浅析不同材质绝缘子在输电线路上的应用

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1、浅析不同材质绝缘子在输电线路上的应用（国网内蒙古东部电力有限公司检修分公司内蒙古通辽028000）摘要：本文对输电线路绝缘子的材质、运行性能、可靠性评价等内容进行了综述。为提高输电线路的运行水平，应根据蒙东区域特点有针对性的采用不同材质绝缘子，并加大改造力度以提高绝缘子的制造水平。关键词：输电线路；绝缘子；材质；运行性能；可靠性评价；1概述输电线路绝缘子的材质对绝缘子性能起着决定性作用，加大绝缘子材质的改进力度，对提高绝缘子性能及线路运行质量有着重要意义。在长期的运行中,不同材质绝缘子的运行性能包括耐污性能及耐雷击性能受到考验；在实际工程应用中，不同材质绝缘子的可靠性反映出各自

2、的性能水平，主要分析了绝缘子的寿命周期、绝缘子的失效率对比、绝缘子的失效率对比、事故率以及绝缘子可靠性试验。加大改造力度以提高绝缘子的制造水平，对于提高线路运行的可靠性非常重要。2绝缘子材质架空输电线路上目前使用的有三种材料绝缘子：瓷绝缘子、玻璃绝缘子和有机复合绝缘子。瓷和玻璃均为硅酸盐材料。瓷是由石英砂、粘土和长石等原料经过球磨、制浆、炼泥、成形、上釉并烧结成的，是三相（结晶相、玻璃相和气相）共存的不均质体；玻璃是由石英砂、白云石、长石、石灰石和化工原料经过高温熔融成液体后冷凝而成的一种均质的非晶体，是液态和玻璃态互为可逆的均质体⑴。“均质性”是影响绝缘材料介电强度的重要因素

3、，脆性材料的机械强度和热稳性，不完全取决于材料力学性质，而极大程度上取决于材料内部的缺陷和表面状态。这就是钢化玻璃较之退火玻璃和瓷，上釉的瓷较不上釉的瓷强度高得多的原因。此外，玻璃的“热钢化”技术，赋予玻璃表层一个高达100-250Mpa和永久预应力。这就是“钢化玻璃”强度钢铁化，热稳定性高，较瓷不易老化和寿命长的道理。有机复合绝缘子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棒。瓷绝缘子和玻璃绝缘子是由铁帽、钢脚和绝缘件用高标号水泥胶装成一体。有机合成绝缘子是由硅橡胶伞裙、芯棒和端部金具构成一体。有机合成绝缘子与瓷绝缘子和玻璃绝缘子相比较，具有制造工艺简

4、单、耐污性能较好的特点，但复合绝缘子的难点是解决有机材料在户外条件下的老化、芯棒的脆断的蠕变。综上所述，钢化玻璃既较瓷有高得多的机械、绝缘强度，又较有机材料具有优良的抗老化性能，为绝缘子的可靠运行奠定了良好的基础，应在输电线路上得到广泛使用［2］。3绝缘子的运行运性能及分析线路绝缘了性能的优劣直接影响到输电线路运行的可靠性和经济性，下面从三种绝缘子的耐污性能和耐雷击性能方面进行比较：3.1耐污性能引起线路污闪的主要污秽来源包括自然污秽:尘土、鸟粪类;工业污秽：烟尘、废气。根据蒙东地区送电线路的运行情况，由于秋冬季空气干燥，绝缘子上浮尘较多，在潮湿的空气里很容易发生污闪。选用耐污

5、性能好的绝缘子，对提高线路运行质量有很大意义。玻璃绝缘子采有圆柱头结构，承力组件受力均匀。较之传统瓷绝缘子数十年一贯制的圆锥头结构，具有尺寸小、重量轻、强度高和电性能优良的特点。由于玻璃的线膨胀系数较瓷大得多，较复合绝缘材料小得多，且与金属附件和水泥的线膨胀事故接近，因而受力组件材质匹配良好。在各种气候条件下，不会像瓷绝缘子和复合绝缘子那样容易产生危险应力而导致老化。玻璃的介电常数较大,因而单只玻璃绝缘子的干闪络电压比瓷绝缘子的低，但有较大的主电容来改善表面的电压分布，使之与瓷绝缘子串的闪络电压相当。加之玻璃绝缘子泄漏比距人，表面产生的凝聚物少，抵抗由污秽引起的热应力的能力强，

6、因而不易因闪络而出现事故。污闪实践证明，玻璃绝缘子的耐污性能优于瓷绝缘子。复合绝缘子具有优良的耐污性能，污闪电压是瓷绝缘子2・3倍，不需清扫维护。硅橡胶材料所特有的憎水迁移性，使得积污后的绝缘子仍具有优异的憎水性和极高的污闪电压，内外绝缘距离相等，属不可击穿型结构，不需进行零值检测。就此而论，复合绝缘子特别适用于污秽区［3］。3.2耐雷击性能在采用瓷、玻璃绝缘子的输电线路中，雷击故障约占故障总数的一半左右；在全国有机合成绝缘子的故障统计中，雷击故障约占55%左右。雷击故障次数与雷电活动次数成正比，主要发生在雷电活动频繁的地区。根据运行经验认为：与瓷、玻璃绝缘子相比较，有机合成绝

7、缘子的耐雷性能较差。但与瓷、玻璃绝缘子相比较，有机合成绝缘子在耐雷方面也有优势的一面，它不会发生瓷绝缘子难以避免的零值、低值和玻璃绝缘子的伞裙自爆，因而不致因零值或低值绝缘子的存在而降低整串绝缘子的耐雷水平。有机合成绝缘子不利的一面是，由于其伞裙直径较小，因而对同一高度来说，其干弧距离总是略小于瓷绝缘子和玻璃绝缘子。一般来说，绝缘子串的总长度越小，直径对闪络电压的影响越突出。另外，运行情况表明：由于有机合成绝缘子上下端均压环间或接地端头与导线端均压环间的空气间隙偏小，等效于降低了其有效绝缘长