浅谈高压送电线路绝缘子的选用

摘要：绝缘子的使用，其主要目的是能够将导体和电线之间的距离增加，从而避免电路导体距离过近接触连接，造成电路短路。文章通过对当前的高压送电线路中绝缘子的分类和应用进行分析，以期能够提供一个借鉴。

关键词：高压送电线路；绝缘子；运用

Abstract: insulator, whose primary purpose is the distance between conductors and wires can be increased, so as to avoid too close contact connection circuit conductors, causing a short circuit. Based on the current classification and application of insulator in high voltage transmission line analysis, with a view to providing a reference.

Key words: high-voltage transmission lines; insulator used

中图分类号：TM854文献标识码： A

引言

随着科学技术的发展，在电力的生产和运行过程中，绝缘子的类型也在不断的增加，其功能和性能也在不断的完善和变化。如何选择合适的绝缘子保证不同环境下的电力线路的输送效果，是电力公司在实际工作中需要注意到的问题。

1.绝缘子性能分析

送电线路在长期运行中，绝缘子会受到雷击、污秽、鸟害、冰雪、高湿、温差等环境因素的影响；而在电气方面要承受强电场、雷电冲击电流、工频电弧电流的作用；在机械方面要承受长期工作重荷载、综合荷载、导线舞动等机械力的作用。

1.1盘式瓷绝缘子

瓷是由石英砂、粘土、长石、氧化铝等原材料经球磨、纸浆、练泥、成型、上釉和烧结而成。成瓷后的显微结构由多晶体、玻璃相和气孔组成，是一种多晶体的非均质材料，晶相的数量和特性决定了瓷具有很高的机械性能和较好的绝缘性能。

优点：有良好的绝缘性能、抗气候变化性能、耐热性和组装灵活等。

缺点：1）属可击穿型，对线路安全运行带来威胁；2）重量较大，运输不便；3）憎水性和耐污性能差；4）挂网前需逐片进行耐压试验或绝缘测定。

1.2玻璃绝缘子

玻璃是由石英砂、白云石、长石、和化工原料经过高温熔炼成液体，后经冷凝而形成的质地均匀、结构致密的材料，经钢化处理后，获得均匀分布的内应力，这种钢化内应力不随时间的延长而衰减，在运行过程中能保持机电强度不下降。

优点：1）较好的机电性能；2）有零值自爆的能力；3）长期稳定的机电性能和较长的使用寿命；4）材料可反复使用，不会产生工业污染，利于环保。

缺点：1）耐污闪能力低；2）闪络后，表面不发生颜色变化，难以发现；3）重量较大，不利于运输及安装。

1.3复合绝缘子

复合绝缘子是一种新型防污绝缘子，复合的硅橡胶伞盘为高分子聚合物，芯棒为引拔成型的玻璃纤维增强型环氧树脂。

优点：1）耐污性能好；2）机电强度高，体积小，重量轻，抗撞击，不易破碎；3）属于不击穿型，无零值，不存在零值检测问题。

缺点：1）有机材料的老化速度快；2）芯棒容易脆断；3）抗鸟害（鸟粪、鸟啄）能力较差，防火性能较差。

2.绝缘子必须满足的主要条件

2.1机械性能

绝缘子的机械强度包括抗拉、抗压、抗弯、抗机械冲击及残余强度等。绝缘子要支承导线，承受导线的重量、张力以及附加荷重，并且通过导线传递、承受气温、风、覆冰等各种气象荷载。为使绝缘子能承受以上所述荷重而不致破坏，绝缘子应能承受包括拉（压）弯的机械荷载的能力。绝缘子机械强度安全系数应按照下式计算：

K=TR/T（1－1）

式中TR―――为盘形绝缘子的额定机械破坏负荷，（kN）

T―――分别取绝缘子的最大使用荷载、断线、断联荷载或常年荷载，（kN）

2.2电气性能

主要是指在一定的过电压下不被击穿，以确保输电线路的安全运行。这包括了在潮湿天气污秽绝缘子在工频电压下的电气绝缘强度和在操作过电压情况下的电气绝缘强度。因此，悬垂绝缘子个数应不小于下式计算的个数

N=1.6Ue/hx（1-2）

式中N―――计算的绝缘子个数

Ue―――额定线电压，（kV）

hx―――每个绝缘子的泄漏距离，（cm）

2.3热机性能

运行中的绝缘子除受到变化的机械负荷和自然界大气的作用外，还受到冷热气温急剧变化的影响，在这种温度急剧变化的情况下，要求绝缘子的机械性能和电气性能都不会受到影响。因为绝缘子的各部分材料不同，其膨胀系数也不同，如果结构设计不合理，在机械负荷和温度变化作用下将产生附加内应力，这种内应力会随负荷、和温度的变化以及时间的推移不断增加，从而降低绝缘子的承载能力。

2.4抗劣化性能

长期处于高压场强、机械负荷和大气作用下的绝缘子，随时间的推移将会不断地劣化，使绝缘子的电气性能和机械承载能力不断下降，逐渐失去绝缘-性能和机械承载能力，以致击穿或破坏。我们希望这种下降的速度能够减慢，以至得到控制。

3.电力送电线路绝缘子的运行

目前来看，我国的电力线路在送电过程中所选用的绝缘子类型是不同的，根据当地的地理环境和输电要求决定。而电力送电线路的特殊性决定了在使用的过程中会受到各种来自自然环境的挑战，如雷击、污染物等，所以绝缘子的运行过程的技术维护也是十分重要的。

3.1绝缘子憎水性及防污性能探究

上文中我们提到了合成绝缘子在电力送电线路的运行过程中具有重量轻的特点，所以其主要的应用范围在高压线路，而高压线路的最主要的运行特点是易受到污染的干扰和影响，所以对合成绝缘子进行运行维护的重点也就是在于如何排污处理上。目前来看采用硅橡胶伞裙，可以有效的减少合成绝缘子上的污物的形成。

3.2绝缘子的检测和劣化情况分析

合成绝缘子在我国的电力送电线运行中的劣化率和自爆率都比瓷绝缘子和玻璃绝缘子低很多，合成绝缘子的可靠性比较好，但是长时间的运行，合成绝缘子中的有机材料将会老化，严重影响其效能的正常运行。造成这种状况的主要原因有以下几个方面：（1）伞裙材料老化，降低合成绝缘子的防污性能和绝缘性能；（2）长时间的运行芯棒的机械强度会因为蠕变特性而降低，并因为楔接式的连接方式出现微量位移，造成密封胶产生缝隙，加速了合成绝缘子的老化。

3.3绝缘子机械强度状况分析

绝缘子的运行状况对于送电线路有着非常重要的影响，因此应该对其进行定期的检测。而检测绝缘子运行特性的一项重要指标为机电破坏载荷试验。如果产品测试结果较差。那么其将随着运行时间的增长。机械强度逐步降低；另外电力送电线路运行中会遇到不明原因的闪络现象。在当今运用最多的三种绝缘子中都会遇到不明原因的闪络。因此在运行中需要跟据绝缘子的不同类型和所处的具体环境对闪络进行分析。

4.实例分析

某地区220kV以上送电线路，传统瓷绝缘子由于本身固有缺陷，已基本退出运行，线路上目前大量采用的是钢化玻璃绝缘子和合成绝缘子。

4.1在II级污染以下或丘陵、山地的II级污区考虑到维护的方便和运行的可靠性，具有长期稳定的机电性能和较长使用寿命的钢化玻璃绝缘子应是首选，合成绝缘子老化和雷击闪络后的不可恢复破坏易造成机电性能急剧下降，以及芯棒受潮容易发生脆断，成为突出矛盾。因此，在污秽不太严重地区还是尽量避免使用。

4.2III级及以上污区线路污闪成为主要矛盾，因此悬垂绝缘子应主要采用防污性能优越的合成绝缘子。合成绝缘子遭雷击闪络未被严重烧伤的伞裙大部分还具有憎水性，但烧伤严重的伞裙其憎水性几乎完全丧失将，不能保证安全运行。因此保护伞裙不被严重烧伤，是非常必要的。而绝缘子端部金具一旦烧伤损坏，一方面可能导致密封的损坏引起内绝缘下降，另一方面机械强度也可能受到影响，引发掉串等恶性事故。在大气污染源中的今天，粉尘污染和油污油气污染十分严重，因此在绝缘子上积存的污染物与日俱增，并且由于酸雨等物质的腐蚀，绝缘子使用过程中经常会有与绝缘子上积存的污渍，导致电路意外造成电弧和雷击事故，由于这一问题采用复合型材料的绝缘子有降低了绝缘子自身的机械抗能降低，导致了一些不必要的更换损失。因此，因地制宜的选择绝缘子和开发新型材料，就成为了现代社会电路应用上比较重要的思考。

结束语

作为送电线路主要构件之一的绝缘子，其能否正确的选用，直接关系到电网的安全和稳定运行。随着电力事业的发展，对于电力系统的安全性要求越来越高，因此，要加强绝缘子的研究，从而保证送电线路的安全可靠。

参考文献：

[1]秦锋明.送电线路绝缘子设计选型[J].广东输电与变电技术，2007，01:69-70+68.

[2]姜海生.浅谈高压架空输电线路绝缘子的选用[J].内蒙古石油化工，2007，03:120-122.