发电厂电气设备的原理与结构含

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1、第三章发电厂电气设备的原理与结构第一节绝缘子、母线和电缆一、绝缘子绝缘子广泛应用在发电厂的配电装置、变压器、开关电器及输电线路上，用来支持和固定裸载流导体，并使裸载流导体与地绝缘，或使处于不同电位的载流导体之间绝缘。因此，绝缘子应具有足够的绝缘强度、机械强度、耐热性和防潮性。绝缘子按其额定电压可分为高压绝缘子(500V以上)和低压绝缘子(500V及以下)两种；按安装地点可分为户内式和户外式两种；按结构形式和用途可分为支柱式、套管式及盘形悬式三种。高压绝缘子主要由绝缘件和金属附件两部分组成。绝缘件通常用电工瓷制成，电工瓷具有结构紧密均匀、绝缘性能稳定、机械强度高和不吸水等优点。盘形

2、悬式绝缘子的绝缘件也有用钢化玻璃制成的，具有绝缘和机械强度高、尺寸小、质量轻、制造工艺简单及价格低廉等优点。金属附件的作用是将绝缘子固定在支架上和将载流导体固定在绝缘子上。金属附件装在绝缘件的两端，两者通常用水泥胶合剂胶合在一起。绝缘瓷件的外表面涂有一层棕色或白色的硬质瓷釉，以提高其绝缘、机械和防水性能；金属附件皆作镀锌处理，以防其锈蚀；胶合剂的外露表面涂有防潮剂，以防止水分侵入。高压绝缘子应能在超过其额定电压15％的电压下可靠地运行。支柱绝缘子和套管绝缘子应能承受短路电流所产生的最大电动力，并具有一定裕度。其机械强度用机械破坏负荷(或称抗弯破坏负荷)表示，单位为kN。机械破坏负

3、荷是指在绝缘子固定的情况下，在绝缘子顶帽的平面上施加与其轴线垂直、使绝缘子受到弯矩作用而被破坏的机械负荷值。同一电压级的绝缘子，按机械破坏负荷的不同值分为4组，在其型号中分别用A、B、C、D表示，也有些绝缘子直接用机械破坏负荷值表示。盘形悬式绝缘子按机电破坏负荷分级。机电破坏负荷是指当电压和机械负荷同时加于绝缘子上，在电压一定、机械负荷升高时，绝缘子的任一部分丧失其机械或电气性能的机械负荷值，单位为t或kN。1．支柱绝缘子户内式支柱绝缘子分内胶装、外胶装、联合胶装3个系列；户外式支柱绝缘子分针式和棒式2种。(1)户内式支柱绝缘子。户内式支柱绝缘子主要应用在3～35kV屋内配电装置

4、。761)外胶装式支柱绝缘子的结构如图3-1(a)所示，图中尺寸为ZA-10Y型的。它主要由绝缘瓷件2、铸铁帽1和铸铁底座3组成。绝缘瓷件为上小、下大的空心瓷体，起对地绝缘作用；铸铁帽上有螺孔，用于固定母线或其他导体；铸铁底座上有螺孔，用于将绝缘子固定在架构或墙壁上。底座有圆形、椭圆形和方形。铸铁帽1和铸铁底座3用水泥胶合剂4与瓷件2胶合在一起。这种绝缘子的结构特点是金属附件胶装在瓷件的外表面，使绝缘子的有效高度减少，电气性能降低，或在一定的有效高度下使绝缘子的总高度增加，尺寸、质量增大，但其机械强度较高。2)内胶装式支柱绝缘子的结构如图3-1(b)所示。它主要由绝缘瓷件2和上、

5、下铸铁配件5组成。上、下铸铁配件均有螺孔，分别用于导体和绝缘子的固定。这种绝缘子的结构特点是金属附件胶装在瓷件的孔内，相应地增加了绝缘距离，提高了电气性能，在有效高度相同的情况下，其总高度约比外胶装式绝缘子低40％；同时，由于所用的金属配件和胶合剂的质量减少，其总质量约比外胶装式绝缘子减少50％。所以，内胶装式支柱绝缘子具有体积小、质量轻、电气性能好等优点，但机械强度较低。图3-1户内式支柱绝缘子结构示意图(a)外胶装式；(b)内胶装式1—铸铁帽；2—绝缘瓷件；3—铸铁底座；4—水泥胶合剂；5—铸铁配件；6—铸铁配件螺孔3)联合胶装式支柱绝缘子的结构如图3-2所示。这种绝缘子的结

6、构特点是上金属附件采用内胶装，下金属附件采用外胶装，而且一般属实心不可击穿结构，为多棱型。它兼有内、外胶装式支柱绝缘子之优点，尺寸小、泄漏距离大、电气性能好、机械强度高，适用于潮湿和湿热带地区。76(2)户外式支柱绝缘子。户外式支柱绝缘子主要应用在6kV及以上屋外配电装置。由于工作环境条件的要求，户外式支柱绝缘子有较大的伞裙，用以增大沿面放电距离，并能阻断水流，保证绝缘子在恶劣的雨、雾气候下可靠地工作。图3-2ZLB－35F型户内联合胶装式支柱绝缘子结构示意图1)户外针式支柱绝缘子的结构如图3-3所示，图中尺寸为ZPC1-35型的。它主要由绝缘瓷件2、4，铸铁帽5和法兰盘装脚1组

7、成，属空心可击穿结构，较笨重，易老化。图3-3ZPC1-35型户外针式支柱绝缘子结构示意图1—法兰盘装脚；2、4—绝缘瓷件；3—水泥胶合剂；5—铸铁帽2)户外棒式支柱绝缘子的外形如图3-4所示，图中尺寸为ZS-35/8型的。棒式绝缘子为实心不可击穿结构，一般不会沿瓷件内部放电，运行中不必担心瓷体被击穿，与同级电压的针式绝缘子相比，具有尺寸小、质量轻、便于制造和维护等优点，因此，它将逐步取代针式绝缘子。76图3-4ZS－35/8户外棒式支柱绝缘子外形示意图2．盘形悬式绝缘子悬式绝缘