談?wù)勲娋W(wǎng)送電線路中如何選擇絕緣子

李煜文

摘要；本文作者結(jié)合自己多年的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)目前電網(wǎng)送電線路中常見材質(zhì)絕緣子的性能進(jìn)行分析，.通過技術(shù)分析和對(duì)比說明不同的環(huán)境不同的地區(qū)應(yīng)選用不同的絕緣子。

關(guān)鍵詞；電網(wǎng)線路絕緣子

U665.12

目前，在電網(wǎng)輸電線路絕緣材質(zhì)中，鋼化玻璃、瓷質(zhì)、合成絕緣子是主流材質(zhì)。各種絕緣子在防污、防雷、抗劣化的性能受材質(zhì)性能、型式結(jié)構(gòu)的影響而不一樣，怎樣在不同的環(huán)境不同的地區(qū)選用不同類型的絕緣子，使其性能達(dá)到最大化是一個(gè)非常值得關(guān)注的問題。

1、絕緣子

絕緣子是一種特殊的絕緣控件，能夠在架空輸電線路中起到重要作用。絕緣子在架空輸電線路中起著兩個(gè)基本作用，即支撐導(dǎo)線和防止電流回地，這兩個(gè)作用必須得到保證，絕緣子不應(yīng)該由于環(huán)境和電負(fù)荷條件發(fā)生變化導(dǎo)致的各種機(jī)電應(yīng)力而失效，否則絕緣子就不會(huì)產(chǎn)生重大的作用，就會(huì)損害整條線路的使用和運(yùn)行壽命。

2.、絕緣子材質(zhì)

絕緣子材質(zhì)一般為硅酸鹽材料，常見的主要有瓷和鋼化玻璃。瓷是由石英砂、黏土和長(zhǎng)石等原料經(jīng)過球磨、制漿、煉泥、成型、上釉并燒結(jié)成的。玻璃是由石英砂、自云石、長(zhǎng)石、右灰石和化工原料經(jīng)過高溫熔融成液體后冷凝而成的一種均質(zhì)的非晶體。瓷絕緣子和玻璃絕緣子是由鐵帽、鋼腳和絕緣件用高標(biāo)號(hào)水泥膠裝成一體。有機(jī)復(fù)合絕緣子的硅橡膠傘盤為高分子聚合物，芯捧為引拔成型的玻璃纖維增強(qiáng)型環(huán)氧樹脂棒。有機(jī)合成絕緣子是由硅橡膠傘裙、芯棒和端部金具構(gòu)成一體。

3、鋼化玻璃絕緣子的性能分析

玻璃絕緣子有較好的耐電弧和不易老化的優(yōu)點(diǎn)，并且絕緣子本身具有自潔性能良好和零值自爆的特點(diǎn)。特別是玻璃是熔融體，質(zhì)地均勻，燒傷后的新表面仍是光滑的玻璃體，仍具有足夠的絕緣性能；對(duì)于遭受雷擊頻率較高的地段，技術(shù)角度上講應(yīng)該是優(yōu)先考慮選擇的。

近年來，鋼化玻璃絕緣子隨著制造工藝的改進(jìn)，盤弳比較大，內(nèi)褶皺多而深，大大地提高單片絕緣子的爬電距離，這種爬電距離的提高另一效果也提高了絕緣子的十弧電壓。

另外，由于鋼化玻璃絕緣子的自碎性能，在強(qiáng)電流通過絕緣子串時(shí)，首先是鋼化玻璃傘群自碎，而絕緣子鈉帽不炸裂，鋼腳不熔斷。這是鋼化玻璃絕緣子一個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)。

至于鋼化玻璃絕緣子的防污閃性能，根據(jù)電網(wǎng)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)來看，實(shí)際防污閃能力與絕緣子結(jié)構(gòu)是密切相關(guān)的。目前，防污閃鋼化玻璃絕緣子上表面火多采用傳統(tǒng)的傾角設(shè)置，上表面自潔能力較強(qiáng)；由其下表面同樣由于設(shè)有多道深褶皺的原因，絕緣子的自潔能力降低，絕緣子下表面的積污總量較大。在灰塵較大區(qū)域的運(yùn)行絕緣子，積污情況相當(dāng)明顯。從一些通報(bào)的案例上看，某些地方在霧季也發(fā)生過跳線串等由于污穢的原因沿面閃絡(luò)的情況。

4、復(fù)合絕緣子的性能分析

復(fù)合絕緣子由下其良好的憎水性能使其有獨(dú)樹一幟的抗污閃能力，正被越來越廣泛地運(yùn)用于電網(wǎng)。根據(jù)相關(guān)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和研究表明：復(fù)合絕緣子相對(duì)懸式瓷、玻璃絕緣子而言，易遭受工頻電弧損壞。表現(xiàn)為傘諸和護(hù)套粉化、蝕損和漏電起痕肢炭化嚴(yán)重，芯棒暴露和機(jī)械強(qiáng)度下降。所以，復(fù)合絕緣子需要在兩端安裝均壓裝置，使工頻電弧飄離絕緣子表面。其次，均壓裝置還應(yīng)保護(hù)兩端金屬附件連接區(qū)因漏電起痕及電蝕損導(dǎo)致密封性能破壞。為了達(dá)到此目的，復(fù)合絕緣子必須安裝均壓裝置，其干弧距離小于相同結(jié)構(gòu)高度的瓷、玻璃絕緣予串，無疑降低了電氣絕緣子強(qiáng)度。相關(guān)試驗(yàn)表明：在高壓端安裝了均壓裝置后，雷電沖擊閃絡(luò)電壓比無均壓裝置情況下有不同程度的降低，且隨著均壓裝置的罩人深度的增加，絕緣距離有所減少，閃絡(luò)電壓降低幅度加大。當(dāng)絕緣予兩端都裝上均壓裝置后，雷電沖擊閃絡(luò)電壓最高降幅值達(dá)21.3%。復(fù)合絕緣子裙邊短小，相對(duì)裙間距不大，其遭雷擊后造成閃絡(luò)的概率明顯增加。

另外，護(hù)套材料耐電場(chǎng)，耐老化能力不強(qiáng)，在強(qiáng)電場(chǎng)以及臭氧和酸性物質(zhì)作用下，護(hù)套會(huì)加速老化，經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的芯捧護(hù)套會(huì)產(chǎn)生大量裂紋和縫隙，水汽慢慢侵人，造成局部放電，產(chǎn)生發(fā)熱，進(jìn)一步破壞護(hù)金與芯棒。

另外，從某電網(wǎng)運(yùn)行于灰塵比較大區(qū)域的合成絕緣子來看，其抗硅酸鹽腐蝕的能力有限，其憎水性與硅酸鹽粉塵時(shí)會(huì)使硅酸鹽粉塵粘在合成絕緣子表面，并導(dǎo)致合成絕緣子持續(xù)老化，最終導(dǎo)致?lián)舸?/p>

5、瓷質(zhì)絕緣子的性能分析

瓷質(zhì)絕緣子的使用相對(duì)較早，其基本結(jié)構(gòu)型式有普通型和防污型兩種。其防污型中比較突出、常用的一種是雙傘型防污絕緣子，主要是利用絕緣子上下表面都有良好的自潔能力防污。雙傘絕緣子易清掃，鹽密監(jiān)測(cè)結(jié)果也是含鹽量極少；但由于是雙傘型設(shè)計(jì)，傘裙間距離短，整串絕緣子在雷擊后容易形成貫穿性的電流通路，所以雷擊后跳閘率相對(duì)較高。普通型絕緣子的防污閃，防雷性能都沒突出的優(yōu)點(diǎn)。

瓷質(zhì)絕緣子受生產(chǎn)制造工藝影響非常大，部分制造工藝不夠先進(jìn)的絕緣子，由于瓷絕緣子瓷件與鋼帽、水泥勃合劑之間的溫度膨脹系數(shù)相差較大，當(dāng)運(yùn)行中瓷絕緣子受冷熱變化時(shí)，

瓷件會(huì)承受較大的壓力和剪應(yīng)力，導(dǎo)致瓷件開裂，而且瓷絕緣子的瓷件存在剝釉、剝砂、膨脹系數(shù)大等問題，受外力作用時(shí)會(huì)產(chǎn)生有害應(yīng)力引起裂紋擴(kuò)展，嚴(yán)重的會(huì)產(chǎn)生掉串事故。

6.技術(shù)分析比較

6.1絕緣子材質(zhì)特性

(})玻璃絕緣子有較好的耐電弧和不易老化的優(yōu)點(diǎn)，并且絕緣子本身具有自潔性能良好和零值自爆的特點(diǎn)。特別是玻璃是熔融體，質(zhì)地均勻，燒傷后的新表面仍是光滑的玻璃體，仍具有足夠的絕緣性能。并且零值或雷擊后鋼帽不會(huì)被炸裂掉串。

(2)復(fù)合絕緣子主要依靠其憎水性的發(fā)揮，在防污閃方面有一定的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，該種絕緣子在耐雷擊和耐老化、耐酸蝕方面有一定的劣勢(shì)。造雷擊等破壞后可能掉串。

(3)瓷質(zhì)絕緣子材質(zhì)可靠性主要是受制造技術(shù)的影響比較大。其主要劣勢(shì)是“零值”隱蔽性，鋼帽可能炸裂掉串。

6.2絕緣子型號(hào)特征

能不能夠防污閃并不能依靠絕緣子的型號(hào)稱呼上帶上防污兩個(gè)字就能解決問題，許多稱號(hào)為防污型的絕緣子因爬電距離較大所以稱呼為防污型的，到底能否有效防污閃還得看具體的幾何結(jié)構(gòu)，例如目前運(yùn)用極為廣泛的鐘罩型玻璃鋼化絕緣子爬電距離大，防雷、防內(nèi)過電壓效果好；但由于其結(jié)構(gòu)上講，比較容易積污，目前國(guó)電公司通報(bào)發(fā)生污閃的也以該類型居多，因此就其應(yīng)用場(chǎng)合是應(yīng)該有所選擇的。

雙傘型防污瓷質(zhì)絕緣子因長(zhǎng)時(shí)間清洗所得積污值均比較小，因此其防污能力是具有實(shí)際效果的。但是從其結(jié)構(gòu)上講爬電距離的有效系數(shù)是小于1.0的，在雨霧狀態(tài)容易形成閃烙通道，其使用又受到局限。

(3)合成絕緣子是目前一致舉薦的良好的防污閃材料，但其可靠性能目前尚處于探索階段，部分運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明合成絕緣子的防雷性能并不是特別理想。

6.3耐張串特性

就耐張串絕緣子來說，由于其耐張串的絕緣子在線路中的位置結(jié)構(gòu)原因，從多年以來的現(xiàn)場(chǎng)比較來看，耐張串絕緣子不易積污(但安裝中要注意需倒裝線路上的絕緣子積水問題)，但零值與自爆比直線串絕緣子要多。因此其選擇瓷質(zhì)還是玻璃鋼化的，選擇絕緣子的幾何形狀是很有講究的，應(yīng)當(dāng)用低值自爆，不易積污的。

比如在對(duì)某高壓電網(wǎng)全網(wǎng)瓷質(zhì)絕緣子共83155片進(jìn)行零值、低值測(cè)試，統(tǒng)計(jì)分析得：全網(wǎng)瓷質(zhì)絕緣子綜合零(低)值率為0. 673 % 0片，其中耐張絕緣子零(低)值率為1.09%片，

直線(含跳線)絕緣子零(低)值率為0.178%片。

7.結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，筆者認(rèn)為在選用絕緣子時(shí)應(yīng)有以下準(zhǔn)則:

在山區(qū)，因大氣污染程度較低，主要電氣故障是雷擊跳閘，宜配置大爬距、深梭棱、鐘罩式鋼化玻璃絕緣子；以減少線路遭雷擊后的建弧跳閘機(jī)率。

在大氣污染程度相對(duì)較高的平原區(qū)，輸電鐵塔也不是區(qū)域中的最高物體;宜配置復(fù)合絕緣子，以減少局部污閃的機(jī)率。 在大氣污染程度相對(duì)較高的平原區(qū)，輸電鐵塔也不是區(qū)域中的最高物體;宜配置復(fù)合絕緣子，以減少局部污閃的機(jī)率。

對(duì)于使用瓷質(zhì)絕緣子掛網(wǎng)運(yùn)行的，雙傘防污型宦調(diào)整到污染程度稍高，但遭雷擊機(jī)率稍低的平地區(qū)域使用。同樣，制造工藝良好瓷質(zhì)絕緣子宜在水泥粉塵等酸化、老化比較嚴(yán)重的地區(qū)使用。

無論在何種地形條件，耐張串絕緣子宜使用鋼化玻璃絕緣子。