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谈谈电网送电线路中如何选择绝缘子

时间:2017-03-24  来源:北极星电力网   编辑:  关键字:绝缘子
     目前,在电网输电线路绝缘材质中,钢化玻璃、瓷质、合成绝缘子是主流材质。各种绝缘子在防污、防雷、抗劣化的性能受材质性能、型式结构的影响而不一样,怎样在不同的环境不同的地区选用不同类型的绝缘子,使其性能达到最大化是一个非常值得关注的问题。

1、绝缘子

     绝缘子是一种特殊的绝缘控件,能够在架空输电线路中起到重要作用。绝缘子在架空输电线路中起着两个基本作用,即支撑导线和防止电流回地,这两个作用必须得到保证,绝缘子不应该由于环境和电负荷条件发生变化导致的各种机电应力而失效,否则绝缘子就不会产生重大的作用,就会损害整条线路的使用和运行寿命。

2.、绝缘子材质

     绝缘子材质一般为硅酸盐材料,常见的主要有瓷和钢化玻璃。瓷是由石英砂、黏土和长石等原料经过球磨、制浆、炼泥、成型、上釉并烧结成的。玻璃是由石英砂、自云石、长石、右灰石和化工原料经过高温熔融成液体后冷凝而成的一种均质的非晶体。瓷绝缘子和玻璃绝缘子是由铁帽、钢脚和绝缘件用高标号水泥胶装成一体。有机复合绝缘子的硅橡胶伞盘为高分子聚合物,芯捧为引拔成型的玻璃纤维增强型环氧树脂棒。有机合成绝缘子是由硅橡胶伞裙、芯棒和端部金具构成一体。

3、钢化玻璃绝缘子的性能分析

     玻璃绝缘子有较好的耐电弧和不易老化的优点,并且绝缘子本身具有自洁性能良好和零值自爆的特点。特别是玻璃是熔融体,质地均匀,烧伤后的新表面仍是光滑的玻璃体,仍具有足够的绝缘性能;对于遭受雷击频率较高的地段,技术角度上讲应该是优先考虑选择的。

     近年来,钢化玻璃绝缘子随着制造工艺的改进,盘弪比较大,内褶皱多而深,大大地提高单片绝缘子的爬电距离,这种爬电距离的提高另一效果也提高了绝缘子的十弧电压。

     另外,由于钢化玻璃绝缘子的自碎性能,在强电流通过绝缘子串时,首先是钢化玻璃伞群自碎,而绝缘子钠帽不炸裂,钢脚不熔断。这是钢化玻璃绝缘子一个显著优点。

     至于钢化玻璃绝缘子的防污闪性能,根据电网的运行经验来看,实际防污闪能力与绝缘子结构是密切相关的。目前,防污闪钢化玻璃绝缘子上表面火多采用传统的倾角设置,上表面自洁能力较强;由其下表面同样由于设有多道深褶皱的原因,绝缘子的自洁能力降低,绝缘子下表面的积污总量较大。在灰尘较大区域的运行绝缘子,积污情况相当明显。从一些通报的案例上看,某些地方在雾季也发生过跳线串等由于污秽的原因沿面闪络的情况。

4、复合绝缘子的性能分析

     复合绝缘子由下其良好的憎水性能使其有独树一帜的抗污闪能力,正被越来越广泛地运用于电网。根据相关运行经验和研究表明:复合绝缘子相对悬式瓷、玻璃绝缘子而言,易遭受工频电弧损坏。表现为伞诸和护套粉化、蚀损和漏电起痕肢炭化严重,芯棒暴露和机械强度下降。所以,复合绝缘子需要在两端安装均压装置,使工频电弧飘离绝缘子表面。其次,均压装置还应保护两端金属附件连接区因漏电起痕及电蚀损导致密封性能破坏。为了达到此目的,复合绝缘子必须安装均压装置,其干弧距离小于相同结构高度的瓷、玻璃绝缘予串,无疑降低了电气绝缘子强度。相关试验表明:在高压端安装了均压装置后,雷电冲击闪络电压比无均压装置情况下有不同程度的降低,且随着均压装置的罩人深度的增加,绝缘距离有所减少,闪络电压降低幅度加大。当绝缘予两端都装上均压装置后,雷电冲击闪络电压最高降幅值达21.3%。复合绝缘子裙边短小,相对裙间距不大,其遭雷击后造成闪络的概率明显增加。

     另外,护套材料耐电场,耐老化能力不强,在强电场以及臭氧和酸性物质作用下,护套会加速老化,经长时间运行的芯捧护套会产生大量裂纹和缝隙,水汽慢慢侵人,造成局部放电,产生发热,进一步破坏护金与芯棒。

     另外,从某电网运行于灰尘比较大区域的合成绝缘子来看,其抗硅酸盐腐蚀的能力有限,其憎水性与硅酸盐粉尘时会使硅酸盐粉尘粘在合成绝缘子表面,并导致合成绝缘子持续老化,最终导致击穿。

5、瓷质绝缘子的性能分析

     瓷质绝缘子的使用相对较早,其基本结构型式有普通型和防污型两种。其防污型中比较突出、常用的一种是双伞型防污绝缘子,主要是利用绝缘子上下表面都有良好的自洁能力防污。双伞绝缘子易清扫,盐密监测结果也是含盐量极少;但由于是双伞型设计,伞裙间距离短,整串绝缘子在雷击后容易形成贯穿性的电流通路,所以雷击后跳闸率相对较高。普通型绝缘子的防污闪,防雷性能都没突出的优点。

     瓷质绝缘子受生产制造工艺影响非常大,部分制造工艺不够先进的绝缘子,由于瓷绝缘子瓷件与钢帽、水泥勃合剂之间的温度膨胀系数相差较大,当运行中瓷绝缘子受冷热变化时,

     瓷件会承受较大的压力和剪应力,导致瓷件开裂,而且瓷绝缘子的瓷件存在剥釉、剥砂、膨胀系数大等问题,受外力作用时会产生有害应力引起裂纹扩展,严重的会产生掉串事故。

6.技术分析比较

6.1绝缘子材质特性

     (1)玻璃绝缘子有较好的耐电弧和不易老化的优点,并且绝缘子本身具有自洁性能良好和零值自爆的特点。特别是玻璃是熔融体,质地均匀,烧伤后的新表面仍是光滑的玻璃体,仍具有足够的绝缘性能。并且零值或雷击后钢帽不会被炸裂掉串。

     (2)复合绝缘子主要依靠其憎水性的发挥,在防污闪方面有一定的优势。同时,该种绝缘子在耐雷击和耐老化、耐酸蚀方面有一定的劣势。造雷击等破坏后可能掉串。

     (3)瓷质绝缘子材质可靠性主要是受制造技术的影响比较大。其主要劣势是“零值”隐蔽性,钢帽可能炸裂掉串。

6.2绝缘子型号特征

     能不能够防污闪并不能依靠绝缘子的型号称呼上带上防污两个字就能解决问题,许多称号为防污型的绝缘子因爬电距离较大所以称呼为防污型的,到底能否有效防污闪还得看具体的几何结构,例如目前运用极为广泛的钟罩型玻璃钢化绝缘子爬电距离大,防雷、防内过电压效果好;但由于其结构上讲,比较容易积污,目前国电公司通报发生污闪的也以该类型居多,因此就其应用场合是应该有所选择的。

     双伞型防污瓷质绝缘子因长时间清洗所得积污值均比较小,因此其防污能力是具有实际效果的。但是从其结构上讲爬电距离的有效系数是小于1.0的,在雨雾状态容易形成闪烙通道,其使用又受到局限。

     (3)合成绝缘子是目前一致举荐的良好的防污闪材料,但其可靠性能目前尚处于探索阶段,部分运行经验表明合成绝缘子的防雷性能并不是特别理想。

6.3耐张串特性

     就耐张串绝缘子来说,由于其耐张串的绝缘子在线路中的位置结构原因,从多年以来的现场比较来看,耐张串绝缘子不易积污(但安装中要注意需倒装线路上的绝缘子积水问题),但零值与自爆比直线串绝缘子要多。因此其选择瓷质还是玻璃钢化的,选择绝缘子的几何形状是很有讲究的,应当用低值自爆,不易积污的。

     比如在对某高压电网全网瓷质绝缘子共83155片进行零值、低值测试,统计分析得:全网瓷质绝缘子综合零(低)值率为0.673%0片,其中耐张绝缘子零(低)值率为1.09%片,

直线(含跳线)绝缘子零(低)值率为0.178%片。

7.结束语

综上所述,笔者认为在选用绝缘子时应有以下准则:

     在山区,因大气污染程度较低,主要电气故障是雷击跳闸,宜配置大爬距、深梭棱、钟罩式钢化玻璃绝缘子;以减少线路遭雷击后的建弧跳闸机率。

     在大气污染程度相对较高的平原区,输电铁塔也不是区域中的最高物体;宜配置复合绝缘子,以减少局部污闪的机率。在大气污染程度相对较高的平原区,输电铁塔也不是区域中的最高物体;宜配置复合绝缘子,以减少局部污闪的机率。

     对于使用瓷质绝缘子挂网运行的,双伞防污型宦调整到污染程度稍高,但遭雷击机率稍低的平地区域使用。同样,制造工艺良好瓷质绝缘子宜在水泥粉尘等酸化、老化比较严重的地区使用。

     无论在何种地形条件,耐张串绝缘子宜使用钢化玻璃绝缘子。

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