绝缘子培训(唐健成)

绝缘子绝缘子是输配电系统使用最广泛的基础元件，用于支持导线并起到绝缘作用的机械支撑装置。绝缘子的作用：1、为传输电流的导线提供机械支撑；2）防止电流与大地形成通道接地。作用：绝缘子是输电线路绝缘的主体，其作用是悬挂导线并使导线与杆塔、大地保持绝缘。绝缘子不但要承受工作电压和过电压作用，同时还要承受导线的垂直荷载、水平荷载和导线张力。因此，绝缘子必须有良好的绝缘性能和足够的机械性能。电气性能要求绝缘强度：绝缘子的绝缘结构和绝缘材料应在电场的作用下，而不被击穿的耐受电压的能力。该耐受电压的能力包括工频电压、操作过电压和雷击过电压。工频电压：电力系统中正常运行情况下，导线对地的最高电压。对于绝缘子来说，在工频电压下的绝缘子的泄露距离（泄漏比距）应满足一定的要求泄漏距离（泄漏比距）：指加有正常工作电压下两部件间沿绝缘子瓷质或玻璃绝缘子外表面轮廓线的最短距离的总和。在水泥或其它导电部分连接件表面测得的距离不应作泄漏距离的一部分。因此，要保证输电线路中可击穿型绝缘子在运行中，能承受各种过电压的作用，而不致使绝缘被击穿，产生永久性故障，就必须使绝缘子的泄露比距、1min工频耐受电压、干（湿）耐受电压或干（湿）闪络电压以及相应过电压的电气性能的要求。绝缘子的其他性能要求1）当线路电压升到一定得时候，将会产生电晕放电，这种电晕放电会对无线电产生干扰，因而绝缘子必须满足电晕和抗无线电干扰的要求。2）对绝缘子的附件，如弹簧销、钢帽和球头的防腐、防锈以及尺寸均有严格要求。3）对玻璃绝缘子必须将自破率控制在一定得范围内。绝缘子的检验1）制造厂商出厂前应进行严格的外表检查、型式试验和批量抽检，满足各项技术标准的要求。2）对出厂后的绝缘子，因运输等因素的影响，对绝缘子必将产生一些不利的影响。要求在使用前对（瓷）绝缘子进行耐压试验或绝缘测量。一般不再要求更多的试验，如有特殊使用要求，可根据需要进行一些必要的试验。绝缘子种类输电线路用绝缘子的种类很多，它可以根据绝缘子的结构型式、绝缘介质、连接方式和承载能力大小分类。按结构型式分为盘形绝缘子和棒形绝缘子。按绝缘介质分有瓷质绝缘子、玻璃绝缘子、半导体釉和复合绝缘子四种。按连接方式分有球型和槽型两种。按承载能力大小分为40、60、70、100、160、210、300kN、420kN、550kN等多个等级。每种绝缘子又有普通型、耐污型、空气动力型和球面型等多种类型。目前输电线路上，主要使用盘式悬垂绝缘子、棒式绝缘子、针式绝缘子等；输配电线路上广泛使用的盘式绝缘子主要有瓷绝缘子如图地线绝缘子悬式瓷绝缘子（部分）实物图标准型（钟罩型）双伞耐污型棒型绝缘子如图所示棒型瓷绝缘子棒型复合绝缘子（部分）棒型绝缘子的实物图针式绝缘子主要用在配电线路中，如图所示。部分针式绝缘子的实物图空气动力型标准型（钟罩型）耐污型耐污型盘型悬式玻璃绝缘子如图盘型悬式玻璃绝缘子（部分）实物图绝缘子型号的意义盘形悬式瓷质绝缘子和盘形悬式玻璃绝缘子型号根据GB/T7253-2005《标称电压高于I000V的架空线路绝缘子交流系统用瓷或玻璃绝缘子元件盘形悬式绝缘子元件的特性》规定绝缘子的型号由字母U和其后规定的机电或机械破坏负荷的千牛数来标志。随后的字母B或C分别表示球窝或槽形连接。随后的字母S或L，则表示短或长结构高度。污秽地区的大爬距绝缘子用字母P置于最后来表示。具体标识如下：1）绝缘子的型号X表示悬式绝缘子；XZ表示直流高压线路用盘型悬垂瓷绝缘子；XD表示绝缘地线用盘型悬垂瓷绝缘子。2）结构特征代号结构特征代号：P表示普通盘伞形；H表示钟罩盘形伞；WP表示双层盘形伞；AP表示大伞盘形伞。3）特征数字特征数字：表示额定机电破坏负荷（kN）。4）安装与连接型号代号安装与连接型号代号：C表示槽型连接，球型连接不表示；N表示电极形式，N表示耐张式，悬垂式不表示。盘形悬式瓷质绝缘子和盘形悬式玻璃绝缘子型号高压悬垂盘型瓷绝缘子结构组成：钢帽钢脚销子（W、H等）绝缘介质和填充材料。特点：具有良好的绝缘性能；抗气候变化的性能；耐热性能和组装灵活。广泛的应用于各种等级的线路中。盘式瓷绝缘子是属于可击穿型，它采用水泥将物理、化学性能各异的瓷件与金属件胶结而成的；在长期经受电场、机械负荷和大自然的阳光、风、雨、雪、雾的作用，会逐渐劣化，对电网的安全运行带来威胁。特别是含有劣化绝缘子的绝缘子串发生闪络（由于雷击或污闪等原因）时，可能会使劣化的绝缘子头部瞬间发热爆炸，造成导线落地的事故。盘型瓷绝缘子的绝缘介质盘型瓷悬垂绝缘子的绝缘介质为瓷质。瓷介质是用高质量塑性粘土加石英砂和微晶花岗岩制成白色、棕色、乳白色和蓝色等。输电线路中常用白色和棕色的。盘形悬式瓷质绝缘子和盘形悬式玻璃绝缘子型号字母含义字母含义XWLXXHP悬式防污型悬式钢化玻璃钟罩型机电破坏负荷YMQA圆柱头结构草帽型球面空气动力型瓷绝缘子目前，瓷绝缘子仍是电力系统中使用最广泛的绝缘子。高压绝缘子用高强瓷是由石英、长石、粘土和氧化铝焙烧而成。瓷是一种脆性材料，它的抗压强度比抗拉强度大得多。为了使电瓷有较高的机械强度，设计时应尽可能使瓷承受压应力。瓷件表面通常以瓷釉覆盖，以提高其机械强度，防水浸润，增加表面光滑度。为提高瓷绝缘子的耐污染性能，还开发了一种覆盖半导体釉的绝缘子。当绝缘子表面泄漏电流增大时，釉面发热使表面水分蒸发，从而阻止表面局部电弧的产生与发展，遏制污染的发生。瓷绝缘子又分为普通型和防污型普通型绝缘子防污型绝缘子防污型绝缘子又分为双伞型、三伞型、钟罩型、流线型（空气动力型）和大盘径绝缘子。双伞形绝缘子三伞型绝缘子钟罩型绝缘子流线型绝缘子瓷绝缘子双伞型和三伞型于普通型绝缘子相比，爬电距离比较大，伞形光滑，积污量少，便于人工清扫。钟罩型绝缘子是伞棱深度比普通型大得多，伞槽间距离小，易于积污，且不便于人工清扫。流线型绝缘子由于其表面光滑，不易积污，便于人工清扫，因而比普通型或其它防污型绝缘子有一定优势。但由于爬距较小，且缺少能阻抑电弧发展延伸的伞棱结构，因而其抗污闪性能的提高也是有限的。有些地区为防止冰闪及鸟粪污闪，在横担下第一片用伞盘较大的流线型绝缘子可收到一定效果。玻璃绝缘子玻璃绝缘子具有与瓷绝缘子同样的环境稳定性。生产工艺简单，较易实现机械化，生产效率高。玻璃绝缘子主要成分是由SiO2、B2O3、Al2O3等酸性氧化物与Na2O、K2O等碱性氧化物组成，原料为包括这些成分的硅砂、长石、硼砂、碳酸钙，还有其他许多天然原料和工业药品。还要加少量辅助材料作为澄清剂和还原剂。在1300℃以上的高温下熔融成型后进行退火处理。急冷钢化使玻璃表层得到钢化。经过退火和钢化处理后，玻璃表面形成永久性的压应力，阻止其表面微裂纹的形成和扩散，使玻璃件机械强度显著提高。但由于工艺的原因，无法像瓷绝缘子通过双伞或三伞增加爬距，防污型玻璃绝缘子为取得较大的爬电距离，只有在伞裙下表面增加数个深棱来实现。当用于粉尘污染较严重的地区，因这种钟罩深棱的伞型自洁能力差、清扫不便，下表面结垢严重，造成耐污闪能力大大降低。c空气动力型a标准型（钟罩型）b耐污型d耐污型各种玻璃绝缘子玻璃绝缘子标准型悬式玻璃绝缘子LXY-240耐污型悬式玻璃绝缘子盘型悬式钢化玻璃绝缘子盘型悬式钢化玻璃绝缘子，用于高压和超高压交、直流输电线路中绝缘盒悬挂导线用。组成：由铁帽、钢化玻璃件和钢脚组成，并用水泥胶合剂胶合为一体。盘型悬式钢化玻璃绝缘子分类：标准型盘形悬式、耐污型、空气动力型地线式、直流型等盘型悬式钢化玻璃绝缘子盘型悬式钢化玻璃绝缘子的特点：圆柱头型结构，其特点是头部尺寸小，重量轻；抗拉强度高，耐振动疲劳，耐冷热冲击性能；爬电距离大，耐电击穿性能、耐电弧烧伤；可节约金属材料和降低线路造价。经过长期运行经验证明，钢化玻璃绝缘子具有较好的机电性能，钢化玻璃绝缘子具有以下优点与瓷绝缘子不同，玻璃绝缘子具有“零值自爆”玻璃绝缘子“零值自爆”的自我淘汰能力是钢化玻璃绝缘子的重要特性。但裙件自爆后仍然具有足够的机械强度，不会发生掉串等现象。因此，可在地面或在直升机上观测即可，无需登杆逐片检测，降低了工人的劳动强度，也就是说使用玻璃绝缘子的最大优点是便于线路检修。根据有关资料统计，年运行自破率为0.02%～0.04%，可以节约线路的维护费用。输电线路玻璃绝缘子“零值自爆”实景复合绝缘子复合绝缘子其主要结构一般由伞裙护套、玻璃钢芯棒和端部金具三部分组成。其中伞裙护套一般由高温硫化硅橡胶、乙丙橡胶等有机合成材料制成，芯棒一般是玻璃纤维作增强材料、环氧树脂作基体的玻璃钢复合材料；端部金具一般是外表面镀有热镀锌层的碳素铸钢或碳素结构钢。芯棒与伞裙护套分别承担机械与电气负荷，从而综合了伞裙护套材料耐大气老化性能优越及芯棒材料拉伸机械性能好的优点。硅橡胶是目前作为复合绝缘子伞群护套的最佳材料，其所特有的憎水迁移性能是硅橡胶能够成功地用于污秽区的关键所在。复合绝缘子支柱绝缘子用于户外电站安装实景按适用环境大气的清洁程度，绝缘子分普通型、耐污型和耐重污型三种。按支持的电气设备不同，分为母线及隔离开关支柱、阻波器支柱和空心电抗器支柱三种。各种绝缘子的性能对比常见故障盘形瓷绝缘子盘形玻璃绝缘子棒形瓷绝缘子棒形复合绝缘子半导体釉绝缘子雷击闪络电压高，可能出现“零值”，几率决定于生产商，无招弧装置可能发生元件破损闪络电压高，无招弧装置可能造成元件爆裂，几率决定于生产商因装招弧角，闪络电压低，不会发生元件损坏与击穿闪络电压略低，装均压环一般可使绝缘子免受电弧灼伤闪络电压高，可能出现“零值”，几率决定于生产商，无招弧装置可能发生元件破损污秽耐污差，双伞型可改善自清洗性能，调爬方便耐污差，防雾型可提高耐盐雾性能，调爬方便自清洗良好，耐盐雾性能差，不能调爬表面憎水性，耐污闪性能好，一般不需调爬潮湿条件下保持表面干燥，耐污闪性能好，一般不需调爬鸟害需采用防护措施需采用防护措施需采用防护措施需采用防护措施需采用防护措施各种绝缘子的性能对比常见故障盘形瓷绝缘子盘形玻璃绝缘子棒形瓷绝缘子棒形复合绝缘子半导体釉绝缘子风偏“柔性”好，风偏小“柔性”好，风偏小“柔性”较好，风偏小“柔性”较好，风偏大“柔性”好，风偏小断串概率大小决定于生产商概率极小概率小概率大小决定于生产商概率大小决定于生产商劣化劣化速率决定于生产商基本不存在劣化不存在劣化硅橡胶老化速率和芯棒“蠕变”决定于生产商和使用条件劣化速率决定于生产商外力易损坏，残垂强度大易损坏，残垂强度较大易损坏，可能导致棒断裂不易损坏易损坏，残垂强度大现场维护检测维护工作量大，双伞型易人工清扫，检“零”麻烦清扫周期短、工作量大清扫周期长，但人工清扫困难，伞裙破损需立即更换维护简便，缺陷检测困难维护简便，检“零”麻烦各种绝缘子的性能对比经综合比较，盘形绝缘子主要优点是机械强度高，长串“柔性”好，单元件轻易于运输与施工，造型多样易于选择使用。由于盘形绝缘子属可击穿型绝缘子，绝缘件要求电气强度高：瓷绝缘子出现劣化元件后检测工作量大，一旦未及时检出可能在雷击或污闪时断串；玻璃绝缘子存在“自爆”现象，重污秽导致的表面泄漏电流可能加重“自爆率”，但自爆有利于线路维护和防止掉线事故的发生。综上所述，对于不同材料结构的线路绝缘子，从其材质与使用特性看，瓷、玻璃和合成绝缘子各有优点，又各有不足。对于高压输电线路，三种材质的绝缘子都能满足其正常运行的需要。绝缘子片数的选择架空输电线路绝缘子片数的选择要考虑运行中可能遇到的工作电压、内过电压和外部过电压三种电压的作用。通常是根据工作电压选择绝缘配置水平，然后进行操作和雷电冲击放电特性的校验。我国110kV（含66kV）～750kV电网由于受到大气污染的影响，外绝缘水平一般由工作电压控制，因此架空输电线路外绝缘子片数的选择主要取决于绝缘子的耐污闪能力。绝缘子串的组装输电线路上用的绝缘子串，由于杆塔结构、绝缘子型式、导线型号、每相导线的根数及电压等级不同，将有很多不同的组装形式。但归纳起来可分为悬垂组装及耐张组装两大类型。绝缘子串不论是悬垂还是耐张都是由几个分支组成，整个组装称为“串”，其中分支称为“联”。金具与绝缘子组装时，需考