，它可以根據(jù)絕緣子的結(jié)構(gòu)型式、絕緣介質(zhì)、連接方式和承載能力大小分類。按結(jié)構(gòu)型式分為盤形絕緣子和棒形絕緣子。按絕緣介質(zhì)分有瓷質(zhì)絕緣子、玻璃絕緣子、半導(dǎo)體釉和復(fù)合絕緣子四種。按連接方式分有球型和槽型兩種。按承載能力大小分為40、60、70、100、160、210、300kN、420kN、550kN等多個等級。每種絕緣子又有普通型、耐污型、空氣動力型和球面型等多種類型。 目前輸電線路上，主要使用盤式懸垂絕緣子、目前輸電線路上，主要使用盤式懸垂絕緣子、 棒式絕緣子、針式絕緣子等；棒式絕緣子、針式

5、絕緣子等；輸配電線路上廣泛使用的盤式絕緣子主要有瓷絕緣子如圖輸配電線路上廣泛使用的盤式絕緣子主要有瓷絕緣子如圖地線絕緣子地線絕緣子懸式瓷絕緣子（部分）實物圖懸式瓷絕緣子（部分）實物圖標準型（鐘罩型）標準型（鐘罩型）雙傘耐污型雙傘耐污型棒型絕緣子如圖所示棒型絕緣子如圖所示 棒型瓷絕緣子棒型瓷絕緣子棒型復(fù)合絕緣子棒型復(fù)合絕緣子（部分）棒型絕緣子的實物圖（部分）棒型絕緣子的實物圖針式絕緣子主要用在配電線路中，如圖所示。針式絕緣子主要用在配電線路中，如圖所示。部分針式絕緣子的實物圖部分針式絕緣子的實物圖空氣動力型空氣動力型標準型（鐘罩型）標準型（鐘罩型）耐污型耐污型耐污型耐污型盤型懸式盤型懸式玻璃絕緣

6、子如圖玻璃絕緣子如圖盤型懸式玻璃絕緣子（部分）實物圖盤型懸式玻璃絕緣子（部分）實物圖絕緣子型號的意義絕緣子型號的意義 盤形懸式瓷質(zhì)絕緣子和盤形懸式玻璃絕緣子型號 根據(jù)GB/T 7253-2005標稱電壓高于I000V的架空線路絕緣子交流系統(tǒng)用瓷或玻璃絕緣子元件盤形懸式絕緣子元件的特性規(guī)定絕緣子的型號由字母U和其后規(guī)定的機電或機械破壞負荷的千牛數(shù)來標志。隨后的字母B或C分別表示球窩或槽形連接。隨后的字母S或L，則表示短或長結(jié)構(gòu)高度。污穢地區(qū)的大爬距絕緣子用字母P置于最后來表示。具體標識如下：1 1）絕緣子的型號）絕緣子的型號 X表示懸式絕緣子；XZ表示直流高壓線路用盤型懸垂瓷絕緣子；XD表示絕緣

7、地線用盤型懸垂瓷絕緣子。2 2）結(jié)構(gòu)特征代號）結(jié)構(gòu)特征代號結(jié)構(gòu)特征代號：P 表示普通盤傘形；H表示鐘罩盤形傘；WP表示雙層盤形傘；AP表示大傘盤形傘。3 3）特征數(shù)字）特征數(shù)字特征數(shù)字：表示額定機電破壞負荷（kN）。4 4）安裝與連接型號代號）安裝與連接型號代號安裝與連接型號代號：C表示槽型連接，球型連接不表示；N表示電極形式，N表示耐張式，懸垂式不表示。盤形懸式瓷質(zhì)絕緣子和盤形懸式玻璃絕緣子型號盤形懸式瓷質(zhì)絕緣子和盤形懸式玻璃絕緣子型號高壓懸垂盤型瓷絕緣子結(jié)構(gòu)組成：高壓懸垂盤型瓷絕緣子結(jié)構(gòu)組成：鋼帽鋼腳銷子（W、H等）絕緣介質(zhì)和填充材料。特點：具有良好的絕緣性能；抗氣候變化的性能；耐熱性能和

8、組裝靈活。廣泛的應(yīng)用于各種等級的線路中。盤式瓷絕緣子是屬于可擊穿型，它采用水泥將物理、 化學(xué)性能各異的瓷件與金屬件膠結(jié)而成的；在長期經(jīng)受電場、機械負荷和大自然的陽光、風(fēng)、雨、雪、霧的作用，會逐漸劣化，對電網(wǎng)的安全運行帶來威脅。特別是含有劣化絕緣子的絕緣子串發(fā)生閃絡(luò)（由于雷擊或污閃等原因）時，可能會使劣化的絕緣子頭部瞬間發(fā)熱爆炸，造成導(dǎo)線落地的事故。盤型瓷絕緣子的絕緣介質(zhì)盤型瓷絕緣子的絕緣介質(zhì)盤型瓷懸垂絕緣子的絕緣介質(zhì)為瓷質(zhì)。瓷介質(zhì)是用高質(zhì)量塑性粘土加石英砂和微晶花崗巖制成白色、棕色、乳白色和藍色等。輸電線路中常用白色和棕色的。盤形懸式瓷質(zhì)絕緣子和盤形懸式玻璃絕緣子型號盤形懸式瓷質(zhì)絕緣子和盤形懸

9、式玻璃絕緣子型號字母含義字母含義XWLXXHP懸式防污型懸式鋼化玻璃鐘罩型機電破壞負荷YMQA圓柱頭結(jié)構(gòu)草帽型球面空氣動力型瓷絕緣子瓷絕緣子目前，瓷絕緣子仍是電力系統(tǒng)中使用最廣泛的絕緣子。高壓絕緣子用高強瓷是由石英、長石、粘土和氧化鋁焙燒而成。瓷是一種脆性材料，它的抗壓強度比抗拉強度大得多。為了使電瓷有較高的機械強度，設(shè)計時應(yīng)盡可能使瓷承受壓應(yīng)力。瓷件表面通常以瓷釉覆蓋，以提高其機械強度，防水浸潤，增加表面光滑度。為提高瓷絕緣子的耐污染性能，還開發(fā)了一種覆蓋半導(dǎo)體釉的絕緣子。當(dāng)絕緣子表面泄漏電流增大時，釉面發(fā)熱使表面水分蒸發(fā)，從而阻止表面局部電弧的產(chǎn)生與發(fā)展，遏制污染的發(fā)生。瓷絕緣子又分為普通

10、型和防污型瓷絕緣子又分為普通型和防污型普通型絕緣子防污型絕緣子 防污型絕緣子又分為雙傘型、三傘型、鐘罩型、流線型防污型絕緣子又分為雙傘型、三傘型、鐘罩型、流線型（空氣動力型）和大盤徑絕緣子。（空氣動力型）和大盤徑絕緣子。雙傘形絕緣子 三傘型絕緣子 鐘罩型絕緣子 流線型絕緣子 瓷絕緣子瓷絕緣子雙傘型和三傘型于普通型絕緣子相比，爬電距離比較大，傘形光滑，積污量少，便于人工清掃。 鐘罩型絕緣子是傘棱深度比普通型大得多，傘槽間距離小，易于積污，且不便于人工清掃。 流線型絕緣子由于其表面光滑，不易積污，便于人工清掃，因而比普通型或其它防污型絕緣子有一定優(yōu)勢。但由于爬距較小，且缺少能阻抑電弧發(fā)展延伸的傘棱

11、結(jié)構(gòu)，因而其抗污閃性能的提高也是有限的。有些地區(qū)為防止冰閃及鳥糞污閃，在橫擔(dān)下第一片用傘盤較大的流線型絕緣子可收到一定效果。 玻璃絕緣子玻璃絕緣子玻璃絕緣子具有與瓷絕緣子同樣的環(huán)境穩(wěn)定性。生產(chǎn)工藝簡單，較易實現(xiàn)機械化，生產(chǎn)效率高。玻璃絕緣子主要成分是由SiO2、B2O3、Al2O3等酸性氧化物與Na2O、K2O等堿性氧化物組成，原料為包括這些成分的硅砂、長石、硼砂、碳酸鈣，還有其他許多天然原料和工業(yè)藥品。還要加少量輔助材料作為澄清劑和還原劑。在1300以上的高溫下熔融成型后進行退火處理。急冷鋼化使玻璃表層得到鋼化。經(jīng)過退火和鋼化處理后，玻璃表面形成永久性的壓應(yīng)力，阻止其表面微裂紋的形成和擴散，

12、使玻璃件機械強度顯著提高。但由于工藝的原因，無法像瓷絕緣子通過雙傘或三傘增加爬距，防污型玻璃絕緣子為取得較大的爬電距離，只有在傘裙下表面增加數(shù)個深棱來實現(xiàn)。當(dāng)用于粉塵污染較嚴重的地區(qū)，因這種鐘罩深棱的傘型自潔能力差、清掃不便，下表面結(jié)垢嚴重，造成耐污閃能力大大降低。 c空氣動力型空氣動力型a標準型（鐘罩型）標準型（鐘罩型）b耐污型耐污型d耐污型耐污型各種玻璃絕緣子各種玻璃絕緣子玻璃絕緣子玻璃絕緣子標準型懸式玻璃絕緣子LXY-240 耐污型懸式玻璃絕緣子 盤型懸式鋼化玻璃絕緣子盤型懸式鋼化玻璃絕緣子，用于高壓和超高壓交、直流輸電線路中絕緣盒懸掛導(dǎo)線用。組成：由鐵帽、鋼化玻璃件和鋼腳組成，并用水泥

13、膠合劑膠合為一體。盤型懸式鋼化玻璃絕緣子分類：標準型盤形懸式、耐污型、空氣動力型地線式、直流型等盤型懸式鋼化玻璃絕緣子盤型懸式鋼化玻璃絕緣子的特點 ：圓柱頭型結(jié)構(gòu)，其特點是頭部尺寸小，重量輕；抗拉強度高，耐振動疲勞，耐冷熱沖擊性能；爬電距離大，耐電擊穿性能、耐電弧燒傷；可節(jié)約金屬材料和降低線路造價。經(jīng)過長期運行經(jīng)驗證明，鋼化玻璃絕緣子具有較好的機電性能，鋼化玻璃絕緣子具有以下優(yōu)點與瓷絕緣子不同，玻璃絕緣子具有“零值自爆”玻璃絕緣子“零值自爆”的自我淘汰能力是鋼化玻璃絕緣子的重要特性。但裙件自爆后仍然具有足夠的機械強度，不會發(fā)生掉串等現(xiàn)象。因此，可在地面或在直升機上觀測即可，無需登桿逐片檢測，降

14、低了工人的勞動強度，也就是說使用玻璃絕緣子的最大優(yōu)點是便于線路檢修。根據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，年運行自破率為0.02%0.04%，可以節(jié)約線路的維護費用。輸電線路玻璃絕緣子輸電線路玻璃絕緣子“零值自爆零值自爆”實景實景復(fù)合絕緣子復(fù)合絕緣子復(fù)合絕緣子其主要結(jié)構(gòu)一般由傘裙護套、玻璃鋼芯棒和端部金具三部分組成。其中傘裙護套一般由高溫硫化硅橡膠、乙丙橡膠等有機合成材料制成，芯棒一般是玻璃纖維作增強材料、環(huán)氧樹脂作基體的玻璃鋼復(fù)合材料；端部金具一般是外表面鍍有熱鍍鋅層的碳素鑄鋼或碳素結(jié)構(gòu)鋼。芯棒與傘裙護套分別承擔(dān)機械與電氣負荷，從而綜合了傘裙護套材料耐大氣老化性能優(yōu)越及芯棒材料拉伸機械性能好的優(yōu)點。硅橡膠是目前

15、作為復(fù)合絕緣子傘群護套的最佳材料，其所特有的憎水遷移性能是硅橡膠能夠成功地用于污穢區(qū)的關(guān)鍵所在。 復(fù)合絕緣子復(fù)合絕緣子支柱絕緣子用于戶外電站安裝實景支柱絕緣子用于戶外電站安裝實景按適用環(huán)境大氣的清潔程度，絕緣子分普通型、耐污型和耐重污型三種。按支持的電氣設(shè)備不同，分為母線及隔離開關(guān)支柱、阻波器支柱和空心電抗器支柱三種。各種絕緣子的性能對比各種絕緣子的性能對比常見故障盤形瓷絕緣子盤形玻璃絕緣子棒形瓷絕緣子棒形復(fù)合絕緣子半導(dǎo)體釉絕緣子雷擊閃絡(luò)電壓高，可 能 出 現(xiàn)“ 零 值 ” ，幾 率 決 定 于生產(chǎn)商，無 招 弧 裝 置可 能 發(fā) 生 元件破損閃絡(luò)電壓高，無 招 弧 裝 置可 能 造 成 元件

16、 爆 裂 ， 幾率 決 定 于 生產(chǎn)商因裝招弧角，閃絡(luò)電壓低，不 會 發(fā) 生 元件 損 壞 與 擊穿閃絡(luò)電壓略低，裝均壓環(huán)一般可使絕緣子免受電弧灼傷閃絡(luò)電壓高，可能出現(xiàn)“零值”，幾率決定于生產(chǎn)商，無招弧裝置可能發(fā)生元件破損污穢耐 污 差 ， 雙傘 型 可 改 善自清洗性能，調(diào)爬方便耐 污 差 ， 防霧 型 可 提 高耐鹽霧性能，調(diào)爬方便自清洗良好，耐 鹽 霧 性 能差 ， 不 能 調(diào)爬表面憎水性，耐污閃性能好，一般不需調(diào)爬潮濕條件下保持表面干燥，耐污閃性能好，一般不需調(diào)爬鳥害需 采 用 防 護措施需 采 用 防 護措施需 采 用 防 護措施需采用防護措施需采用防護措施各種絕緣子的性能對比各種絕

17、緣子的性能對比常見故障盤形瓷絕緣子盤形玻璃絕緣子棒形瓷絕緣子棒形復(fù)合絕緣子半導(dǎo)體釉絕緣子風(fēng)偏“柔性”好，風(fēng)偏小“柔性”好，風(fēng)偏小“柔性”較好，風(fēng)偏小“柔性”較好，風(fēng)偏大“柔性”好，風(fēng)偏小斷串概率大小決定于生產(chǎn)商概率極小概率小概率大小決定于生產(chǎn)商概率大小決定于生產(chǎn)商劣化劣化速率決定于生產(chǎn)商基本不存在劣化不存在劣化硅橡膠老化速率和芯棒“蠕變”決定于生產(chǎn)商和使用條件劣化速率決定于生產(chǎn)商外力易損壞，殘垂強度大易損壞，殘垂強度較大易損壞，可能導(dǎo)致棒斷裂不易損壞易損壞，殘垂強度大現(xiàn)場維護檢測維護工作量大，雙傘型易人工清掃，檢“零”麻煩清掃周期短、工作量大清掃周期長，但人工清掃困難，傘裙破損需立即更換維護簡

18、便，缺陷檢測困難維 護 簡 便 ， 檢“零”麻煩各種絕緣子的性能對比各種絕緣子的性能對比 經(jīng)綜合比較，盤形絕緣子主要優(yōu)點是機械強度高，長串“柔性”好，單元件輕易于運輸與施工，造型多樣易于選擇使用。由于盤形絕緣子屬可擊穿型絕緣子，絕緣件要求電氣強度高：瓷絕緣子出現(xiàn)劣化元件后檢測工作量大，一旦未及時檢出可能在雷擊或污閃時斷串；玻璃絕緣子存在“自爆”現(xiàn)象，重污穢導(dǎo)致的表面泄漏電流可能加重“自爆率”，但自爆有利于線路維護和防止掉線事故的發(fā)生。綜上所述，對于不同材料結(jié)構(gòu)的線路絕緣子，從其材質(zhì)與使用特性看，瓷、玻璃和合成絕緣子各有優(yōu)點，又各有不足。對于高壓輸電線路，三種材質(zhì)的絕緣子都能滿足其正常運行的需要。絕緣子片數(shù)的選擇絕緣子片數(shù)的選擇架空輸電線路絕緣子片數(shù)的選擇要考慮運行中可能遇到的工作電壓、內(nèi)過電壓和外部過電壓三種電壓的作用。通常是根據(jù)工作電壓選擇絕緣配置水平，然后進行操作和雷電沖擊放電特性的校驗。我國110kV（含66kV）750kV電網(wǎng)由于受到大氣污染的影響，外絕緣水平一