芳纶复合材料横担在配电线路上的应用

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1、芳纶复合材料横担在配电线路上的应用王建中何平王金跃国网嘉兴供电公司嘉兴恒创电力设计研宄院嘉兴市恒创电力设备有限公司摘要：介绍了芳纶复合材料横担的力学、化学、热学、电学等性能，并与当前配电线路中的横担进行了性能比较，结合配电线路故障特点，就复合材料横担在配电线路的实际应用进行了相关研宄，通过提高配电线路的绝缘水平，保障了配电线路的安全、可靠运行。关键词：复合材料横担;配电线路;合成纤维;氧指数;1芳纶复合材料的性能芳纶全称为“聚对苯二甲酰对苯二胺”，英文为Aramidfiber,是一种新型高科技合成纤维，具有超高强度、高模量和耐高温、耐酸耐碱、质量轻等优良性能，其强度是钢丝的

2、5飞倍，模量为钢丝或玻璃纤维的2~3倍，初性是钢丝的2倍，而质量仅为钢丝的1/5，具有良好的绝缘性和抗老化性能，并且具有很长的使用寿命。1.1持久热稳定性芳纶纤维最突出的优点是耐高温，可在220°C高温持续长久使用而不退化，其电气性能和机械性能保持长达10年之久，实现尺寸的稳定性。此外，其热收缩率仅为250°C，在目前的有机耐热纤维中，这种热稳定性非常罕见。1.2卓越的阻燃性在空气中燃烧材料所需的氧的百分比被称为极限氧指数，而氧指数越大，阻燃性越好。一般而言，空气中的氧气含量为21%吋，而芳纶纤维的极限氧指数大于29%,属于比较难燃纤维，所以不会在空气中燃烧，也不支持补助燃

3、烧，因此，具有自熄性能。1.3优良的电气绝缘性能芳纶纤维的介电常数很低，芳纶纤维的绝缘强度在高温、低温、高湿度下能保持良好的电绝缘性，用该方法制备的绝缘纸击穿电压可达100000V/mm，是世界上公认的最好的绝缘材料。1.4优异的化学稳定性芳纶纤维的化学结构非常稳定，它耐高浓度无机酸，耐腐蚀、抗水解和蒸汽腐蚀。1.5优良的力学性能芳纶纤维是一种柔性高分子材料，具有低刚度和高伸长率的特点，具有相同的与普通纤维的可纺性，可加工成各种传统的织物或无纺布，耐磨损、抗撕裂性强，适用范围广。1.6超强的耐辐射性芳纶纤维耐a、P、X射线以及紫外光线辐射的性能十分优异，用50kV的X射线辐

4、射100h，在纤维强度保持在本来的73%,此吋，聚酯或尼龙将变成粉末。2配电线路横担型式及性能分析2.1铁横担+绝缘子该方式为当前配电线路最常用的一种组合模式，由铁横担和各种绝缘子组合而成，其优点是通用性强，具有普遍性，运行经验成熟，可根据不同的地形、地质和气象条件进行修正，可适用于各种不同杆塔（比如直线杆塔、耐张杆塔、转角杆塔和终端杆塔等）；其缺点是绝缘水平较低，难以承受直接雷和感应雷，因此,雷电感应过电压是线路绝缘闪络甚至绝缘断丝的主要原因，另外，该装罝的形式不利于开展带电作业工作。2.2FRP复合材料横担FRP学名为玻璃纤维增强塑料，由増强纤维和棊体组成，一般用玻璃纤

5、维增强不饱和聚脂、环氧树脂与酚醛树脂作为基体，以玻璃纤维或其制品（玻璃布、带、毡、纱等）作为增强材料的一种复合材料。其强度相当于钢，且还含有玻璃成分，具有玻璃的颜色、形状、耐腐蚀、电绝缘、隔热等性能，用该复合材料制成的绝缘横扪具有优异的耐候性能，良好的机械性能、防腐性、防水防污性能，利于开展带电作业项目。该方式是近几年在国家电网公司配电线路试行的一种装置型式,但其缺点也比较明显一一由于受横担抗弯强度和扰度比1%要求的影响，目前生产的FRP复合材料横担很重，安装难度大，只能用于配电线路直线杆塔上，不能用于耐张杆塔、转角杆塔和终端杆塔等受力杆塔上，局限性较大，不利于推广应用。2

6、.3芳纶复合材料横担由于该复合材料A有超高强度、高模量和耐高温、耐酸耐碱、质量轻等优良性能，可以有效弥补FRP复合材料横担存在的缺陷，其横担可应用于直线杆塔耐张杆塔、转角杆塔和终端杆塔等受力杆塔上，同时，还可以应用于设备杆塔，比如跌落式熔断器、负荷开关、断路器等杆型，在满足抗弯强度和扰度比1%要求的同时，实现质量轻、安装方便和利于开展带电作业等。3芳纶复合材料横担的应用研宄目前，配电线路故障主要是鸟害、过电压和设备故障，据统计其中鸟害故障率为42%、过电压故障率为48%、设备故障率10%,所以，通过安装芳纶复合材料横担，可提高在配电线路上的绝缘水平，可极大地减少配电线路故障

7、，为配电网的安全、可靠运行提供有力保障。3.1可有效预防鸟害的发生鸟害主要发生在配电架空裸导线线路;配电架空绝缘线路各耐张杆塔、分支杆塔、设备杆塔、电缆落火杆塔等连接处，由于配电线路绝缘子绝缘距离小、绝缘水平低，因此，每年的1一5月是鸟害故障频发时段，电力运行单位尽管每年用大量的人力、物力防鸟害，比如安装驱鸟器、加装绝缘防护罩等，但往往防不胜防、收效甚微。如果将上述故障频发点改装为芳纶复合材料横担，可提高其绝缘水平，彻底消除鸟害故障的发生。3.2可解决高污染区域绝缘子闪络问题绝缘子W络一般都发生在沿海或重污染地区，