用于电力工程的绝缘子Word文件下载.docx

用于电力工程的绝缘子Word文件下载.docx

《用于电力工程的绝缘子Word文件下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《用于电力工程的绝缘子Word文件下载.docx（33页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

　　高压线路盘形悬式瓷绝缘子分普通型和耐污型两种。

用于高压和超高压输电线路，供悬挂或张紧导线，并使其与杆塔绝缘。

悬式绝缘子机电强度高，通过不同的串组就能适用于各种电压等级，适用各种强度需要，使用最为广泛。

普通型适用于一般工业区。

耐污型与普通型绝缘子相比，具有较大的爬电距离和便于风雨清洗的造型，适用于沿海、冶金粉末、化工污秽以及较严重工业污秽地区。

耐污型绝缘子在上述地区使用时，可以缩小杆塔尺寸，具有较大的经济价值。

　　高压线路盘形悬式玻璃绝缘子与高压线路盘形悬式瓷绝缘子用途基本相同。

玻璃绝缘子具有机械强度高、耐机械冲击、冷热性能好、寿命长、电气性能和耐雷击性优良等特点，并且在运行损坏时，其伞盘自动破碎，容易发现，大大减少了绝缘探测工作量。

　　高压线路瓷拉棒绝缘子，用于l0kV及以下小截面导线的架空电力线路的终端杆、耐张杆及转角杆上，作绝缘和固定导线用。

可以代替部分蝶式瓷绝缘子和盘形悬式瓷绝缘子使用。

　　③电气化铁路接触网用棒式瓷绝缘子。

　　2、低压线路类绝缘子

　　①低压线路针式、蝶式、线轴式瓷绝缘子：

低压线路针式瓷绝缘子使用在1kV以下架空电力线路中作绝缘和固定导线用。

低压线路蝶式瓷绝缘子和线轴式瓷绝缘子供配电线路终端、耐张及转角杆上作为绝缘和固定导线用。

　　②架空线路拉紧瓷绝缘子：

用于交、直流架空配电线路和通信线路终端、转角或大跨距电杆的平衡电杆所受拉力的拉线的上、下把间，使下部拉线与上部拉线绝缘。

　　③电车线路用绝缘子：

用作电车线路绝缘和张紧导线或用于电车和电站上作导电部分的绝缘和支撑物。

　　④通信线路针式瓷绝缘子：

用于架空通信线路中绝缘和固定导线。

　　⑤布线用绝缘子：

包括鼓形绝缘子、瓷夹板和瓷管等，用于低压布线。

　　3、高压电站类绝缘子

　　①电站用高压户内支柱绝缘子：

用于工频额定电压6~35kV户内电站、变电所的电器设备母线和配电装置上。

作为高压导电部分的绝缘支持物。

它一般安装在海拔高度不超过1000m，环境温度为-40~40℃，并应在不受污秽和凝露的条件下使用，特殊设计的高原型可用于海拔3000m及5000m地区。

　　②户外针式支柱绝缘子：

适用于交流额定电压为3~220kV，安装地点周围环境温度为-40～+40℃及海拔高度不超过1000m的电器的绝缘部分或配电装置上，作绝缘和固定导体用。

　　③户外棒式支柱绝缘子：

用于高压电器和高压配电装置，起绝缘和固定导体作用。

已大量代替户外针式支柱绝缘子的使用。

　　④防污型户外棒式支柱绝缘子：

适用于覆盐密度在0.1mg/cm²

以内的中等污区，作为高压电器和配电装置的绝缘和固定用。

　　⑤高压穿墙套管：

包括户内穿墙套管、户外穿墙套管、母线穿墙套管和油纸电容式穿墙套管等。

　　⑥电器瓷套：

包括变压器瓷套、开关瓷套、互感器瓷套等。

　　变压器瓷套包括电力变压器和试验变压器用套管瓷套及支柱瓷套两大类。

　　开关瓷套包括多油断路器瓷套、少油断路器瓷套、负荷开关瓷套、防爆开关瓷套、隔离开关瓷套、空气断路器瓷套等。

主要用作开关的高压引线对地的绝缘及作断路器绝缘和内绝缘的容器。

　　互感器瓷套用作电流互感器和电压互感器的绝缘元件。

（三）绝缘子的性能。

1、电气性能。

因浮尘等污秽在绝缘子表面附着形成电的通路，被绝缘子两端电压击穿的现象称为爬电。

沿绝缘表面放电的距离即爬电距离，简称爬距。

爬电比距是单位电压的爬电距离，即爬电比距=爬电距离/系统最高电压，以cm/kV为单位。

沿着绝缘表面发生的破坏性放电称为闪络，闪络特性是绝缘子的主要电气性能。

对于不同电压等级，绝缘子的耐受电压要求各不相同，其指标有工频干、湿耐压、雷电冲击耐压、雷电冲击截波耐压、操作冲击耐压等。

为避免在运行中击穿，绝缘子的击穿电压要高于闪络电压。

在出厂试验中，可击穿型的瓷绝缘子一般经过火花试验，即加高压使绝缘表面发生频繁的火花，维持一定时间，看是否被击穿。

某些绝缘子还需经过电晕试验，无线电干扰试验，局部放电试验和介质损耗试验等。

高海拔地区绝缘子，因空气密度下降而使电气强度下降，因此，其耐受电压换算到标准大气条件时应相应提高。

污秽绝缘子受潮时的闪络电压大大低于其干、湿闪络电压，因此，污秽地区须加强绝缘或采用耐污型绝缘子，其爬电比距应较正常型高。

直流绝缘子与交流绝缘子比较，其电场分布较差，又有吸附污粒和电解作用，闪络电压较低，一般要求有特殊的结构设计和更大的爬电距离。

绝缘子的污闪。

在工业区、山区和交通要道等附近运行的绝缘子，常受到工业污染或自然界灰尘、鸟粪等污染。

在干燥情况下，这些附着在绝缘子表面的污染物电阻一般都很大，对运行暂时没有造成什么危险。

但当空气湿度较大时，绝缘子表面的污染物被湿润，其表面导电率剧增，使绝缘子在工频和操作冲击电压下的闪络电压显著降低，甚至可以使绝缘子在工频电压下就发生闪络。

在毛毛雨、大雾等不利的天气条件下，绝缘子表面闪络时发出“吱吱”声，在晚上巡查时，可以看到明显的闪光。

这类闪络称为污闪。

绝缘子表面污闪的形成。

在潮湿污秽的绝缘子表面，在电压作用下，流经绝缘子表面污秽层的泄漏电流使污层加热。

由于污染物在绝缘子表面是分布不均匀的，也由于绝缘子的结构复杂，造成了各部分电流密度不一样，污层的加热也是不平衡的。

在电流密度最大且污层较薄的部分，水分迅速蒸发、变干，电阻也就增大，沿面电压的分布亦随之改变，大部分电压降落在这些部分。

结果这些部分就可能出现火花放电通道，形成局部电弧。

由于火花放电通道的电阻低于原来干燥部分的表面电阻，使泄漏电流增大，从而使污层进一步干燥。

与此同时，局部电弧根部附近的表面也迅速受热变干，使电弧变长。

总之，全部表面的干燥将使电阻增大泄漏电流减小，而局部电弧的伸长则使泄漏电流增大。

如果总的结果是泄漏电流减小，则局部电弧将熄灭；

如果总的结果是泄漏电流增大，则局部电弧将继续伸长，发展到沿整个绝缘子表面的闪络，以致引发线路故障。

绝缘子表面污闪的因素和防止发生污闪的措施。

局部电弧的产生及其参数与污层分布等因素有关，且具有一定的随机性，所以污闪也是一种随机事件。

电压增高则污闪的概率增大，因这时泄漏电流增大，造成由局部电弧发展为闪络。

而如果增大绝缘子沿面泄漏距离或爬电距离，则可使泄漏电流减少，从而降低闪络的概率。

绝缘子表面的干燥过程需要一定的时间，在短时过电压作用下，上述产生污闪的过程来不及发展，因此闪络电压要比长时间作用电压下来得高。

尤其是在雷电冲击电压下，由于时间极短，绝缘子表面潮湿和污染实际上不会对闪络电压产生影响，即和表面干燥时的闪络电压一致。

为了减少污闪事故，保证电力系统的安全运行，应当根据不同的大气污染情况，采取相应的绝缘。

目前，我国用爬电比距来估计绝缘子的耐污性能。

为了防止爬电，在设计时根据不同污秽等级选用不同的泄漏比距。

在一般无明显污染地区，绝缘子串采用的最小爬电比距是16mm/kV，对于大气污染地区，则按照污染程度划分不同的等级，分别采用较大的爬电距离。

对于运行中的线路，为了防止绝缘子的污闪，可以采取以下措施：

1）定期对绝缘子进行清扫，或采取带电冲洗的办法；

2）绝缘子表面涂上一层憎水性的防尘涂料。

常用的有有机硅脂、地蜡涂料等。

这样，绝缘子表面就不易形成连续的水膜，从而减小泄漏电流，使闪络电压不致降低；

3）加强绝缘或采用防污绝缘子。

加强绝缘最简单的办法是增加绝缘子的长度，以增大爬电距离；

还可以采用爬电距离比一般绝缘子大得多的防污绝缘子；

4）采用新型的半导体釉绝缘子。

这种绝缘子釉层的表面电阻率为106~108Ω.m，在运行中因通过电流而发热，使表面始终保持干燥，同时使表面电压分布较均匀，从而能保持较高的闪络电压。

绝缘子的电气性能故障有闪络和击穿两种。

闪络发生在绝缘子表面，可见到烧伤痕迹，通常并不失掉绝缘性能；

击穿发生在绝缘子的内部，通过铁帽与铁脚间瓷体放电，外表可能不见痕迹，但已失去绝缘性能，也可能因产生电弧使绝缘子完全破坏。

对于击穿，应注重检查铁脚的放电痕迹和烧伤情况，以便针对不同的情况对绝缘子设计进行修改。

绝缘子的绝缘电阻测量和判断。

绝缘电阻测量是对瓷绝缘子、钢化玻璃绝缘子、复合绝缘子的绝缘电阻的测量。

测量的目的是检查绝缘子的绝缘状况，发现绝缘子的绝缘劣化和绝缘击穿等缺陷。

35～220kV架空送电线路的绝缘子绝缘电阻测量推荐使用5000V兆欧表进行测量。

绝缘电阻合格的标准：

（1）新装绝缘子的绝缘电阻应大于或等于500MΩ。

（2）运行中绝缘子的绝缘电阻应大于或等于300MΩ。

绝缘子劣化判定原则：

（1）绝缘子绝缘电阻小于300MΩ，而大于240MΩ可判定为低值绝缘子。

（2）绝缘子绝缘电阻小于240MΩ可判定为零值绝缘子。

2、机械性能。

绝缘子在运行中常受到导线的重力和张力、风力、覆冰重量、绝缘子自重、导线振动、设备操作机械力、短路电动力、地震和其他机械力的作用，这些力作用于绝缘子的不同部位时表现为不同的形式，如压力、拉力、弯矩、扭矩等。

有关标准对机械性能规定有严格的要求。

3、热性能。

户外绝缘子要求有耐受温度急变的能力。

例如瓷绝缘子要求经几次冷热循环而不开裂。

绝缘套管因有电流通过，其零部件和绝缘件的温升以及容许短时电流值均须符合有关标准的规定。

（四）不同材料绝缘子的特点。

　　1、瓷绝缘子。

瓷绝缘子以铝矾土、高岭土、长石等天然矿物为主要原料，经过粉碎、按配方比例均匀混合，加工成一定形状后，在高温下烧结而成表面复盖有一层玻璃质的平滑薄层釉的绝缘子。

经过这些工艺所制得的绝缘子，是由许多微晶聚集的多晶体构成，这就不可避免的存在着晶界。

晶界不仅在绝缘子烧结过程中起着重要作用，而且还对烧结体物理、化学性能有很大影响。

瓷绝缘子的绝缘体根据化学成分分为普通瓷、高硅瓷和高铝瓷，都具有刚度好、硬度高、抗压强度高，熔点高、且在高温下具有极好的化学稳定性，线膨胀系数比金属低，当温度发生变化时，具有良好的尺寸稳定性；

具有良好的电绝缘性；

在高温下不易氧化，并对酸、碱、盐具有良好的抗腐蚀能力等特点，因此成为使用最早的绝缘子材料。

瓷绝缘子劣化受多方面因素的影响，既与制造厂家选用的材料、配方、工艺流程有关，也与运行环境以及运行中承受的抗电负荷甚至外力的作用有关。

如果绝缘子在制作过程中配方不当，工艺流程中原料混合不均匀，焙烧火力不足等，使绝缘子易形成吸湿性气孔。

而结构不合理，或者成型时失误、受力不均等，也会使绝缘子内部存在内应力，而导致绝缘子产生裂纹、气隙，以至劣化。

绝缘子与其金属附件的连接，一般用水泥作为胶合剂。

水泥本身吸收水分和CO2后，体积会变大，水泥吸收的水分也会反复冻结和融解，促使绝缘子劣化。

而水泥干燥、凝结，不但会形成吸湿性气孔，而且会产生很多的裂缝。

瓷和玻璃的物理性能

材料

密度

kg/m

介电系数

击穿强度

kV/mm

20℃电阻率

Ω.m

抗弯强度

N/mm²

抗拉强度

抗压强度

比热

W/（g.℃）

导热系数

W/（m.s.℃）

普通瓷

2300~2440

6~7

25~35

≮1011

70~90

400~500

0.84~0.92

1.1~1.7

高硅瓷

2330~2420

25~30

90~115

30~40

500~600

高铝瓷

2500~2800

6.5~7.5

120~170

45~65

700~800

高碱玻璃

2400~2600

6.8~8.6

35~50

1010~1013

50~70*

20~38*

600~700

0.84~0.86

0.88~0.96

*高碱玻璃经过钢化处理后，抗弯强度提高2~3倍，抗拉强度提高3~4倍。

2、钢化玻璃绝缘子。

玻璃属于非晶体结构，是没有固定熔点的硅酸盐化合物，结构致密，质地均匀，产生于易控制的连续生产工艺。

钢化玻璃一般用钢化能力系数大的高碱玻璃制造，SiO2是构成玻璃的骨架，其他氧化物填充于骨架之中，并由化学键连接起来，相互作用大，不易被电场极化，表现出很好的惰性，是理想的绝缘材料。

用来制造玻璃绝缘子的原料，就其本身成份来说，比制造电瓷用的原料更为稳定，为稳定玻璃的电气特性和机械特性创造了良好的条件。

由于玻璃的透明性，在外形检验时容易发现细小裂缝以及各种内部缺陷和损伤。

钢化玻璃绝缘子的绝缘件。

将成型的普通玻璃绝缘件加热至接近软化点时，在玻璃表面急速冷却，使压缩应力分布在玻璃表面，而张引应力则在中心层，因为有强大的压缩应力，使外压所产生的张引应力被玻璃强大的压缩应力所抵消，就成为钢化玻璃绝缘子的绝缘体。

通过钢化处理，有三个作用：

。

①强度提高：

钢化后玻璃的机械强度、抗冲击性、抗弯强度能够达到普通玻璃的2~4倍，弯曲抗压强度不小于122.5N/mm²

②热稳定性提高：

钢化玻璃可以承受巨大的温差而不会破损，抗拒变温差能力是同等厚度普通玻璃的3倍，可承受200℃的温差变化。

③安全性提高：

钢化玻璃受强力破损后，迅速呈现微小钝角颗粒，从而最大限度地保证人身安全。

因为用玻璃生产形状复杂的和大型的制品比较困难，一般多限于生产线路绝缘子。

由于玻璃绝缘子表层的机械强度高，使表面不易发生裂缝。

玻璃的电气强度一般在整个运行期间保持不变，并且其老化过程比瓷要缓慢得多，因此玻璃绝缘子主要由于自损坏而报废，在运行第一年内发生，可是瓷绝缘子的缺陷只有在运行几年以后才开始发现。

这里所说的老化是指电气性能老化，即介质在电场的长时间作用下，会逐渐发生某些物理化学变化而使介质发生不可逆的劣化，最终导致介质被击穿。

根据法国塞迪维尔公司对马来西亚132kV输电线路运行了27年后的绝缘子的测试，其机械和电气性能都无明显改变。

而同期使用的瓷绝缘子，在运行一段时间后，其机电性能明显下降。

　　采用钢化玻璃绝缘子，可以取消在运行过程中对绝缘子进行的带电定期预防性试验。

这是因为钢化玻璃的每种损坏都会造成绝缘子的破坏，运行人员在地面或在直升机上巡线时很容易发现它，无需登杆逐片检测，降低了工人的劳动强度。

当绝缘子损坏时，钢帽和铁脚附近的玻璃碎片被卡住，绝缘子剩余部分的机械强度足以防止绝缘子串断脱。

在运行中玻璃绝缘子遭受雷电烧伤的新表面仍是光滑的玻璃体，并有钢化内应力保护层，因此，它仍保持了足够的绝缘性能和机械强度。

钢化玻璃强度虽然比普通玻璃强，但是在温差变化大时有自爆（自己破裂）的可能性。

钢化玻璃绝缘子的自爆原因可能有以下几种：

1）制造原因：

玻璃中含有杂质和结瘤，若分布在内张力层即可在较短时间30～60天内发生自爆。

　　2）质量原因：

运行中的绝缘子因含有杂质，分布在外张力层，即在冷热温差状态下，特别是突然冷却时，并在稳定机械荷载下，在1～2年内会发生自爆。

　　3）零值自爆：

运行中钢化玻璃绝缘子因表面积污严重，受潮后引起局部放电或单片爬电导致发热，引起绝缘下降，而发生自爆。

3、复合绝缘子。

复合绝缘子是由绝缘芯棒、硅橡胶伞套以及两端的连接金具三个部分组成。

　　绝缘芯棒是环氧树脂玻璃纤维引拔棒的简称，它是复合绝缘子的骨架，起着支撑伞套、内绝缘、联接两端金具，以及承受机械负荷等多重作用，具有很高的抗张强度，一般可达600MPa以上，是普通钢材的2倍，瓷材料的5～8倍，并具有良好的介电性能和耐化学侵蚀性，还有良好的抗弯曲疲劳，抗蠕变和抗冲击性。

硅橡胶伞套是以高分子聚合物硅橡胶为基体，辅以阻燃剂，抗老化剂，偶联剂等填料经高温高压硫化而成，具有良好的憎水性和迁移性，以及良好的耐腐蚀，耐老化，电绝缘等性能，并且具有很高的污闪电压和耐碎性能，电压分布均匀，与瓷相比其在同等条件下闪络电压是瓷的2倍以上。

主要起着保护芯棒，遮挡雨雪，增大爬电距离和产品外绝缘的作用。

联接金具与芯棒连在一起，通过别的金具把导线连接于杆塔的挂线点上。

二、架空线路类绝缘子

架空线路中所用绝缘子，常用的有悬式绝缘子、针式绝缘子、蝶式绝缘子、瓷横担绝缘子和拉紧绝缘子等。

悬式绝缘子据其绝缘件的形状又分为盘形和棒形等型式。

（一）盘形悬式绝缘子。

盘形悬式绝缘子也称为悬瓶，由绝缘件（如瓷件、玻璃件）和金属附件（钢脚、铁帽）用胶合剂胶合而成。

将瓷体与附件胶合连接的材料，一般利用高标号的硅酸盐水泥，配合瓷粉瓷砂作为填充材料。

盘形悬式绝缘子有多种承受张力级别，最大机电破坏负荷达到500kN以上，可分别满足不同导线的荷载要求，有多种伞型结构以适应不同的电流种类和环境，因此可以根据不同电压、不同荷载和环境条件的需要组装成串，而在输电线路中普遍使用。

盘形悬式绝缘子的结构球型连接槽型（C型）连接混合型（T型）连接

悬式瓷绝缘子分为交流系统用绝缘子和直流系统用绝缘子两种。

高电阻绝缘材料配方、特殊的伞形结构和金属附件的防腐蚀设计都需要满足交流和直流输电对产品老化的性能的苛刻要求。

1、盘形悬式绝缘子的连接方式。

盘形悬式绝缘子的连接方式有球窝型连接和槽型连接。

球窝型连接的铁帽上端为碗头（球窝），钢脚下端为球头，绝缘子与绝缘子之间或绝缘子与金具之间连接时，将球头套入球窝后穿入W型或R型钢销防止脱落。

球窝连接没有方向性，挠度大，可转动，并且装卸方便，有利于带电作业，通常多采用这种连接结构。

槽型的铁帽上端为双联板，钢脚下端为单联板，绝缘子与绝缘子之间或绝缘子与金具之间用带开口销孔的圆柱销或螺栓连接。

槽型结构金具较简单，一般用在架空地线和配电线路上。

为了适应特殊情况的需要，许多厂家还生产一种混合型的绝缘子，其铁帽上端为碗头，钢脚下端为法兰。

为了防止金属附件的腐蚀，铁帽和钢脚等铁件都采用热镀锌处理，大负荷绝缘子的R型钢销用不锈钢制造。

2、绝缘件的伞型。

为了给各种不同地区和不同电流种类线路的使用提供合理的选择方案，悬式绝缘子有多种伞形结构设计。

普通型悬式绝缘子。

该伞形的绝缘子是使用历史最悠久的一种悬式绝缘子，它的特点是结构形状简单，造价低，适合清洁地区选择使用。

它们通常被使用在交流输电线路上。

钟罩型（H型）悬式绝缘子。

该伞形绝缘子有着较长的伞下棱，产品可以实现较大的爬电距离，伞下的内腔不易受潮，有较高的污秽耐受电压，更适合在沿海、多雾潮湿和盐碱地区的交、直流输电线路上使用。

耐污型钢化玻璃绝缘子多采用这种伞型。

草帽型（M型）悬式绝缘子。

这种伞形的绝缘子也被称作“空气动力型（A型）”，伞下光滑无棱，流线型结构，自洁性很好，积污量小，它们适应各种运行条件尤其是重污秽、高海拔和沙漠干燥地区的交、直流输电线路。

该种产品的伞盘直径特别的大，使用特点是将其穿插在交、直流线路绝缘子悬垂串的上部和中部，特大的盘径结构可以起到抑制冰溜和鸟粪造成的线路污闪络情况发生。

普通型鈡罩型（H型）草帽型（M型）（空气动力型（A型））

双伞型三伞型悬垂式地线绝缘子耐张式地线绝缘子

双伞型、三伞型（W型）悬式绝缘子。

这两种形状的产品因伞下平滑无棱并成开放形，因此其风雨自洁性能好，自然积污率低，再加上较大的爬电距离，使产品具有良好的污耐压水平，在多粉尘的环境下使用更能发挥伞形结构的优越性。

耐污型瓷绝缘子多采用这两种伞型。

3、盘形悬式绝缘子的型号。

中国现行的盘形悬式绝缘子的型号由字母和数字组成，其代表意义如下表所示。

绝缘材料

型式

伞型

额定负荷类别

设计序号

-

额定负荷

连接方式

L-钢化玻璃

瓷不表示

X-悬式

XD-地线用

悬式

W-双、三伞型

H-鈡罩型

M-草帽型

普通型不表示

P-按机电破坏

负荷值表示

数字，

首次设计

不表示

kN数

C-槽形

球窝形不表示

T-铁帽球窝

铁脚法兰

例如，XP-70表示普通型悬式瓷绝缘子，机电破坏负荷不小于70kN。

LYHP-100表示鈡罩型悬式钢化玻璃绝缘子，机电破坏负荷不小于100kN。

由于生产厂不同，所编制的产品型号也有所变化。

近年来，绝缘子生产厂引进了不同的钢化玻璃绝缘子生产线，使钢化玻璃绝缘子的产品型号呈现多样化的现象，下面列出了悬式钢化玻璃绝缘子几种型号的对照表。

标准型

机械

破坏负荷

主要技术参数（mm）

型号

结构高度

盘径

泄漏距离

IEC国际电工

南京电气

自贡塞迪维尔

天津迪艾夫

40kN

110

175

190

LXY-40

100

LXY1-40

70kN

127

195

可用LXY-70替代

TU70/127/VRCG

140

TU70/140/VRCG

146

TU7