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高压输电线路铁塔几种绝缘子的性能比较之瓷绝缘体

作者: 发布日期: 2021-08-20
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高压输电线路铁塔绝缘子型式及其绝缘配置的应用,严重影响着线路的安全运行。绝缘子是架空送电线路的重要组成部分,如果其选型及绝缘配置不当,一方面会造成电网安全运行的不安全因素,另一方面使线路运行单位减人增效的要求难以落实。高压输电线路穿越山区,穿越各种地形,会遇到不同的污染源,随着经济的发展,交通、水泥造纸等污染行业迅速发展。绝缘子种类的选择及正确的绝缘配置对线路的安全运行至关重要。在架空输电线路中,常用的绝缘子有3种,即瓷瓶绝缘子、钢化玻璃绝缘子和合成绝缘子。对绝缘子选型和绝缘配置时,必须了解各种绝缘子的性能和有关情况。为了便于指导架空高压架空输电线路的选型和绝缘配置,现对上述各类绝缘子的特点及有关情况作如下叙述。

高压输电线路铁塔绝缘子型式及其绝缘配置的应用,严重影响着线路的安全运行。绝缘子是架空送电线路的重要组成部分,如果其选型及绝缘配置不当,一方面会造成电网安全运行的不安全因素,另一方面使线路运行单位减人增效的要求难以落实。高压输电线路穿越山区,穿越各种地形,会遇到不同的污染源,随着经济的发展,交通、水泥造纸等污染行业迅速发展。绝缘子种类的选择及正确的绝缘配置对线路的安全运行至关重要。在架空输电线路中,常用的绝缘子有3种,即瓷瓶绝缘子、钢化玻璃绝缘子和合成绝缘子。对绝缘子选型和绝缘配置时,必须了解各种绝缘子的性能和有关情况。为了便于指导架空高压架空输电线路的选型和绝缘配置,现对上述各类绝缘子的特点及有关情况作如下叙述。


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瓷绝缘体

鞋帽式盘形悬式瓷绝缘子是最早使用的绝缘子,随着电力工业的发展而最先发展起来,已有近100多年的历史,也是至今仍被广泛采用的一种绝缘体。盘形悬式瓷绝缘子具有良好的绝缘性能、抗气候性、耐热性和装配灵活性,已被广泛用于各种电压等级的输电线路铁塔之中。近几年来,随着防污闪事故的发生,各种防污型悬式瓷绝缘子相继投入使用,运行效果良好。

由于电网规模的不断扩大,瓷绝缘子的用量急剧增加,瓷绝缘子也暴露出一些缺陷,属于击穿型绝缘子,随着运行时间的延长,绝缘性能逐渐下降甚至完全丧失,即通常所说的瓷绝缘子的“老化”现象。造成绝缘子老化的原因有外部因素和内部因素两个方面:一是在污秽湿润条件下泄漏电流,雷击闪络电弧引起绝缘子表面老化;另一种是由于机电负荷或温度变化而引起的老化,后者常称为"经年老化"。这种微小裂缝的形成,主要是由于陶瓷制品的吸湿性,即瓷件在使用中会吸收外界水分,逐渐使绝缘强度下降;一般悬式绝缘子为内粘结结构,胶装粘合剂水泥与钢脚、铁帽、瓷件的热膨胀系数各部分之间存在着不同,温度变化时各部件热胀系数的差异将导致瓷件受压应力和剪切应力;水泥的长期膨胀(俗称“水泥生长”)使瓷件和铁帽遭受局部应力和疲劳效应;陶瓷制品在制造过程中可能残留内在的微小裂纹,这些内在缺陷通过冷热、耐电压等测试有时很难检出和剔除,这种微小裂缝会在使用中发展。为去除这些老化的绝缘体,线路运营部门每年都要花费大量的人力、物力,对绝缘进行检测,由于仪器设备、测试员的技术水平、责任心等方面的原因,造成误检和漏检现象时有发生。因为线路绝缘设计时要考虑到一定的安全系数和裕度,在线路正常运行的情况下,个别老化的绝缘子仍不能保证线路的安全运行。但与老化绝缘子混杂的绝缘子串,在遭受雷击闪络(或污闪)时,由于较高的雷电电流和随后的工频续流(或短路电流),可能导致老化绝缘子头部因瞬间骤热而爆炸,绝缘子断串造成导线落地的恶性事故。一九九六年十二月底,华东、华中、华北、西北、山东等地发生了大面积污闪事故,涉及50OkV线路2条,33OkV线路2条,22OkV线路51条,污闪线路2条,发生了大规模的污闪事故,涉及50OkV线路2条,22OkV线路2串,其中有50OkV线路5串,33OkV线路2串。

武汉高压研究所曾就此问题进行过试验,老化绝缘子的存在对线路的安全运行是一个潜在的威胁。随着工作时间的延长,瓷绝缘子老化速度逐渐增大。根据调查,国产绝缘子的年老化率约为0.2%,不同厂家的产品,差异也较大。据报道,日本N[;K型陶瓷绝缘子的年老化率为1万3千左右。

操作部门根据瓷瓶老化速度,确定相应的测零期。国内部分经营单位确定了2年的测零周期。绝缘子的耐污秽性能对线路的安全也至关重要。XWPZ耐污染双伞形绝缘子耐污染性能优异,一方面由于其流体阻力小,不易形成涡流,因而在使用中自然积污较少,同时它是敞开式的,具有较好的自清洗能力,因此自然积污量仅为普通绝缘子的50%左右,而且还便于人工清扫或带电水冲洗。该省近几年大量使用这种绝缘子,运行状况良好。


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