DQZHAN技術(shù)訊：談?wù)勲娋W(wǎng)送電線路中如何選擇絕緣子
目前，在電網(wǎng)輸電線路絕緣材質(zhì)中，鋼化玻璃、瓷質(zhì)、合成絕緣子是主流材質(zhì)。各種絕緣子在防污、防雷、抗劣化的性能受材質(zhì)性能、型式結(jié)構(gòu)的影響而不一樣，怎樣在不同的環(huán)境不同的地區(qū)選用不同類型的絕緣子，使其性能達(dá)到*大化是一個非常值得關(guān)注的問題。
1、絕緣子
絕緣子是一種特殊的絕緣控件，能夠在架空輸電線路中起到重要作用。絕緣子在架空輸電線路中起著兩個基本作用，即支撐導(dǎo)線和防止電流回地，這兩個作用必須得到保證，絕緣子不應(yīng)該由于環(huán)境和電負(fù)荷條件發(fā)生變化導(dǎo)致的各種機(jī)電應(yīng)力而失效，否則絕緣子就不會產(chǎn)生重大的作用，就會損害整條線路的使用和運(yùn)行壽命。
2.、絕緣子材質(zhì)
絕緣子材質(zhì)一般為硅酸鹽材料，常見的主要有瓷和鋼化玻璃。瓷是由石英砂、黏土和長石等原料經(jīng)過球磨、制漿、煉泥、成型、上釉并燒結(jié)成的。玻璃是由石英砂、自云石、長石、右灰石和化工原料經(jīng)過高溫熔融成液體后冷凝而成的一種均質(zhì)的非晶體。瓷絕緣子和玻璃絕緣子是由鐵帽、鋼腳和絕緣件用高標(biāo)號水泥膠裝成一體。有機(jī)復(fù)合絕緣子的硅橡膠傘盤為高分子聚合物，芯捧為引拔成型的玻璃纖維增強(qiáng)型環(huán)氧樹脂棒。有機(jī)合成絕緣子是由硅橡膠傘裙、芯棒和端部金具構(gòu)成一體。
3、鋼化玻璃絕緣子的性能分析
玻璃絕緣子有較好的耐電弧和不易老化的優(yōu)點(diǎn)，并且絕緣子本身具有自潔性能良好和零值自爆的特點(diǎn)。特別是玻璃是熔融體，質(zhì)地均勻，**后的新表面仍是光滑的玻璃體，仍具有足夠的絕緣性能；對于遭受雷擊頻率較高的地段，技術(shù)角度上講應(yīng)該是優(yōu)先考慮選擇的。
近年來，鋼化玻璃絕緣子隨著制造工藝的改進(jìn)，盤弳比較大，內(nèi)褶皺多而深，大大地提高單片絕緣子的爬電距離，這種爬電距離的提高另一效果也提高了絕緣子的十弧電壓。
另外，由于鋼化玻璃絕緣子的自碎性能，在強(qiáng)電流通過絕緣子串時，首先是鋼化玻璃傘群自碎，而絕緣子鈉帽不炸裂，鋼腳不熔斷。這是鋼化玻璃絕緣子一個顯著優(yōu)點(diǎn)。
至于鋼化玻璃絕緣子的防污閃性能，根據(jù)電網(wǎng)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)來看，實(shí)際防污閃能力與絕緣子結(jié)構(gòu)是密切相關(guān)的。目前，防污閃鋼化玻璃絕緣子上表面火多采用傳統(tǒng)的傾角設(shè)置，上表面自潔能力較強(qiáng)；由其下表面同樣由于設(shè)有多道深褶皺的原因，絕緣子的自潔能力降低，絕緣子下表面的積污總量較大。在灰塵較大區(qū)域的運(yùn)行絕緣子，積污情況相當(dāng)明顯。從一些通報的案例上看，某些地方在霧季也發(fā)生過跳線串等由于污穢的原因沿面閃絡(luò)的情況。
4、復(fù)合絕緣子的性能分析
復(fù)合絕緣子由下其良好的憎水性能使其有獨(dú)樹一幟的抗污閃能力，正被越來越廣泛地運(yùn)用于電網(wǎng)。根據(jù)相關(guān)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和研究表明：復(fù)合絕緣子相對懸式瓷、玻璃絕緣子而言，易遭受工頻電弧損壞。表現(xiàn)為傘諸和護(hù)套粉化、蝕損和漏電起痕肢炭化嚴(yán)重，芯棒暴露和機(jī)械強(qiáng)度下降。所以，復(fù)合絕緣子需要在兩端安裝均壓裝置，使工頻電弧飄離絕緣子表面。其次，均壓裝置還應(yīng)保護(hù)兩端金屬附件連接區(qū)因漏電起痕及電蝕損導(dǎo)致密封性能破壞。為了達(dá)到此目的，復(fù)合絕緣子必須安裝均壓裝置，其干弧距離小于相同結(jié)構(gòu)高度的瓷、玻璃絕緣予串，無疑降低了電氣絕緣子強(qiáng)度。相關(guān)試驗(yàn)表明：在高壓端安裝了均壓裝置后，雷電沖擊閃絡(luò)電壓比無均壓裝置情況下有不同程度的降低，且隨著均壓裝置的罩人深度的增加，絕緣距離有所減少，閃絡(luò)電壓降低幅度加大。當(dāng)絕緣予兩端都裝上均壓裝置后，雷電沖擊閃絡(luò)電壓*高降幅值達(dá)21.3%。復(fù)合絕緣子裙邊短小，相對裙間距不大，其遭雷擊后造成閃絡(luò)的概率明顯增加。
另外，護(hù)套材料耐電場，耐老化能力不強(qiáng)，在強(qiáng)電場以及臭氧和酸性物質(zhì)作用下，護(hù)套會加速老化，經(jīng)長時間運(yùn)行的芯捧護(hù)套會產(chǎn)生大量裂紋和縫隙，水汽慢慢侵人，造成局部放電，產(chǎn)**熱，進(jìn)一步破壞護(hù)金與芯棒。
另外，從某電網(wǎng)運(yùn)行于灰塵比較大區(qū)域的合成絕緣子來看，其抗硅酸鹽腐蝕的能力有限，其憎水性與硅酸鹽粉塵時會使硅酸鹽粉塵粘在合成絕緣子表面，并導(dǎo)致合成絕緣子持續(xù)老化，*終導(dǎo)致?lián)舸?
5、瓷質(zhì)絕緣子的性能分析
瓷質(zhì)絕緣子的使用相對較早，其基本結(jié)構(gòu)型式有普通型和防污型兩種。其防污型中比較突出、常用的一種是雙傘型防污絕緣子，主要是利用絕緣子上下表面都有良好的自潔能力防污。雙傘絕緣子易清掃，鹽密監(jiān)測結(jié)果也是含鹽量極少；但由于是雙傘型設(shè)計(jì)，傘裙間距離短，整串絕緣子在雷擊后容易形成貫穿性的電流通路，所以雷擊后跳閘率相對較高。普通型絕緣子的防污閃，防雷性能都沒突出的優(yōu)點(diǎn)。
瓷質(zhì)絕緣子受生產(chǎn)制造工藝影響非常大，部分制造工藝不夠先進(jìn)的絕緣子，由于瓷絕緣子瓷件與鋼帽、水泥勃合劑之間的溫度膨脹系數(shù)相差較大，當(dāng)運(yùn)行中瓷絕緣子受冷熱變化時，
瓷件會承受較大的壓力和剪應(yīng)力，導(dǎo)致瓷件開裂，而且瓷絕緣子的瓷件存在剝釉、剝砂、膨脹系數(shù)大等問題，受外力作用時會產(chǎn)生有害應(yīng)力引起裂紋擴(kuò)展，嚴(yán)重的會產(chǎn)生掉串事故。
6.技術(shù)分析比較
6.1絕緣子材質(zhì)特性
(})玻璃絕緣子有較好的耐電弧和不易老化的優(yōu)點(diǎn)，并且絕緣子本身具有自潔性能良好和零值自爆的特點(diǎn)。特別是玻璃是熔融體，質(zhì)地均勻，**后的新表面仍是光滑的玻璃體，仍具有足夠的絕緣性能。并且零值或雷擊后鋼帽不會被炸裂掉串。
(2)復(fù)合絕緣子主要依靠其憎水性的發(fā)揮，在防污閃方面有一定的優(yōu)勢。同時，該種絕緣子在耐雷擊和耐老化、耐酸蝕方面有一定的劣勢。造雷擊等破壞后可能掉串。
(3)瓷質(zhì)絕緣子材質(zhì)可靠性主要是受制造技術(shù)的影響比較大。其主要劣勢是“零值”隱蔽性，鋼帽可能炸裂掉串。
6.2絕緣子型號特征
能不能夠防污閃并不能依靠絕緣子的型號稱呼上帶上防污兩個字就能解決問題，許多稱號為防污型的絕緣子因爬電距離較大所以稱呼為防污型的，到底能否有效防污閃還得看具體的幾何結(jié)構(gòu)，例如目前運(yùn)用極為廣泛的鐘罩型玻璃鋼化絕緣子爬電距離大，防雷、防內(nèi)過電壓效果好；但由于其結(jié)構(gòu)上講，比較容易積污，目前國電公司通報發(fā)生污閃的也以該類型居多，因此就其應(yīng)用場合是應(yīng)該有所選擇的。
雙傘型防污瓷質(zhì)絕緣子因長時間清洗所得積污值均比較小，因此其防污能力是具有實(shí)際效果的。但是從其結(jié)構(gòu)上講爬電距離的有效系數(shù)是小于1.0的，在雨霧狀態(tài)容易形成閃烙通道，其使用又受到局限。
(3)合成絕緣子是目前一致舉薦的良好的防污閃材料，但其可靠性能目前尚處于探索階段，部分運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明合成絕緣子的防雷性能并不是特別理想。
6.3耐張串特性
就耐張串絕緣子來說，由于其耐張串的絕緣子在線路中的位置結(jié)構(gòu)原因，從多年以來的現(xiàn)場比較來看，耐張串絕緣子不易積污(但安裝中要注意需倒裝線路上的絕緣子積水問題)，但零值與自爆比直線串絕緣子要多。因此其選擇瓷質(zhì)還是玻璃鋼化的，選擇絕緣子的幾何形狀是很有講究的，應(yīng)當(dāng)用低值自爆，不易積污的。
比如在對某高壓電網(wǎng)全網(wǎng)瓷質(zhì)絕緣子共83155片進(jìn)行零值、低值測試，統(tǒng)計(jì)分析得：全網(wǎng)瓷質(zhì)絕緣子綜合零(低)值率為0.673%0片，其中耐張絕緣子零(低)值率為1.09%片，
直線(含跳線)絕緣子零(低)值率為0.178%片。
7.結(jié)束語
綜上所述，筆者認(rèn)為在選用絕緣子時應(yīng)有以下準(zhǔn)則:
在山區(qū)，因大氣污染程度較低，主要電氣故障是雷擊跳閘，宜配置大爬距、深梭棱、鐘罩式鋼化玻璃絕緣子；以減少線路遭雷擊后的建弧跳閘機(jī)率。
在大氣污染程度相對較高的平原區(qū)，輸電鐵塔也不是區(qū)域中的*高物體;宜配置復(fù)合絕緣子，以減少局部污閃的機(jī)率。在大氣污染程度相對較高的平原區(qū)，輸電鐵塔也不是區(qū)域中的*高物體;宜配置復(fù)合絕緣子，以減少局部污閃的機(jī)率。
對于使用瓷質(zhì)絕緣子掛網(wǎng)運(yùn)行的，雙傘防污型宦調(diào)整到污染程度稍高，但遭雷擊機(jī)率稍低的平地區(qū)域使用。同樣，制造工藝良好瓷質(zhì)絕緣子宜在水泥粉塵等酸化、老化比較嚴(yán)重的地區(qū)使用。
無論在何種地形條件，耐張串絕緣子宜使用鋼化玻璃絕緣子。
