电气化铁道接触网用棒形悬式绝缘子

悬式绝缘子1. 简介悬式绝缘子是一种用于电力输电系统中的重要组件。

它主要用于支撑和保持高压输电线路与支架或塔杆之间的绝缘距离。

该绝缘子的设计和制造需要考虑其绝缘性能、机械强度和耐候性等因素。

本文将详细介绍悬式绝缘子的结构、工作原理和应用场景。

2. 结构悬式绝缘子一般由绝缘子串、金属脚、钢带束紧件和连接件组成。

2.1 绝缘子串绝缘子串是悬式绝缘子的核心部分。

它由若干个绝缘子单元组成，每个绝缘子单元又由绝缘子片和金属帽组成。

绝缘子片通常采用陶瓷材料，具有良好的绝缘性能和机械强度。

金属帽则起到固定和保护绝缘子片的作用。

2.2 金属脚金属脚是绝缘子串与支架或塔杆连接的部分。

它一般由铝合金或钢材制成，具有足够的机械强度和导电性能，可以有效地将绝缘子串悬挂在支架或塔杆上。

2.3 钢带束紧件钢带束紧件是用于固定绝缘子串的重要部件。

它由钢带、拉线夹和张力销组成。

钢带承载着绝缘子串的重量，并通过拉线夹和张力销进行固定，保证绝缘子串的稳定悬挂。

2.4 连接件连接件主要用于连接绝缘子串和导线，保证电力的传输。

连接件一般由导线夹和连接杆组成，导线夹负责固定导线，连接杆则将导线与绝缘子串相连接。

3. 工作原理当高压输电线路通过绝缘子串时，绝缘子的主要作用是将导线与支架或塔杆隔离，保证电力的安全传输。

绝缘子串的绝缘性能可以有效地阻止电流泄露到支架或塔杆上，从而防止故障发生。

同时，绝缘子串的机械强度和稳定性也能够承受导线的重量和外部风力等荷载。

4. 应用场景悬式绝缘子广泛应用于电力输电系统中，特别是在高压输电线路中。

它具有以下几个主要的应用场景：4.1 输电线路悬式绝缘子是支持高压输电线路的重要组件。

它能够承受高压电力输送的重量和荷载，并起到隔离导线和支架或塔杆的作用，保证电力的安全传输。

4.2 变电站在变电站中，悬式绝缘子用于支撑和保持导线与变电设备之间的绝缘距离。

它能够有效地隔离导线与设备之间的电压，防止电流泄露和故障发生。

棒形悬式复合绝缘子
棒形悬式复合绝缘子（Composite Insulator）是一种电力设备，用于电力输配电线路上的支撑和绝缘。

它由高强度玻璃纤维增强塑料（FRP）外壳、沿轴向排列的两个或多个绝缘子元件、金属端子和金属件组成。

棒形悬式复合绝缘子的绝缘子元件采用硅橡胶或聚氨酯材料制成，具有优异的耐污闪、耐紫外线、抗老化和绝缘性能。

它们沿轴向排列并与外壳粘合，形成一个整体，具有较高的强度和刚度。

棒形悬式复合绝缘子具有优异的防污性能，能有效地防止环境中的污染物沉积在绝缘子表面，降低绝缘子表面电场强度，提高设备的可靠性和安全性。

此外，它还具有重量轻、安装方便、维护简单、使用寿命长等优点。

在电力输配电线路上，棒形悬式复合绝缘子广泛应用于中高压电力系统中，如变电站、配电站、铁路电气化、风电、太阳能等领域。

双重绝缘的概念其实早在BT和AT供电方式中已经采用。

目前，在DN供电方式中也开始采用。

在早期TR（直接）供电方式，支柱的接地装置是直接接在钢轨上的，绝缘子发生闪络或击穿时，短路电流经钢轨回到牵引变电所使保护动作，同时，可能对信号回路产生干扰，对接触支柱（尤其是钢柱）人员也有不安全因素，另外地线容易遭到破坏或盗窃，所以运行部门很早就有提出改为架空地线的，但由于当时投资所限，无法实现。

上世纪80年代开始引进BT和AT供电方式。

AT供电方式中，正馈线（AF）和保护线（PW）均架设于支柱田野侧，PW也为架空地线，正常时可有数百伏对地电位。

对砼（钢筋混凝土）柱，可直接架设在肩架上，对钢柱则采用所谓“双重绝缘”的方式：对悬式绝缘子串，在支柱侧加一个额定电压不低于3kV 的绝缘子（或一片原型悬式绝缘子），原绝缘子串称为主绝缘，而接地侧绝缘子称为辅助绝缘；双重绝缘的棒式绝缘子是特制的，也分为主绝缘和辅助绝缘两部分；在主绝缘和辅助绝缘之间用跳线（通常为LGJ-50）与PW线连通，当主绝缘发生闪络或击穿时，短路电流可直接经PW线（不须经钢轨）回到牵引变电所，使保护动作。

BT供电方式目前较少应用，基本情况是一样的，只是跳线与回流线（NF）相连，兼有架空地线作用，同样可采用双重绝缘的方式。

山崖说：京沪、胶济线采用直供﹢回流（DN）供电方式，全部采用双绝缘。

DN供电方式中，回流线（NF）兼有架空地线作用，所以同样可采用双重绝缘的方式。

关于砼（钢筋混凝土）柱具有一定的绝缘性能问题，在随风网友的《直供+回流供电方式》讨论话题里不少网友发表了见解，与此话题有相通之处，大家可一起参阅。

据了解，由于200km/h的线路（尤其是客运专线）牵引电流增大，回流线上的电压也相应增大，砼（钢筋混凝土）柱的绝缘性能受到质疑，为安全起见，回流线均通过绝缘子架设与肩架上。

因此，无论砼柱和钢柱均采用双重绝缘的方式。

从以上陈述中可以看出，采用双重绝缘方式，短路电流理论上是经PW线或NF线，而不经钢轨回到牵引变电所，实际上这两种线隔一定距离要通过吸上线与钢轨连通的，为了避免对信号回路的干扰，吸上线是连接在电务的抗流变压器（也称扼流变压器）的中性点上。

1.产品概述
高压线路棒形复合悬式绝缘子是由绝缘芯棒、硅棒胶伞套以及两端的连接金具三个部分组成。

绝缘芯棒是环氧树脂玻璃纤维引拔棒的简称，它是复合绝缘子的骨架，起着支撑伞套、内绝缘、联接两端金具，以及承受机械负荷等多重作用，具有很高的抗张强度，一般可达600Mpa以上，是普通钢材的2倍，瓷材料的5～8倍，并具有良好的介电性能和耐化学侵蚀性，还有良好的抗弯曲疲劳，抗蠕变和抗冲击性。

硅橡胶伞套主要起着保护芯棒，遮挡雨雪，增大爬电距离和产品外绝缘的作用，是以高分子聚合物硅橡胶为基体，辅以阻燃剂，抗老化剂，偶联剂等填料经高温高压硫化而成，具有良好的憎水性和迁移性，以及良好的耐腐蚀，耐老化，电绝缘等性能。

并且具有很高的污闪电压和耐碎性能，电压分布均匀，与瓷相比其在同等条件下闪络电压是瓷的2倍以上。

重量轻（是瓷绝缘子的1/8），体积小，不易碎，拉伸强度高，运输方便。

2.功能特点
复合绝缘子采用了特种钢材制造的金具，金具端头采用迷宫式设计原理，多层保护，密封性能好，解决了绝缘子最关键的问题----界面电气击穿。

金具与芯棒的联接采用国际上最先进的电脑控制同轴恒压压接工艺，并配有全自动声发射探伤检测系统，保证了金具与芯棒的联接的可靠性与稳定性。

芯棒采用ERC高温耐酸棒，芯棒与硅橡胶界面涂有特种偶联剂。

伞套采用了高温高压下一次性整体成型工艺，配合电脑监控的二段硫化工艺，延长了产品的使用寿命。

本产品特别适用于重污染地区，环境温度在-40℃~+40℃之间，海拔高度不超过2000米。

制造：上海昌开电器有限公司。

悬式绝缘子
悬式绝缘子（Suspension Insulator）是一种用于高压输电线路的绝缘装置，主要用于支撑输电线路，并隔离线路与
支柱之间的电压。

悬式绝缘子的一端通过钢带或钢绳固定
在支柱上，另一端通过串联的绝缘子串挂在钢带或钢绳上。

绝缘子串通常由陶瓷或复合绝缘子组成，能够有效绝缘输
电线路的高压电力。

悬式绝缘子具有以下特点：
1. 绝缘性能好：悬式绝缘子采用优质陶瓷或复合绝缘子串，具有良好的绝缘性能，能够有效防止电击和电弧放电。

2. 承载能力强：悬式绝缘子的支撑钢带或钢绳能够承受较
大的机械载荷，确保线路的稳定运行。

3. 具有自清洁功能：悬式绝缘子的特殊设计能够利用风力
和降雨清洗绝缘子表面的污染物，提高绝缘子的工作性能。

4. 耐腐蚀性强：悬式绝缘子采用耐酸碱腐蚀的材料制成，
能够在恶劣的气候和环境条件下长时间使用。

悬式绝缘子广泛应用于高压输电线路和变电站等电力系统中，它们的设计和选择要根据实际线路的工作电压、气象条件、线路距离和机械载荷等因素来确定。

1.产品概述
高压线路棒形复合悬式绝缘子是由绝缘芯棒、硅棒胶伞套以及两端的连接金具三个部分组成。

绝缘芯棒是环氧树脂玻璃纤维引拔棒的简称，它是复合绝缘子的骨架，起着支撑伞套、内绝缘、联接两端金具，以及承受机械负荷等多重作用，具有很高的抗张强度，一般可达600Mpa以上，是普通钢材的2倍，瓷材料的5～8倍，并具有良好的介电性能和耐化学侵蚀性，还有良好的抗弯曲疲劳，抗蠕变和抗冲击性。

硅橡胶伞套主要起着保护芯棒，遮挡雨雪，增大爬电距离和产品外绝缘的作用，是以高分子聚合物硅橡胶为基体，辅以阻燃剂，抗老化剂，偶联剂等填料经高温高压硫化而成，具有良好的憎水性和迁移性，以及良好的耐腐蚀，耐老化，电绝缘等性能。

并且具有很高的污闪电压和耐碎性能，电压分布均匀，与瓷相比其在同等条件下闪络电压是瓷的2倍以上。

重量轻（是瓷绝缘子的1/8），体积小，不易碎，拉伸强度高，运输方便。

2.功能特点
复合绝缘子采用了特种钢材制造的金具，金具端头采用迷宫式设计原理，多层保护，密封性能好，解决了绝缘子最关键的问题----界面电气击穿。

金具与芯棒的联接采用国际上最先进的电脑控制同轴恒压压接工艺，并配有全自动声发射探伤检测系统，保证了金具与芯棒的联接的可靠性与稳定性。

芯棒采用ERC高温耐酸棒，芯棒与硅橡胶界面涂有特种偶联剂。

伞套采用了高温高压下一次性整体成型工艺，配合电脑监控的二段硫化工艺，延长了产品的使用寿命。

本产品特别适用于重污染地区，环境温度在-40℃~+40℃之间，海拔高度不超过2000米。

关于兰新铁路接触网绝缘子的説明一、棒形悬式复合绝缘子主要用于接触网电分段（绝缘锚段关节下锚支、接触网下锚、分段绝缘器处承力索），软横跨上下不固定绳卡绝缘（包括中间站台、上下行分段处）。

1、FQXSG—25/120—738UH（悬挂耐张式、双绝缘、爬电距离1600mm、工作电压25kv、拉伸破坏负荷120K N、长度738mm、双耳—单耳连接）。

2、FQXG—25/120—738UH（悬挂耐张式、爬电距离1600mm、工作电压25kv、拉伸破坏负荷120K N、长度738mm、双耳—单耳连接）。

3、FQX—25/120—600HH（悬挂耐张式、爬电距离1200mm、工作电压25kv、拉伸破坏负荷120K N、长度600mm、单耳—单耳连接）4、FQXSG—25/120—890QH（悬挂耐张式、双绝缘、爬电距离1600mm、工作电压25kv、拉伸破坏负荷120K N、长度890mm、帽窝—单耳连接）。

5、FQXSG—25/120—800QT（悬挂耐张式、双绝缘、爬电距离1600mm、工作电压25kv、拉伸破坏负荷120K N、长度800mm、帽窝—脚球连接）。

6、FQXSG—25/120—800QT（悬挂耐张式、双绝缘、爬电距离1600mm、工作电压25kv、拉伸破坏负荷120K N、长度800mm、帽窝—脚球连接）。

7、FQX—25/120—890UH（悬挂耐张式、爬电距离1200mm、工作电压25kv、拉伸破坏负荷120K N、长度890mm、双耳—单耳连接）。

8、FQX—25/120—800H H（悬挂耐张式、爬电距离1200mm、工作电压25kv、机械强度120K N、长度890mm、（单耳—单耳连接）。

二、电气化铁路腕臂棒形瓷绝缘子主要用于接触网绝缘和固定腕臂等。

1、QBZ2—25/16（双重绝缘、重污型、爬电距离1400mm、工作电压25kv、弯曲负荷16KN）。

2、QBZ2—25S/16（双重绝缘、重污型、水平棒形、爬电距离1400mm、工作电压25kv、弯曲负荷16KN）。

悬式复合绝缘子型号的区分
主要是两端连接金具的不同，H表示是单耳、Q表示是杵座、U表示是双耳
1. 悬式绝缘子
1.1 类型：结构见图1～图4。

图1、图3：为非双重绝缘悬式绝缘子。

图2、图4：为双重绝缘悬式绝缘子，该型绝缘子配套提供双重绝缘跳线卡箍。

图1 FQX-25/120HHG（FQX-25/160HHG）
图2 FQXS-25/120HHG（FQXS-25/160HHG）
图3 FQX-25/120QHG（FQX-25/160QHG）
图4 FQXS-25/120QHG（FQXS-25/160QHG）
1.3 复合悬式绝缘子主要技术性能及规格满足TB/T 3068－2002《电气化铁道接触网用棒形悬式复合绝缘子》的技术要求。

绝缘子端部金属附件的材料不低于ZG310—570。

表面按JB/T 8177—1999规定进行热浸镀锌，锌层厚度不小于80μm。

1.4 主要机电性能：。

提高电气化铁路接触网用棒形瓷绝缘子强度霍振山（中铁十二局集团电气化工程有限公司，天津300308）摘要：依据数学模型，探究棒形瓷绝缘子出现裂缝等缺陷的机理，测试棒形瓷绝缘子的弯曲强度，分析开裂原因。

结果表明：棒形瓷绝缘子通常会在同一个位置出现裂缝，具体开缝原因可以根据最终的断面进行判断，提出优化棒形瓷绝缘子强度性能的具体措施。

关键词：电气化铁路；棒形瓷绝缘子；弯曲破坏负荷中图分类号：U225.43文献标识码：B DOI：10.16621/ki.issn1001-0599.2018.09D.321棒形瓷绝缘子开裂的机理由于棒形瓷绝缘子造成接触网发生瓷件异常断裂时，从本质上看，瓷件的内部有不足。

外部冲击绝缘子产生负荷时，瓷件中就会快速扩张裂纹以及气孔，呈现集中应力的现象，达到一定的应力成度时，宏观质变就出现了，也就是绝缘子断裂。

以格里菲斯断裂强度的理论为基础，计算断裂强度，即绝缘子临界压力的方式为式（1）。

σc=2Eγπc√（1）式中σc———断裂的强度E———弹性模量c———缺陷尺寸γ———断裂的表面能根据式（1）得出，绝缘子开裂的强度随着断裂的表面能、弹性模量的增大而增大。

同时断裂的表面能、弹性模量会受裂纹、气孔等因素的影响，进而降低棒形瓷绝缘子的开裂强度。

2气孔缺陷对棒形瓷绝缘子的强度造成的影响气孔缺陷对棒形瓷绝缘子的强度造成的影响可以根据格里菲斯断裂强度公式计算得出，通过计算便可发现，绝缘子开裂的强度随着断裂的表面能、弹性模量的增大而增大，气孔对断裂的表面能、弹性模量均会造成影响，改变棒形瓷绝缘子的强度。

相关专家不断研究弹性模量与气孔率之间的关系，弹性模量公式见式（2）[1]。

E=E0（0.9p2+1-1.9p）（2）式中E0———气孔率为零时达到的弹性模量p———气孔率E———弹性模量根据式（2）得出，只要气孔率保持在规定范围内，弹性模量会随着气孔率的增大而减小，进而棒形瓷绝缘子弯曲的强度也会不断变小。

电气化铁路接触网用棒形复合绝缘子新标准解读 刘 磊 接触网DOI ：10.19587/ki.1007-936x.2020.01.004电气化铁路接触网用棒形复合绝缘子新标准解读刘 磊摘 要：为便于电气化铁路接触网专业人员准确理解和使用TB/T 3199.2-2018《电气化铁路接触网用绝缘子 第2部分：棒形复合绝缘子》新标准，对该标准的编制背景、定位、适用范围以及章节内容等进行详细解读，将其新增加的技术指标、相关试验项目及功能与旧版标准进行比对。

新标准的发布对提高我国电气化铁路接触网用绝缘子质量技术水平提供了必要的标准规范性文件支撑。

关键词：电气化铁路；接触网；棒形复合绝缘子；行业标准；解读Abstract: In order to facilitate the accurate understanding and use of the new standard of OCS Insulators forElectrified Railway Part 2: Rod Type Composite Insulators TB/T 3199.2-2018 by the personnel of OCS system of electrified railway, the paper interprets in details its background, orientation, applicable scope and contents of chapters, compares the new edition and the previous edition in terms of new added technical parameters, related test items and functions. The issuance of the new edition standard has been providing the standardized and specified documentary support for improving of the quality and technological levels of OCS insulators for electrified railways in our country.Key words: Electrified railway; OCS; rod type composite insulator; industrial standard; interpretation中图分类号：U225.4+3 文献标识码：B 文章编号：1007-936X (2020)01-0015-020 引言铁路标准是铁路建设和经济发展的重要技术基础，是产业发展和市场竞争的核心要素。

接触网用绝缘子
绝缘子用以悬挂并对接地体保持电气绝缘。

接触网上所用的绝缘子一般为瓷质的，即在瓷土中加入石英和长石烧制而成表面涂有一层光滑的釉质。

接触网上使用的绝缘子按结构分成悬式和棒式绝缘子两类：按绝缘子表面长度(即泄漏距离)又可分成普通型和防污型两种。

近年来，大量推广采用了钢化玻璃悬式绝缘子，这种绝缘子机械强度高(为瓷质绝缘子的2～3倍)、电气性能好(在冲击波作用下其平均击穿强度为瓷绝缘子的3.5倍)、使用寿命长、不易老化、维护方便，具有良好的自洁性，它的最大特点是“零值自破”，即当绝缘子失去绝缘性能或机械过负荷时，伞裙就会自动破裂脱落，容易发现，可及时进行更换。

我国近年来研制并使用了E?1型环氧树脂绝缘子，氟塑料和硅橡胶盘棒式绝缘子和半X?，5型、半TX-25型半导体釉绝缘子。

半导体釉绝缘子大幅度延长了绝缘子清扫周期，提高了供电的可靠性，试用效果良好，但是存在泄漏电流较大等缺点。

较为理想的新型绝缘子是复合式聚合绝缘子。

这种绝缘子由两种聚合材料结合制成，一种材料提高机械强度，另一种材料提高绝缘性能，使复合式聚合绝缘子可以满足机械强度高、绝缘性能好、耐冲击、耐电弧重量较轻等的要求，这也是未来绝缘子发展的方向。