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高壓懸垂絕緣子材料

圖文 更新时间:2025-01-27 08:37:21

高壓懸垂絕緣子材料(輸電線路用複合懸式絕緣子)1

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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

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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

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