輸電線路組成(金具、絕緣)

架空輸電線路組成

（金具與絕緣）一、金具在輸電線路上，將桿塔、絕緣子、導(dǎo)線、地線及其它電氣設(shè)備按照設(shè)計要求，連接組裝成完整的輸電線路所用的定型零件統(tǒng)稱為金具。金具的作用：在架空線路上用于懸掛、固定、保護、聯(lián)結(jié)、接續(xù)導(dǎo)線或絕緣子以及在拉線桿塔的拉線結(jié)構(gòu)上用于連接拉線。按照其性能與用途分類：連接金具、接續(xù)金具、固定金具、保護金具、拉線金具等。1、連接金具連接金具是用于絕緣子串與桿塔、絕緣子串與其他金具、絕緣子串之間的連接，承受機械荷載的金具。如球頭掛環(huán)，碗頭掛板等。2、接續(xù)金具接續(xù)金具是用來連接導(dǎo)線或避雷線的，主要為導(dǎo)線各種壓接方式（鉗壓、液壓、爆壓等）所用的接續(xù)管及補修管、并溝線夾、預(yù)絞絲等。導(dǎo)線的連接方法主要有鉗接和壓接，當(dāng)導(dǎo)線截面小于等于240mm2時，采用鉗接管連接，當(dāng)導(dǎo)線截面大于等于300mm2時，采用壓接管連接，例如用液壓或爆壓方法連接，避雷線均采用壓接法連接。10kV電纜接續(xù)架空導(dǎo)線、地線連接3、固定金具固定金具是用來將導(dǎo)線固定在絕緣子串上，或?qū)⒈芾拙€固定在金具串上，如懸垂線夾，耐張線夾。耐張線夾在一個線路耐張段的兩端固定架空線的金具，主要用在耐張、轉(zhuǎn)角、終端桿塔的絕緣子串上。懸垂線夾用于懸掛導(dǎo)線（跳線）于絕緣子串上和懸垂地線于橫擔(dān)上。4、保護金具它包括導(dǎo)線及避雷線的防振金具和絕緣金具。防振金具有：防震錘、護線條、阻尼線、補修條、鋁包帶等。絕緣金具有：間隔棒、均壓環(huán)、屏蔽環(huán)、重錘等。1）間隔棒。使用在分裂導(dǎo)線上，作用是防止導(dǎo)線之間的鞭擊，抑止微風(fēng)振動，抑止次檔距震蕩。2）均壓環(huán)。用來均勻絕緣子上電壓分布的環(huán)，以使絕緣子每片承受的電壓基本均勻。均壓環(huán)按用處不同，可分為避雷器均壓環(huán)、防雷均壓環(huán)、絕緣子均壓環(huán)、互感器均壓環(huán)、高壓試驗設(shè)備均壓環(huán)、輸變電線路均壓環(huán)等。在使用瓷或玻璃的絕緣子線路上，僅只在500KV及以上線路采用均壓環(huán)，但使用復(fù)合絕緣子的線路上，在110KV—220KV線路上差不多都使用均壓環(huán)，這是因為復(fù)合絕緣子較之瓷或玻璃絕緣子，其電壓分布更不均勻。對地電容量大的絕緣子電壓分布趨于均勻，反之則不均勻。隨著電壓等級升高，線路絕緣子串越來越長，其電壓分布也越不均勻。線路絕緣子串電壓分布一般呈“U”形曲線分布，絕緣子兩端承受電壓較高，中間絕緣子承受電壓較低。局部放電往往從局部場強較高處產(chǎn)生并發(fā)展，承受電壓最高的絕緣子易先發(fā)生放電，并逐步發(fā)展成閃絡(luò)，因此降低靠近導(dǎo)線一側(cè)的絕緣子承受電壓和改善絕緣子串電壓分布是提高絕緣子串起暈電壓和閃絡(luò)電壓的一種有效措施。復(fù)合絕緣子較之瓷或玻璃絕緣子的對地電容小，則電壓的不均勻分布是顯而易見的了。而復(fù)合絕緣子這種電壓的不均勻分布，電壓等級越高，表現(xiàn)越加明顯。3）屏蔽環(huán)。用來降低金具上電暈強度的環(huán)稱為屏蔽環(huán)。均壓環(huán)和屏蔽環(huán)雖然因為安裝的地方不同造成其作用不同，但是它們的構(gòu)造和最終目的是相似的。均壓環(huán)的作用是控制絕緣子上的電暈。屏蔽環(huán)的作用則是控制金具上的電暈。4）重錘。可以抑制懸垂絕緣子串或跳線絕緣子串搖擺過大、直線桿塔上導(dǎo)線和避雷線被上拔。5）防震錘?？梢詼p少振動的振幅，從而減少導(dǎo)線的振動。5、拉線金具由桿塔至地錨之間連接、固定、調(diào)整和保護拉線的金屬器件，用于拉線的連接和承受拉力之用。主要包括：可調(diào)式UT型線夾、鋼線卡子、及雙拉線聯(lián)板等。一、作用絕緣子絕緣子二、絕緣子絕緣子是線路絕緣的主要元件，用來支撐或懸吊導(dǎo)線使之與桿塔、大地保持絕緣，保證線路具有可靠的電氣絕緣強度，用來支持或懸掛導(dǎo)線，并使導(dǎo)線與桿塔間不發(fā)生閃絡(luò)的原件，是支撐導(dǎo)線并使之與桿塔絕緣的物體，它是由硬質(zhì)陶瓷或玻璃、塑料制成的。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。絕緣子的作用：1.支持導(dǎo)線，并使導(dǎo)線與桿塔可靠絕緣。2.承受導(dǎo)線垂直荷載和水平荷載的作用。絕緣子的分類：按結(jié)構(gòu)形式分類：1.針式絕緣子、2.橫擔(dān)絕緣子、3.懸式絕緣子等。按絕緣介質(zhì)分類：1.瓷質(zhì)絕緣子、2.玻璃絕緣子、

3.復(fù)合絕緣子等。按連接方式分類：1.球型、2.槽型。按承載能力的大小分為：40、60、70、100、160、210、300、420、550kN等多個等級。每種絕緣子又分為：1.普通型、2.耐污型、3.空氣動力型、4.球面型等類型。(A-1)針式絕緣子，如圖所示。針式絕緣子主要用于線路電壓不超過35kV，導(dǎo)線張力不大的直線桿或小轉(zhuǎn)角桿塔。優(yōu)點是制造簡易、價廉，缺點是耐雷水平不高，容易閃絡(luò)。針式絕緣子綁扎導(dǎo)線作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（A-2）瓷橫擔(dān)絕緣子，如圖所示。這種絕緣子已廣泛用于110kV及以下線路，它具有許多顯著的優(yōu)點，如：絕緣水平高；同時起到橫擔(dān)和絕緣子的作用，能節(jié)約大量鋼材，并能提高桿塔懸掛點高度，可節(jié)約線路投資25%~30%；運行中便于雨水沖洗。（A-3）懸式絕緣子，如圖所示。在35kV及以上架空線路采用。通常把它們組裝成絕緣子串使用，每串絕緣子的數(shù)目與額定電壓有關(guān)。按其制造材料可分為瓷絕緣子和鋼化玻璃絕緣子；按其金屬附件連接方式分為球形和槽形。按機電破壞荷載可分為4t，6t，7t，10t，16t，21t，30t等7個級別。

標(biāo)準(zhǔn)型懸式玻璃絕緣子LXY-120(B-1)電瓷絕緣子電瓷是應(yīng)用于電力系統(tǒng)中主要起支持和絕緣作用的部件，兼做其它電氣部件的容器。其機械性能、電氣性能、耐環(huán)境性能（冷熱、抗污穢、老化等）有較高的要求。電瓷絕緣子，即瓷質(zhì)材料的絕緣子，具有良好的絕緣性和機械強度。

高壓線路柱式絕緣子及棒形懸式絕緣子PS-35A低壓線路針式絕緣子PD-2T高壓線路瓷橫擔(dān)絕緣子S1-35/5(B-2)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，使玻璃件機械強度顯著提高。（生產(chǎn)過程與工藝）1、由于玻璃絕緣子表層的機械強度高，鋼化玻璃的機械強度可達到80～120MPa，是陶瓷的2～3倍，使表面不易發(fā)生裂縫。玻璃的電氣強度一般在整個運行期間保持不變，老化過程比瓷要緩慢得多，因此玻璃絕緣子由于自損壞而報廢，在運行第一年內(nèi)發(fā)生，可是瓷絕緣子的缺陷只有在運行幾年以后才開始發(fā)現(xiàn)。2、玻璃絕緣子特點是成串電壓分布均勻，玻璃的介電常數(shù)為7～8，比瓷的介電常數(shù)5～6大一些，因而玻璃絕緣子具有較大的主電容。3、無需定期預(yù)防試驗。這是因為鋼化玻璃的每種損壞都會造成絕緣子的破壞，運行人員在巡線時很容易發(fā)現(xiàn)它。當(dāng)絕緣子損壞時，鋼帽和鐵腳附近的玻璃碎片被卡住，絕緣子剩余部分的機械強度足以防止絕緣子串?dāng)嗝摗?、用來制造玻璃絕緣子的原料，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械特性創(chuàng)造了良好的條件。5、由于玻璃的透明性，檢驗容易發(fā)現(xiàn)細(xì)小裂縫以及各種內(nèi)部缺陷和損傷。6、鋼化玻璃的機電性能高，制造同等類型的絕緣子，而其尺寸和重量比瓷絕緣子要小得多。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(yán)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(yán)重，造成耐污閃能力大大降低。遇外力破壞時裙件易裂，較瓷絕緣損壞率高，特別是早期自爆率較高，自爆后的殘錘必須盡快更換，否則會因殘錘內(nèi)部玻璃受潮而燒熔，會發(fā)生斷串掉線事故。（B-3）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。

復(fù)合絕緣子的特點是質(zhì)量輕、體積小，質(zhì)量只有瓷質(zhì)或玻璃鋼絕緣子的10％～15％，方便安裝、更換和運輸。復(fù)合絕緣子屬于棒形結(jié)構(gòu)，內(nèi)外極間距離幾乎相等，一般不發(fā)生內(nèi)部絕緣擊穿，也不需要零值檢測。絕緣子表面具有很強的憎水性，防污效果好，延長了清掃周期，大大降低了勞動強度。缺點是投運時間短，使用壽命有待確定?？箯?、抗扭性能差，承受較大橫向壓力時，容易發(fā)生脆斷。傘盤強度低，不允許踩踏、碰撞。積污不易清掃，長期下去會逐步喪失憎水性。芯棒與護套、護套與傘盤、芯棒與金屬端頭、金屬端頭與傘盤多次形成結(jié)合面，每一個界面空氣未排干凈就會留有氣泡或水分，在強電場作用下會首先放電炭化，并逐步擴大直至形成貫穿通道而擊穿。（生產(chǎn)過程與工藝）球型連接的，絕緣子鋼腳是一個球頭，鐵帽處是一個內(nèi)部為碗狀的球窩，連接時，只需要將一片絕緣子的球頭放進另一片絕緣子的球窩，就可以完成連接，但為了防止球頭滑出，需要用特制的彈簧銷鎖緊。球型連接有連接強度大，絕緣子可以任意轉(zhuǎn)動，絕緣子串可撓性好等優(yōu)點，因此在35kV以上線路的絕緣子串（一般是3片以上）中得到了廣泛應(yīng)用。但球型連接所需的金具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，除了特殊形狀的專用彈簧銷之外，與橫擔(dān)以及耐張線夾的連接要使用直角掛板、球頭掛環(huán)、碗頭掛板等專用特殊形狀金具。（C-1）球型懸掛絕緣子球型連接絕緣子（C-2）槽型懸掛絕緣子槽型連接的絕緣子鋼腳是一個中間有孔的片狀構(gòu)造，鐵帽處是中間開槽然后槽兩邊有孔的結(jié)構(gòu)。連接時，將一片絕緣子鋼腳插入另一片絕緣子的槽中，孔對齊，插入銷子，銷子端再用開口銷鎖緊防止滑出，即完成連接，連接結(jié)構(gòu)很像自行車鏈條鏈節(jié)之間的連接方式。這種連接方式絕緣子顯然是不能隨意轉(zhuǎn)動的，絕緣子串也只在一定方向上可以彎曲，因此一般只適合10kV以下線路的耐張桿，這種耐張桿的絕緣子串一般只有兩片。但槽型連接所需的金具結(jié)構(gòu)簡單，連接橫擔(dān)和耐張線夾只需要簡單金具，例如連接橫擔(dān)只需要U型掛環(huán)，連接耐張線夾只需要開孔片狀結(jié)構(gòu)的簡單金具，某些情況下連接耐張線夾甚至可以不需要額外金具。（E-2）球面型（E-3）空氣動力型空氣動力型絕緣子的特點是頭部尺寸小。重量輕，強度高和爬電距離大。可節(jié)約金屬材料和降低線路造價。（E-4）防污型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