提高线路绝缘子防污闪及抗泄漏性能的新方法

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1、提高线路绝缘子防污闪及抗泄漏性能的新方法李晓峰

2、李正瀛

3、陈俊武

4、王燕

5、张国胜

6、J.M.K.MacAlpine2(1.华中科技大学电力系，湖北省武汉市430074；2.香港理工大学电力系,香港SAR)摘要:文章介绍了通过在传统的瓷质或玻璃线路绝缘子的铁帽底部加装一表面覆盖硅橡胶的金属环片的新方法，可以使绝缘子表面电场分布更均匀，以提高起晕和闪络电压；使电场方向更垂直于绝缘子上表面，以抑制放电的发展；同吋金属环片外表面覆盖的具冇良好防污性能的硅橡胶材料口J以极人地增加爬电距离，降低泄漏电流和提高闪络电压。实验结杲和理论分析相吻合，证实了采用该方法改进后的新型绝缘子的优良性能。经10克/升的氯化

7、钠溶液充分浸泡后，新型绝缘子的干污闪电压比普通绝缘子至少提高了170%,起晕电压提高了近70%,泄漏电流减少了近30%。关键词：线路绝缘子电晕污秽闪络泄漏屯流1引言传统的瓷质和玻璃绝缘子在严重污秽条件下经常发生污闪放电，越来越难以满足输电线路运行稳定性和安全性的要求，这主要是由于瓷和玻璃表面自由能很高，容易吸附水分和污物的缘故"a。为了提高瓷和玻璃绝缘了在严重污秽状况下的闪络电压、降低泄漏电流，国内目前通常采取的措施有：(1)设计适宜的儿何结构如加大爬电距离、增加防雨淋区域、利用空气动力学原理降低污物积聚等措施"7o但实际应用证明，采用这些方法设计制造的防污型绝缘子在洁净和比较洁净的环境下

8、很冇效，但在严重污秽的环境下效果却很不理想，而且更进一步改进的余地不大⑷。(2)在绝缘子表而涂自由能较低的涂料，如涂室温硫化硅橡胶RTV等来阻止绝缘表面形成水膜mo这一方法在新涂时效果较显著，但RTV等涂层易受电弧、紫外线及其它外界环境的侵害，寿命一般只有几年。停电更换线路绝缘子、除净受损涂层、再重新涂上新涂料的工作量是十分巨大的，在冇些线路上是不可能的[6]o(3)在绝缘子边缘粘贴一圈增爬裙来加大爬电距离这一方法效呆也很明显，但增爬裙和绝缘子的接合部位结构脆弱，影响了其寿命，限制了其使用另外，上述各项措施都仅仅从增加爬电距离、改变几何形状和选用防污型材料着眼，没冇从改善电场分布这一导致起

9、晕和闪络的根本原因考虑。改善绝缘子外表面的电场分布，包括减小场强最大区域的电场强度值和使基木上平行于绝缘子上表而的电场方向变为基本上垂直于上表而，都能从根本上抑制放电的发生和发展⑷。本文介绍的提高线路绝缘子防污闪及抗泄漏性能的新方法即着眼于此,并通过可靠的工艺手段，采用高温硫化硅橡胶这i优良防污材料来综合提高绝缘子的防电晕、耐闪络和抗泄漏的性能，尤英是在污秽和潮湿状态下的性能。2新方法简介采用新方法设计的绝缘子结构如图1所示，在普通绝缘子铁帽上加装一•外表面覆盖硅橡胶的金属环片，金属环片的内径和铁帽外径应匹配，以确保安装紧密;外径约为绝缘了盘径的三分Z二。金屈环面既可以为平面也可以是和绝缘

10、了上表而弧度基本相同的弧而，这取决于绝缘子上表而的形状、加工工艺、改造成本及改进效果。总的说来，和绝缘子上表面形状相同的环面更能满足改善电场分布的要求，而采用统一的平面形状则便于加工制作。ffil筋口給

11、•干儒构示■图Hg.1No%elhybridinwlatorMructuraldiagr新型绝缘子的制作及装配过程如下：首先将-厚度为2nmi左右的金属板加工成尺寸和形状如图1所示的环片，然后使用适宜的模具，在高温下将厚度为2nmi左右的硅橡胶硫化到金屈环片的上卜•表面及外侧面，保持内侧金属面的洁净。然后将这一部件装配到铁帽上，装配过程屮除须保证牢固外，还应保证金屈环片的内侧面和铁帽之间有

12、良好的电接触。金属环片外侧的硅橡胶和绝缘瓷接合处应涂上-层绝缘胶，以防止在此处发生电晕和闪络。新增部件的具体安装位置视绝缘子型号而定，总的原则是位置要适宜：既不能离绝缘子表面A近以免环片外端与绝缘了表面的空间距离太短而造成空气击穿；也不能太远，以防金属环片改善电场分布的功效被削弱。3比较分析3.1电场分布的计算分析止如一般绝缘表面的局部放电首先始于电晕一样，导致高压绝缘了最终闪络的放电过程最先也是始于电晕。而对于处于一定介质屮的绝缘表而电晕发生的决定性因素是电场分布，即电场强度的大小和方向。为便于对比分析，我们用计算机仿真软件ElecNet[8J绘制出图2和图3所示的单个普通瓷质绝缘子和新

13、型绝缘子的等位线分布。92BiAia■子鶴位枚分布圈2ThecqulpolenllaldiMributtonoflheiradilionilceramicImul图3斷Stidit子需位枚分布8BFig.3ThecqulpolenlbildhlribullonofnovelhybridcemmkInsulator从图2和图3可以看出，普通瓷质绝缘子的上表而特别是靠近铁帽部分的表面与等位线基本垂直；而新型绝缘子的等位线与绝