【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 懸式絕緣子 懸式 絕緣子 分為交流系統(tǒng)用 絕緣子 和直流系統(tǒng)用 絕緣子 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(duì)產(chǎn)品老化的性能的苛刻要求。 盤(pán)形 懸式絕緣子 的結(jié)構(gòu)。 盤(pán)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(hào)的硅酸鹽水泥，配合瓷粉瓷砂作為填充材料 ，如圖 15 左圖所示 。 盤(pán)形懸式絕緣子有多種承受張力級(jí)別，最大機(jī)電破壞負(fù)荷 已達(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(pán)形 懸式絕緣子 的結(jié)構(gòu) 球型連接 槽型 (C 型 )連接 混合型 (T 型 )連接 圖 15 盤(pán)形 懸式 絕緣子的結(jié)構(gòu)和連接 方式 圖 盤(pán)形 懸式絕緣子 的連接方式 。 盤(pán)形 懸式絕緣子 的連接方式有球 窩型連接和槽型連接 ， 如圖 15所示 。 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(méi)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 (法蘭 )，絕緣子與絕緣子之間或絕緣子與金具之間用帶開(kāi)口銷孔的圓柱銷或螺栓連接。槽型結(jié)構(gòu)金具較簡(jiǎn)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。 絕緣件的傘型。 當(dāng)線路通過(guò)污穢地區(qū)時(shí)，絕緣子表面易沉積一層污穢物質(zhì)，在霧天或毛毛雨的天氣，絕緣子表面沉積的污穢物質(zhì)受潮后會(huì)使絕緣子的耐壓值顯著降低，因而往往引起閃絡(luò)，即所謂污閃。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 絕緣子 有 多種傘形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 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 絕緣子 耐張式地線 絕緣子 圖 16 盤(pán)形 懸式 絕 緣子的傘型和地線絕緣子圖 普通型懸式 絕緣子 。 該傘形的 絕緣子 是使用歷史最悠久的一種懸式 絕緣子 ， 它 的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)形狀簡(jiǎn)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 絕緣子 。 該傘形 絕緣子 有著較長(zhǎng)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 絕緣子 多采用這種傘型。 草帽型 （ M 型） 懸式 絕緣子 。 這種傘形的 絕緣子 也 被稱作 “空氣動(dòng)力型 (A 型 )”， 傘下光滑無(wú)棱，流線 8 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(pán)直徑特別的大，使用特點(diǎn)是將其穿插在交、直流線路 絕緣子 懸垂串的上部和中部，特大的盤(pán)徑結(jié)構(gòu)可以起到抑制冰溜和鳥(niǎo)糞造成的線路污閃絡(luò)情況發(fā)生。 雙傘型、三傘型 （ W 型） 懸式 絕緣子 。 這兩種形狀的產(chǎn)品因傘下平滑無(wú)棱并成開(kāi)放形，因此其風(fēng)雨自潔性能好 ，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 絕緣子 多采用這兩種傘型。 盤(pán)形 懸式絕緣子 的型號(hào)。中國(guó)現(xiàn)行的盤(pán)形 懸式絕緣子 的型號(hào)由字母和數(shù)字組成，其代表意義如 表 16 所示。 表 16 盤(pán)形 懸式絕緣子 的型號(hào) 絕緣材料 型式 傘型 額定負(fù)荷類別 設(shè)計(jì)序號(hào) 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， XP70 表示普通型懸式瓷絕緣子，機(jī)電破壞負(fù)荷不小于 70kN。 LYHP100 表示鈡罩型懸式鋼化玻璃絕緣子，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(hào)也有所變化。 近年來(lái)，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(hào)呈現(xiàn)多樣化的現(xiàn)象， 可根據(jù)廠家提供的資料選用 。 地 線 絕緣子 。 地線 絕緣子 用于支持架空線路中的地線，由 盤(pán)形 懸式 絕緣子 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，減少輸電能量損耗和開(kāi)通地線載波通 訊；當(dāng)?shù)鼐€出現(xiàn)過(guò)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 絕緣子 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 ，如圖 16 所示 。 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。 圖 17 懸垂絕緣子串和耐張絕緣子串 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 17(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(guò)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 17(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(guò)大的問(wèn)題，如圖 17(c)所示。 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 185mm178。及以下時(shí)，普遍采用單串耐張絕緣子串，如圖 17(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 17(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 17(g)所示。圖中跳線絕緣子串，用以限制跳線的風(fēng)偏角，保證跳線對(duì)桿塔各部分空氣間隙的要求。 表 17 懸垂絕緣子串的最少片數(shù) 標(biāo)稱電壓（ kV) 35 110 220 330 500 750 單片絕緣子高度（ mm） 146 146 146 146 155 170 絕緣子片數(shù)（片） 3 7 13 17 25 32 在海拔高度 1000m 以下地區(qū)，操作過(guò)電壓及雷電過(guò)電壓要求的懸垂絕緣子串絕緣子片數(shù)，不應(yīng)少于表17 的數(shù)值。耐張絕緣子串的絕緣子片數(shù)應(yīng)在表 17 的基礎(chǔ)上增加，對(duì) 330kV 及 以下送電線路增加 1 片， 9 對(duì) 500kV 送電線路增加 2 片，對(duì) 750kV 送電線路不需增加。 為保持高桿塔的耐雷性能，全高超過(guò) 40m 有地線的桿塔，高度每增加 10m，應(yīng)比表 17 所列值增加 1片同型絕緣子，全高超過(guò) 100m 的桿塔，絕緣子片數(shù)應(yīng)根據(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(guò)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)； λ— 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(lái)確定，并以 XP70、 XP160 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)，宜按式（ 13）計(jì)算 ( 1)mHhn ne ?? （ 13） 式中 nh— 高海拔地區(qū)每聯(lián)絕緣子數(shù)量，片； n— 海拔 1000m 以下地區(qū)絕緣子數(shù)量，片； H— 海拔高度， km； m1— 反映氣壓對(duì)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。 表 18 各種絕緣子的 m1 參考值 試品 材料 m1 試品尺寸 鹽密 178。 鹽密 178。 平均 值 盤(pán)徑 (mm) 結(jié)構(gòu)高度 (mm) 爬電距離 (cm) 表面積 (cm178。) 重量 (kg) 機(jī)械強(qiáng)度 (kN) 1 瓷 280 170 210 2 300 170 210 3 320 195 300 4 340 170 210 5 玻璃 280 170 210 6 280 195 300 7 320 195 300 8 380 145 120 9 復(fù)合 二、棒形懸式復(fù)合 （合成） 絕緣子 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(pán)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 1/6~1/10，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(zhǎng)期可靠性尚未取得共識(shí)。 芯棒是由樹(shù)脂粘接上百萬(wàn)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 3~5 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 復(fù)合 絕緣子的機(jī)械負(fù)荷，是內(nèi)0 01Un KL?? 10 絕緣的主要部分，選用蠕變小的增強(qiáng)纖維和樹(shù)脂，確保芯棒有良好的機(jī)械和電氣性能。 圖 18 某廠生產(chǎn)的棒形懸式復(fù)合絕緣子結(jié)構(gòu)圖 和 盤(pán)形懸式瓷復(fù)合絕緣子 外形圖 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 。 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(guò)別的金具連接于掛線點(diǎn)和導(dǎo)線 。 復(fù)合 絕緣子 爬電 比距的 取值 ： 在輕、中污區(qū)復(fù)合絕緣子的 爬電距離不宜小于盤(pán)型絕緣子；在重污區(qū)其爬電距離不應(yīng)小于盤(pán)型絕緣子最小要求值的 3/4 且比距不應(yīng)小于 。 110kV 及 以上電壓等級(jí) 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(chǎng)分布。 110kV 級(jí)復(fù)合絕緣 子 高壓端配一個(gè)均壓環(huán) ； 220kV 及 以上復(fù)合絕緣子兩端都應(yīng)加均壓環(huán)，其有效絕緣長(zhǎng)度需滿足雷電過(guò)電壓的要求。 均壓環(huán)采用開(kāi)口環(huán)加放電極，便于 拆 卸更換。 棒形 懸式 復(fù)合 絕緣子 的型號(hào)。中國(guó)現(xiàn)行的棒形 懸式 復(fù)合 絕緣子 的型號(hào)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(hào) 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， FXBW4220/100 表示棒形懸式復(fù)合絕緣子，大小傘型，設(shè)計(jì)序號(hào) 4，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(hào)也有所變化。 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(jí)；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(pán)、芯棒端部 界 面、端部金屬件等） 。 輸電線路調(diào)爬或改造過(guò)程中，使用加長(zhǎng)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，對(duì)于相同結(jié)構(gòu)高度，可令其干弧距離足夠長(zhǎng)，這是解決普通型復(fù)合絕緣子的雷擊閃絡(luò)問(wèn)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 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