架空输电线路绝缘子结构设计研究 梁超
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Telecom Power Technology设计应用技术高压输电线路中的绝缘子串型优化设计与性能评估周建生,陈陈,马鹏墀(国网盐城市大丰区供电公司,江苏盐城高压输电线路中绝缘子串型的优化设计,提高了性能并保障输电可靠性。
为此,分析了绝缘子串型的基本原理、材料特性、失效机理以及影响因素,并通过大数据分析不同参数对绝缘子串型性能的影响,设计并实现了一种基于模型算法的绝缘子串型优化方法,利用实验验证了其有效性。
为评估优化设计后的绝缘子串型性能,研究中采用了实验测试和仿真技术,并制定合理评价标准,分析和评价实验结果。
研究结果表明,该方法具有较高的实用性和创新性,能够有效提高绝缘子串型的热稳定性和耐电晕性。
该方法为优化高压输电线路建设提供了一种新的思路和技术方法,有望推进输电技术进步和提高线路的安全性。
高压输电;绝缘子串型;优化设计;性能评估;大数据分析Optimization Design and Performance Evaluation of Insulator String Type in High-VoltageTransmission LinesZHOU Jiansheng, CHEN Chen, MA Pengzhi(State Grid Yancheng Dafeng District Power Supply Company, Yancheng 2023年12月10日第40卷第23期29 Telecom Power TechnologyDec. 10, 2023, Vol.40 No.23周建生,等:高压输电线路中的 绝缘子串型优化设计与性能评估1.3 绝缘子串型失效机理及其影响因素绝缘子串型是高压输电线路中起支撑和绝缘作用的装置之一,失效机理主要包括电器老化失效、机械失效及化学失效等。
其中,电器老化失效是最常见的失效形式,机械失效则主要由于金具和绝缘子的疲劳破坏或组合不当等原因导致,而化学失效则由材料长时间暴露在潮湿和酸碱等恶劣环境下引起。
高压输电线路的绝缘子研究与优化设计在现代化的电力系统中,高压输电线路起到了关键的作用,但是在输电过程中,由于电力对材料的要求十分苛刻,因此绝缘子成为了必不可少的一部分。
绝缘子的主要作用是将高压输电线路与地面之间的绝缘的。
本文将研究和论述高压输电线路绝缘子的研究现状以及优化设计的相关方面。
第一部分:绝缘子的基本知识绝缘子是一种用于绝缘与支撑高压电力设备的电器元件,其作用是在高压设备与地面之间起到电气绝缘和机械支撑的作用。
绝缘子通常由绝缘材料制成,如陶瓷、橡胶或复合材料。
绝缘子的主要特点是电气绝缘性能好、耐电热性能好、机械强度高、不易击穿、不易受潮湿影响、抗污闪能力强等。
绝缘子的设计和选择对于电力系统的安全运行至关重要。
第二部分:绝缘子的研究现状当前,绝缘子的研究主要围绕着以下几个方面展开:1. 陶瓷绝缘子的研究陶瓷绝缘子是最常见的绝缘子类型,由于其良好的绝缘性能和耐电热性能,被广泛应用于高压输电线路中。
目前,陶瓷绝缘子的研究主要集中在提高其机械强度和抗污性能方面。
例如,科研人员通过改变陶瓷绝缘子的表面形态,增加绝缘子与环境之间的接触面积,从而提高了陶瓷绝缘子的污闪能力。
此外,还有研究人员通过添加纳米颗粒改善陶瓷绝缘子的机械强度,提高其承载能力。
2. 橡胶绝缘子的研究橡胶绝缘子在低压电力系统中被广泛应用。
其主要特点是柔软性好、耐热性能好、耐候性好等。
目前,橡胶绝缘子的研究主要集中在提高其耐电热性能和耐候性方面。
例如,研究人员通过添加特定的化合物,改善橡胶绝缘子的抗老化性能,延长其使用寿命。
3. 复合绝缘子的研究复合绝缘子是一种新型的绝缘子材料,由多种绝缘材料组合而成。
复合绝缘子的主要特点是综合性能好、可定制化程度高等。
当前,复合绝缘子的研究主要集中在提高其强度和耐候性方面。
例如,研究人员通过调整复合材料的成分,增加其机械强度;同时,还通过添加抗氧化剂等物质,提高复合绝缘子的耐候性。
第三部分:绝缘子的优化设计绝缘子的优化设计是保障电力系统安全运行的重要环节。
浅析输配电线路中绝缘防震及杆塔的设计原理摘要:输电线路初步设计是工程设计的重要阶段,主要的设计原则,都在初步设计中明确,应尽全力研究深透。
初步设计阶段应着重对不同的线路路径方案进行综合的技术经济比较,取得有关协议,选择最佳的路径方案;充分论证导线和地线、绝缘配合及防雷设计的正确性,确定各种电气距离;认真选择杆塔和基础形式;合理地进行通信保护设计,本文对输配电线路中绝缘防震及杆塔的设计原理进行简单分析,希望为输配电线路施工提供参考。
关键词:输配电线路,绝缘,防震,杆塔设计The design principle of insulation and tower in transmission and distribution line is analyzedZhangtiejunInner Mongolia Electric Power Co., LTD. Wulanqab Qayouhou Banner Power Supply Branch, Wulanqab, Inner Mongolia Autonomous Region, 012400Abstract: Transmission line preliminary design is an important stage of engineering design, the main design principles, are clear in the preliminary design, should try to study deep. In the preliminary design stage, we should focus on the comprehensive technical and economic comparison of different route schemes to obtain relevant agreements and select the best route scheme. Fully demonstrate the correctness of wire and ground wire,Carefully select towers and basic forms; To carry on the communication protection design reasonably, this article carries on the simple analysis to the transmission anddistribution line insulation shock proof and the tower designprinciple, hopes to provide the reference for the transmission and distribution line construction.Keywords: transmission and distribution line, insulation, shockproof, tower design1前言电力作为一个国家的经济命脉不论是对于国家的各种经济建设还是对于普通老百姓的生活都起着至关重要的作用,而输电线路则是电力不可缺少的一个组成部分。
110KV架空输电线路初步设计——毕业设计毕业设计(论文)题目110KV架空输电线路初步设计并列英文题目Preliminary Design Of 110KV Overhead Transmission Line系部专业姓名班级指导教师职称副教授论文报告提交日期摘要本设计说明书中的主要内容包括有:首先,通过输送容量及功率因数利用经济电流密度来进行到县级避雷线型号的选择;在选出导线以后,利用已知的气象条件,计算出导线在各种气象条件时的应力及弧垂,进而绘制导线安装曲线图;利用最大弧垂计算出呼称高,选出合适的杆塔及对应的基础形式;最后进行绝缘子的选型以及防雷防振和保护和接地装置。
AbstractThe main content of the instruction of this design includes:First, carries on the wire through the transportstion capacity and the power factor use economical current density and the line model choice; In selects after the wire, use the known meteorological condition, calculates the wire hangs in each kind of meteorological condition, time stress and the arc, tenth plan wire installs the diagram of curves; Using most hangs calculates shouts calls high, selects the appropriate pole tower and the corresponding foundation form;Finally is carries on the insulator the shanping as well as anti-radar quakeproof and the protetive earthling installment.目录内容摘要第一部分前言 (5)第二部分原始资料介绍 (6)第三部分设计说明书第一章导线及避雷线部分 (7)第二章导线应力及弧垂 (8)第三章杆塔的选择 (13)第四章杆塔基础的设计 (14)第五章绝缘子的选择 (17)第六章防雷防振及接地保护装置的选择 (19)第四部分设计计算书第一章导线截面选择及校验计算部分 (22)第二章导线的应力弧垂计算 (23)第五部分结束语 (35)参考资料附图第一部分前言初步设计是工程设计的重要阶段,主要的设计原则,都在初步设计中明确,应尽全力研究深透。
超高压输电线路用绝缘子应用发布时间:2023-02-16T02:42:47.411Z 来源:《科技新时代》2022年19期作者:徐振海[导读] 超高压输电线路是一种新型的大容量输电线路设备,结构紧凑,徐振海国网冀北电力有限公司承德供电公司河北承德067000摘要:超高压输电线路是一种新型的大容量输电线路设备,结构紧凑,但输电容量大、绝缘性能好,在城市等人口密集区域应用广泛。
超高压输电线路设备中导体电压很高,内部支撑导体的绝缘子是非常关键的重要绝缘部件。
以研制超高压输电线路为依托,重点对支撑的绝缘子进行机械性能分析、改进U-Net网络模型设计,最后通过试验验证。
利用计算机技术,提高绝缘子研制效率,减少绝缘子研制成本。
关键词:超高压输电线路;用绝缘子引言超高压输电线路(以下简称GIL),是一种圆形导体和圆形外壳同轴布置的超高压输电设备,导体和外壳一般都采用不同性能牌号的铝材制成,用于长距离输送大容量电能。
由于导体的电压很高,需要采用绝缘性能优良的压缩气体作为绝缘介质将导体包裹住。
支撑绝缘子每组导体需要有三个支撑绝缘子构成,这样才能保证绝缘子所支撑的金属导体与金属外壳保持同轴布置,并且使得通电后的导体在内部形成近似均匀电场,均匀电场是静态的,不具备冲击力,有利于提升绝缘性能,更有利于GIL设备的长期稳定运行。
1.机械性能分析机械强度是衡量材料抵抗外力破坏能力的量度,表征了材料的受力极限,在实际应用中具有重要意义。
不同形式的破坏力对应于不同意义的强度指标,根据GIL中环氧树脂浇注绝缘件的实际工况,选择拉伸强度、弯曲强度和冲击强度作为衡量浇注试样机械强度的三个指标。
1)拉伸强度测试按GB/T2568—1995《树脂浇铸体拉伸性能试验方法》标准执行,测试结果以5个试样的算术平均值表示。
2)弯曲强度测试按GB/T2570—1995《树脂浇铸体弯曲性能试验方法》标准执行,测试结果以5个试样的算术平均值表示。
3)冲击强度测试按GB/T2571—1995《树脂浇铸体冲击试验方法》标准执行,测试结果以5个试样的算术平均值表示。
加强对1000kV级交流输电线路用复合绝缘子的研究和开发吴维宁1,胡毅1,王绍武2,苗桂良3,吴光亚1(1武汉高压研究所,湖北省武汉市430074;2国家电网公司,北京市100031;3电力规划设计院,北京市100031)摘要:简要阐述了我国目前交、直流复合绝缘子的发展现状,提出了1000kV级交流复合绝缘子要向高于400kN的高强度等级发展,进一步改进结构、完善配方,提高复合绝缘子的可靠性。
首次提出了复合绝缘子绝缘距离的确定方法。
最后结合我国运行经验和对防污闪技术的认识,提出在c级、d级和e级特别是在d级和e级污秽等级地区应优先选用复合外绝缘子。
文中还对我国绝缘子制造商和用户提出了希望和建议。
关键词:绝缘子;复合绝缘子;特高压输电;可靠性;防污闪1000kV级交流输变电技术对绝缘子提出了更高的要求,如额定机械(电)破坏负荷为210、300、400kN和530kN;绝缘子串长比交流超高压线路长,如串长一般在10~14m,约为500kV线路绝缘子串长的2~3倍;采用2~4串或更多串并联的绝缘子串布置方式;绝缘子串的数量比超高压线路多几倍,元件数量剧增,并要求每个元件的可靠性更高;绝缘子盘径大,绝缘子串布置方式不同,使其污秽特性可能与超高压也不同;铁塔间距大;分裂导线一般大于8,再加上覆冰、风力等苛刻的运行条件,使其要承受很大的拉、弯、扭机机械负荷。
这些皆对复合绝缘子的运行可靠性提出了更高的要求。
本文结合我国复合绝缘子的制造现状、发展趋势、使用复合绝缘子的必要性及1000kV 级交流输电对输变电技术的要求,提出了应加大力度研制高于400kN高强度等级的复合绝缘子,并对运行部门和制造企业提高了希望和建议。
1 我国复合绝缘子的制造现状1.1 总体评价我国复合绝缘子的制造技术已达国际先进水平,其伞裙形状、端部密封技术、整体注射成型工艺、机械强度的可靠性等已达国际领先水平。
1.2 制造现状近20年来,国内已成长了一批优秀的复合绝缘子制造企业,其代表企业有襄樊国网合成绝缘子股份有限公司、山东泰光电气有限公司、东莞市高能实业有限公司、广州市迈克林电力有限公司等。
绝缘子杆塔结构的抗震性能研究与设计优化绝缘子杆塔是电力输送系统中的重要组成部分,其抗震性能的研究与设计优化对于确保输电线路的稳定运行至关重要。
本文将就绝缘子杆塔结构的抗震性能进行研究与设计优化进行探讨。
一、绝缘子杆塔的结构及其抗震设计绝缘子杆塔是由钢塔和绝缘子两部分组成,其结构通常由多根钢杆通过连接件进行组合而成。
在抗震设计中,需要考虑杆塔在地震作用下的稳定性,以及绝缘子对杆塔的约束作用。
为了提高绝缘子杆塔的抗震性能,可以采取以下措施:1.增加钢杆和连接件的强度和刚度,提高其抗震能力;2.加强绝缘子与杆塔之间的连接,减小振动幅度;3.考虑地震力的作用方向和大小,对杆塔进行合理的定位与布置;4.采用低摩擦支座等减震装置,减小杆塔受力;5.合理选择材料,提高整体结构的抗震能力。
二、绝缘子杆塔的抗震性能研究方法为了研究绝缘子杆塔的抗震性能,可以采用数值模拟和实验测试等方法。
1.数值模拟方法:利用有限元方法,可以对绝缘子杆塔在地震作用下的受力情况进行模拟分析。
首先,将绝缘子杆塔的结构进行建模,设定杆塔和绝缘子的材料特性、受力条件等参数,然后施加地震力,通过数值计算得到杆塔的应力、位移等结果。
通过对不同载荷条件下的数值模拟,可以评估绝缘子杆塔在不同地震力下的抗震性能。
2.实验测试方法:通过搭建绝缘子杆塔的物理模型,可以进行地震模拟实验。
在实验中,将杆塔设置在震台上,施加不同等级的地震荷载,通过测量杆塔的位移、应力等数据,来评估杆塔的抗震性能。
实验测试可以直观地观察到杆塔的破坏情况,有助于分析杆塔的破坏机理,引导设计优化。
三、绝缘子杆塔抗震性能的设计优化针对绝缘子杆塔的抗震性能,可以从结构参数、材料选用、连接方法等方面进行设计优化。
1.结构参数优化:通过改变杆塔的高度、截面形状等参数,可以提高杆塔的抗震能力。
一般来说,增加杆塔的高度和宽度,可以增加其抗弯强度和抗扭刚度,提高整体的抗震能力。
同时,合理设计支撑体系,减小杆塔的振动幅度,也可以提高其抗震能力。
架空输电线路绝缘子结构设计研究(海南师范大学物理与电子工程学院,海南海口571158)绝缘子作为输电线路安全运行的重要设备之一,其各种技术性能应得到严格的保证。
正确的选择和设计架空线路的绝缘子串对维护电力系统正常运作有着极其重要的作用。
对架空输电线路绝缘子结构三维设计进行初步探讨研究,重点阐述绝缘串虚拟装配情况,已达到研究结果。
标签:绝缘子;绝缘子串;结构设计1 绪论绝缘子是用来支撑导线且可以保证导线和杆塔有足够的绝缘的绝缘体。
它在运行中能够承受导线垂直方向的荷重和水平方向的拉力。
通常分为可击穿型和不可击穿型。
按应用场合又分为线路绝缘子和电站、电器绝缘子。
绝缘子的基本性能包括电气、机械性能、热性能和耐污性能。
此外,还有耐环境和耐老化等性能。
当绝缘子电压等级提高时,其尺寸和重量也相应增加,但电气和机械性能并不按比例提高,耐热急变性能下降。
因此,电压等级高的绝缘子制造起来比较困难。
绝缘子作为输电线路安全运行的重要设备之一,其各种技术性能应得到严格的保证。
因此,正确的选择和设计架空线路的绝缘子串对维护电力系统正常运作有着极其重要的作用。
2 绝缘子类型介绍目前,输电线路上使用的绝缘子主要有三大类:盘形悬式瓷绝缘子、盘形悬式玻璃绝缘子、棒形悬式复合绝缘子。
盘形悬式瓷绝缘子包括交流70kN.550kN、直流160kN.550kN各强度等级的各种造型(普通伞型、双层伞型、大小伞交替型、钟罩防雾型或深棱伞型、空气动力型等),盘形悬式玻璃绝缘子包括交流70kN.550kN、直流160kN.550kN各强度等级的各种造型(普通型、防污型),棒形悬式复合绝缘子则包括交流10kV.1000kV/70kN.550kN和±500kV.±800kV/70kN.550kN系列,高电压等级和高吨位产品已完全实现国产化。
目前,我国已成为世界绝缘子制造工厂,其研究水平、制造技术和运行经验已居世界领先水平。
3 现存问题及建议3.1 长期运行可靠性对于低电压等级、低吨位产品,上述3类绝缘子的长期运行可靠性是较高的,我们一方面应重视高吨位产品的运行经验,另一方面制造企业应通过工艺改进和质量控制进一步提高产品的可靠性,稳定当前的劣化率水平。
架空输电线路绝缘子结构设计研究梁超发表时间:2019-07-05T11:17:23.180Z 来源:《电力设备》2019年第4期作者:梁超[导读] 摘要:绝缘子作为输电线路安全运行的重要设备之一,其各种技术性能应得到严格的保证。
(国网吕梁供电公司山西吕梁 033000)摘要:绝缘子作为输电线路安全运行的重要设备之一,其各种技术性能应得到严格的保证。
正确的选择和设计架空线路的绝缘子串对维护电力系统正常运作有着极其重要的作用。
对架空输电线路绝缘子结构三维设计进行初步探讨研究,重点阐述绝缘串虚拟装配情况,已达到研究结果。
关键词:绝缘子;绝缘子串;结构设计1 对绝缘子可靠性评价的五项准则运行的可靠性是决定绝缘子生命力的关键。
最好的评价是大量绝缘子在输电线路上长期运行的统计结果和可靠性试验所反映出来的性能水平。
因此,评价绝缘子应遵循下述准则:1.1绝缘子寿命周期产品在标准规定的使用条件下,能够保持其性能不低于出厂和标准的最低使用年限为“寿命周期”,此项指标不仅反映绝缘子的安全使用期,也能反映输电线路投资的经济性。
我国曾先后多次对运行5-30年的玻璃和瓷绝缘子进行机电性能跟踪对比试验。
结果表明:玻璃绝缘子的使用寿命取决于金属附件,瓷绝缘子的使用寿命取决于绝缘体。
玻璃绝缘子的寿命周期可达40年,而瓷绝缘子除全面采用国外先进制造技术后有可能较大幅度地延长其寿命周期外,其平均寿命周期仅为15-25年,复合绝缘子经历了“三代”的发展。
但从迄今世界范围内的试验及运行结果分析来看,其平均寿命周期只有7年。
1.2绝缘子失效率运行中年失效绝缘子件数与运行绝缘子总件数之比称为年失效率。
据国家电力科学院调查统计,国产瓷质绝缘子的失效率一般在0.1%-0.3%之间,国产钢化玻璃绝缘子的失效率一般在0.01%-0.04%之间。
对于复合绝缘子,由于复合材料配方和制造工艺还不能安全定型,其失效率很难预测。
1.3绝缘子失效检出率绝缘子失效后能否检测出来的检出率对线路安全运行的影响是比失效率本身更为重要的因素,检出率取决于绝缘子失效的表现形式和失效的原因。
玻璃绝缘子失效的表现形式是“自动破碎”和“零值自破”,这两种表现形式极大的方便电力线路工程线路故障点的查找检修。
“自破”不是老化,而是玻璃绝缘子失效的唯一表现形式,所以只需凭借目测就可方便地检测出失效的绝缘子,其失效检出率可达百分之百,瓷绝缘子失效的表现形式为头部隐蔽“零值”或“低值”,复合绝缘子失效的主要表现形式为伞裙蚀损以及隐蔽的复合“界面击穿”,此外,瓷和复合绝缘子失效的原因是材料的老化,而老化程度是时间的函数。
老化是隐蔽的,因此给线路巡检与测量故障点带来极大的困难,造成检出率极低,对于复合绝缘子,实际上根本无法检测。
1.4绝缘子事故率年掉线次数与运行绝缘子件数之比称为年事故率。
绝缘子掉串是架空输电线路最为严重的事故之一。
对于EHV输电,若造成大面积、长时间停电,后果则不堪设想。
国产玻璃绝缘子30年来的运行经验证明:在220-500KV的输电线路上,从来没有因为玻璃绝缘子失效而发生过掉线事故。
而国产瓷绝缘子掉线事故率则高达2×10-5。
前苏联的研究指出,即使失效率相同,瓷绝缘子较玻璃绝缘子的事故率也至少高一个数量级。
由于复合绝缘子为长棒式,掉线事故一般很少发生。
但导致内绝缘击穿、芯棒断裂和强度下降的因素始终存在,一旦失效,事故概率会高于由多个元件组成的绝缘子串。
1.5绝缘子可靠性试验为对绝缘子进行可靠性评价,国内外曾对玻璃绝缘子和瓷绝缘子作过各种方式的加速寿命试验和强制老化试验及耐压试验。
如:陡波试验、热机试验、耐电弧强度试验、1500万次低频(18.5HZ)和200万次高频(185-200HZ)振动疲劳试验及内水压试验,都从不同角度得出结论:与玻璃绝缘子相反,绝大多数瓷绝缘子都不能通过这些试验。
对于复合绝缘子,可靠性试验则还是一个有待于继续探索的课题。
2 绝缘子的特点和技术条件绝缘子在架空输电线路中起着两个基本作用,即支撑导线和防止电流回地。
在整条线路的运行寿命中,这两个作用必须得到保证,绝缘子不应该由于环境和电负荷条件发生变化导致的各种机电应力而失效。
绝缘子承受的机械负荷除了导线和金属附件的重量之外,还必须承受恶劣天气情况下的风载荷、雪载荷、导线舞动以及运输安装过程中操作不当引起的冲击负荷。
从电气角度来说,绝缘子不仅要使导线与地绝缘,还必须耐受雷电和开关操作引起的过电压冲击,当因电压冲击而发生闪络时引起的局部过热不应导致绝缘子绝缘性能。
所有的外部因素都会对绝缘子的性能产生影响。
2.1特点(1)瓷质绝缘子。
原料丰富,制造简易,价格低廉,使用方便。
国产瓷质绝缘子,存在劣化率很高,需检测零值,维护工作量大。
遇到雷击及污闪容易发生掉串事故,目前已逐步被淘汰。
(2)玻璃绝缘子。
是以钢化玻璃为介质而制作成的,价格比瓷质略高,使用方便。
在运行中一旦发生低值和零值时能自爆,不用检测它的零值就能发现缺陷以利更换。
遇到雷击及污闪不会发生掉串事故,在Ⅰ、Ⅱ级污区已普遍使用。
(3)合成绝缘子。
在Ⅲ级及以上污区已普遍使用,它的主要特点如下有3点:1)由硅橡胶为基体的高分子聚合物制成的伞盘具有良好的憎水性和憎水迁移性,因而能承受很高的污闪电压。
2)棒芯采用环氧玻璃纤维制成,具有很高的抗拉强度(一般都大于600Mpa),采用φ50mm的芯棒时机械负荷能承受100t,芯棒还具有良好的减震性、抗蠕变性、抗疲劳断裂性。
3)体积小、质量轻(其质量为瓷质串约1/7),具有弹性和抗击穿性,不需检测零值,对110kV以上的,使用时配有1~2只均压环。
(4)瓷质棒型绝缘子。
瓷质棒型绝缘子电气性能非常好,被称为不击穿绝缘子。
它不易老化、容易清扫、结构简单、安装方便、能充分利用电杆高度,且减少了横担和连接金具,因此降低了线路的造价。
2.2技术条件(1)安全系数和机电破坏负荷。
为保证绝缘子在使用过程中能够承受各种恶劣气象条件的冲击以及达到它自身所能承受的机电负荷而不被破坏,在计算或选用时,必须考虑它的安全系数,而安全系数是根据它的组合方式或使用情况的不同而不同。
1)安全系数。
中华人民共和国国家标准《110kV-750kV架空输电线路设计规范》GB50545-2010规定,绝缘子机械强度的安全系数,应符合表1的规定。
双联及多联绝缘子串应验算断一联后的机械强度,其荷载及安全系数按断联情况考虑。
2)机电破坏负荷。
绝缘子的额定机电破坏负荷值分为4t、6t、7t、10t、16t、21t、30t七个等级;高压架空送电线路所用绝缘子的连接结构形式除有特殊要求外,一般均分为球型和槽型两种。
球型较为常见。
(2)绝缘子与绝缘子串的配合。
绝缘子串的片数应依据线路的电压等级和海拔高度以及污秽区的等级划分而定,而片数和串的总长度必须满足在工频电压、操作过电压、雷电过电压等各种条件下能安全可靠地运行。
1)在海拔高度1000m以下地区,操作过电压及雷电过电压要求的悬垂绝缘子串的绝缘子最小片数,不应小于表2-2所列的数值。
耐张绝缘子串的绝缘子片数应在表2的基础上增加,一般情况下,500kV以下的输电线路应增加1片,对500kV输电线路应增加2片,对750kV输电线路不需增加片数。
2)为保证高杆塔的耐雷水平,全高超过40m并且带有避雷线的杆塔,高度每增加10m,按表2-2值增加同型号绝缘子1片;全高超过100m的杆塔,应进行计算并根据运行经验而确定应增加的片数。
3)通过污秽等级较高的送电线路,绝缘子的型式和片数应通过计算必须满足其泄露比距的要求而进行选择。
(3)绝缘子的泄露比距。
泄漏比距指单位电压(每千伏)在绝缘子表面上的泄漏距离。
即绝缘子外绝缘的泄漏距离对系统最高工作电压有效值之比。
泄漏比距是表示绝缘子抗污闪能力的重要技术指标。
3绝缘子的防污产品结构和耐污性能是关键钢化玻璃绝缘子一般采有圆柱头结构,其头部内孔为内外螺旋形受力面呈均匀分布的受压状态,从而提高了它的机械强度。
较之国内传统瓷质绝缘子数十年来一贯制的圆锥头结构,具有重量轻、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系数接近,因此整体材质匹配良好。
在恶劣气候条件下,不象瓷质绝缘子和复合绝缘子那样容易老化。
复合绝缘子的粘接层是芯棒和护套间的界面,是合成绝缘子内绝缘的一个主要部分,但是很难保证粘接层的质量。
复合绝缘子的伞裙护套都是由有机高分子聚合物做成,它们都具有表面憎水性,且表面的分离小水珠不构成导电通路,在工作电压作用下,泄漏电流小,不容易发生较强的局部电弧,也难发展成污闪放电。
因此复合绝缘子具有优良的耐污性能,且无需清扫极大地减少了线路维护费用,就此而言复合绝缘子有着广阔的发展前景。
钢化玻璃绝缘子泄漏比距大,表面产生的凝聚物少,抵抗由污秽引起的热应力的能力强,因而自洁能力高不易发生污闪事故。
国内外大量试验证明:钢化玻璃绝缘子的耐污性能优于瓷质绝缘子。
3.1绝缘子污闪的成因线路上用的绝缘子受到固体的、液体的、气体的导电物质的污染,在遇到雾、露和毛毛细雨等湿润作用,使污层电导增大,泄露电流增加产生局部放电,在运行电压绝缘子表面的局部放电发展为电弧闪络现象,这种闪络就是污秽闪络。
3.2绝缘子污闪的处理措施目前,在线路运行中处理污闪的方法很多,主要有以下五种:(1)定期清扫绝缘子。
在污秽季节到来之前,逐杆清扫绝缘子,除去绝缘表面的污秽物。
一般每年在雨季前清扫一次,可用干布或蘸去污粉的湿布擦干净,也可带电水冲洗。
(2)更换不良和零值绝缘子。
定期对绝缘子串进行绝缘检测,发现不良绝缘子和零值绝缘子,及时更换。
(3)增加绝缘子串的单位泄漏比距。
绝缘子表面泄漏电流越大,污闪越严重,而泄漏电流的大小与绝缘子串的单位泄漏比距成反比。
因此,可以增加绝缘子片数或改为防污型绝缘子来增加绝缘子串的单位泄漏比距。
(4)采用防污涂料。
对污秽严重地区的绝缘子,可采取定期在表面涂憎水性防污涂料的方法,增强其抗污能力。
(5)采用合成绝缘子。
合成绝缘子具有良好的耐污闪性能,所以合成绝缘子最近几年在新建线路上应用较广,是防污闪的有效措施。
4 现存问题及建议 4.1 长期运行可靠性对于低电压等级、低吨位产品,上述3类绝缘子的长期运行可靠性是较高的,我们一方面应重视高吨位产品的运行经验,另一方面制造企业应通过工艺改进和质量控制进一步提高产品的可靠性,稳定当前的劣化率水平。
对于复合绝缘子,其硅橡胶长期老化特性、均压装置优化设计、长期机械强度、在线检测技术等仍是复合绝缘子行业重点关注的问题。
对于瓷和玻璃绝缘子,水泥胶合剂在各种运行环境下的长期老化特性则是瓷和玻璃绝缘子制造企业应重点关注的问题。
4.2 使用环境三类绝缘子各有所长,使用时应因地制宜。