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複合絕緣子又稱合成絕緣子,其主要結構一般由矽橡膠傘裙護套、玻璃纖維環氧樹脂引拔棒、端部金具三部分組成,如下圖。
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1、複合懸式絕緣子基本介紹複合懸式絕緣子由玻璃纖維環氧樹脂引拔棒,矽橡膠傘裙,金具三部分組成。其矽橡膠傘裙采用整體注壓工藝,從而解決了影響複合絕緣子可靠性的關鍵問題界面電氣擊穿。玻璃引拔棒與金具的聯接采用最先進的壓接工藝,配有全自動聲波探傷檢測系統,強度高,外型美觀,體積小,重量輕,金具鍍鋅可防鏽蝕,可與瓷絕緣子互換使用,本産品結構可靠,不損傷芯棒,能充分發揮其機械強度。
複合懸式絕緣子電氣性能優越,機械強度高,内部承載的環氧玻璃引拔棒抗張抗彎強度比普通鋼材高2倍,是高強度瓷材料的8~10倍,有效提高了安全運行的可靠性。
複合懸式絕緣子耐污性能好,抗污性能好,抗污閃強力強,其濕耐受電壓和污穢耐受電壓為相同爬距瓷絕緣子的2~2.5倍。且不需清掃,能在重污穢的去安全運行。
複合懸式絕緣子體積小、重量輕(僅為同電壓等級瓷絕緣子的1/6~1/9).結構輕巧,便于運輸和安裝。
複合懸式絕緣子矽橡膠傘裙具有良好憎水性能,其整體結構保證了内絕緣不受潮,不需進行預防性絕緣監測試驗,不需清掃,減少了日常維護工作量。
複合懸式絕緣子密封性能好,耐電蝕能力強,傘裙材料耐漏電起痕達TMA4.5級水平,具有良好的耐老化、耐腐蝕、耐低溫性能,可适用于-40℃~-50℃地區。
複合懸式絕緣子具有很強的抗沖擊性和防震性能,其良好的防脆性和抗蠕變性,不易破碎、抗彎曲、抗扭強度高,可承受内部壓強,防爆力強,可與瓷、玻璃絕緣子互換作用。
由于複合絕緣子的表面多具有憎水性,其表面洩漏狀況與瓷絕緣子完全不同。在能源部能源辦(1993)45号文《關于頒發電力系統電瓷防污有關規定的通知》中,暫定複合絕緣子單位洩漏距離(爬電比距)可按瓷絕緣的75%設計。
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2、複合絕緣子結構複合絕緣子是由傘盤、芯棒及金屬端頭三部分組成,對電壓等級為11OkV及以上線路使用的複合絕緣子,為改善其電壓分布,在複合絕緣子兩端(或一端)裝配有均壓環。
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3、複合絕緣子材料及特點複合絕緣子的傘盤是由矽橡膠為基體的高分子聚合物制成,具有良好的合水性,水在傘盤表面呈水珠狀,不會形成放電通路。另外,複合絕緣子傘盤還具有優良的耐電腐蝕性和良好的抗氧、抗臭氧及抗老化性能。
複合絕緣子的芯棒采用環氧玻璃纖維棒制成,具有很高的抗張強度,約為普通鋼的1.5~2倍,為高強度瓷的3~5倍。芯棒又具有良好的絕緣性能和良好的減振性、抗蠕變性及抗疲勞斷裂性能。
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4、複合絕緣子均壓屏蔽環
輸電線路絕緣子串所承受的電壓,并不是均勻分布于每個絕緣子上,在絕緣子串中間的絕緣子,所承受的電壓比兩端的小.靠近導線的絕緣子承受的電壓最大,而這種電壓分布不均勻的情況,随線路電壓的升高而嚴重,為使絕緣子串電壓分布較均勻,一般要求110kV及以上線路上應裝設均壓屏蔽環。
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5、複合絕緣子金屬端頭的連接結構
a 、内楔式
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内楔式是将芯棒端部鋸開一條切口,在切口壓入楔形的金屬件,芯棒外部是一個錐形内腔的套筒。相互之間靠靜摩擦力來傳遞機械負荷。
b 、外楔式
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外楔式是将套筒做成錐形,套在芯棒的端部,再把三個環形的外楔均勻地插入錐形内腔與芯棒之間。楔片厚度大小非常關鍵。相互之間也是靠靜摩擦力來傳遞機械負荷。
c 、壓接式
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壓接式是将套筒套入芯棒後,用專用機械壓接後使金屬筒體與芯棒連成一體。壓接式具有以下特點:
1)結構簡單、輕巧、外形美觀;
2)連接牢固可靠,分散性小;
3)便于機械化操作;
4)工藝簡單、工效高、生産周期短。
這種結構型式靠芯棒與金屬端頭的靜摩擦來承受和傳遞負荷,其摩擦力一般取決于正壓力大小。
d 三種結構型式簡單分析
内楔式、外楔式和三種連接是通過被連接部件本身的過盈配合來實現的,相互之間是靠靜摩擦力來傳遞機械負荷,在連接區内,芯棒是在應力下受壓縮而産生彈性變形,由彈性應力作為産生摩擦力的正壓力。壓接式端部附件的連接結構,由于應力狀态較理想、結構和裝配工藝簡單,便于電腦監控,連接較理想,綜合成本較低,被認為是目前較理想的的連接結構型式。
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6、複合絕緣子的機械承載能力目前制作複合絕緣子用的芯棒一般采用抗拉強度 為800-1000MPa的芯棒。計算時一般取值500MPa。
複合絕緣子芯棒的直徑d可用以下公式計算:
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式中:,T--設計抗拉力。
例:試計算T=100kN的複合絕緣子需用多大直徑的芯棒。
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7、複合絕緣子的優缺點a 它具有以下優點
(1) 機械性能優越:由于心棒由環氧玻璃纖維制成,其擴張強度為普通鋼的1.5倍,是高強瓷的3~4倍,軸向拉力特别強,并具有較強的吸振能力,抗震阻尼性能很高,為瓷絕緣子的1/7~1/10。
(2) 複合絕緣子串抗污閃性能好:複合絕緣子具有憎水性,下雨時在複合絕緣子的傘形波紋表面不會沾濕形成水膜,而是呈水珠狀滴落,不易構成導電通道,其污閃電壓較高,為同電壓等級瓷絕緣子的3倍。
(3) 耐電蝕性優異:絕緣子表面漏電閃絡形成不可逆性劣變起痕現象,一般标準為不低于4.5級(即4.5kV),而複合絕緣子為6~7級。
(4) 抗老化性能好:經十年實踐檢測表明,複合絕緣子除顔色略有變深并介電常數和介質損失角稍有增加外,對表面不沾濕性及耐電蝕起痕性均無變化,說明抗老化性能良好。
(5) 結構穩定性好:一般瓷懸式絕緣子是内膠裝配結構,由于電化腐蝕,運行中會産生低零值絕緣電阻,而複合絕緣子為外膠裝配結構,其内心為實心棒絕緣材料,不存在劣化合擊穿,不會出現零值絕緣子。
(6) 線路運行效率高:由于複合絕緣子的風雨自潔性好,又不産生零值絕緣子,故清掃檢查工作可改為每4~5年一次,從而縮短檢修、停電時間。
(7) 重量輕:含成絕緣子自身重量輕在運輸、施工作業中,可大大減輕工作人員的勞動強度。
b 存在一些缺點
(1) 複合絕緣子價格高。
(2) 複合絕緣子承受的徑向(垂直于中心線)應力很小,因此,使用于耐張杆的高壓絕緣子嚴禁踩踏,或任何形式的徑向荷重,否則将導緻折斷。
(3) 複合絕緣子在施工或平時運行時嚴禁硬物跌落、碰擦,因其傘部為矽橡膠,質地比較柔嫩,極易損傷而破壞密封性,導緻絕緣性能下降。
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8、複合絕緣子參數
參數表示(1)
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參數表示(3)
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