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01、閑聊絕緣子根據《電力工程基本術語》 GB/T50297 定義,絕緣子是用來支持導體并使其絕緣的器件。絕緣子主絕緣由瓷件、玻璃件或有機材料件構成的絕緣子分别稱為 瓷絕緣子 、 玻璃絕緣子 或 有機材料絕緣子 。
絕緣子的主要功能是實現電氣絕緣和機械固定,為此規定有各種電氣和機械性能的要求。
a.電氣性能要求:
如在規定的運行電壓、操作過電壓及雷電過電壓作用下,不發生擊穿或沿表面閃絡。
b.機械性能要求:
在規定的長期和短時的機械負荷作用下,不産生破壞和損壞。
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02、絕緣子尺寸、電氣及機械性能2.1 絕緣子主要尺寸
▲圖 主要尺寸
a. 公稱結構高度H
為絕緣子最頂部的鋼帽到絕緣子最下端的鐵腳的垂直高度。
b. 懸式絕緣子公稱盤徑D
絕緣子成圓形的直徑。
c. 連接形式标記d
連接形式是絕緣子腳球和帽窩的尺寸,一般有11、16、20、24、28、32等。若絕緣子槽型連接标号後用C表示,球形連接則不表示。
d. 絕緣子表面積
絕緣子表面積指絕緣子絕緣件外露表面積。是計算絕緣子等值附鹽密度一個重要定量參數。
2.2 絕緣子電氣性能
a. 爬電距離
在兩個導電部分之間,沿絕緣體表面的最短距離。沿絕緣子絕緣表面兩端金具之間的最短距離或最短距離之和。
水泥和任何其它非絕緣材料的表面不認為是爬電距離的構成部分。如果絕緣子的絕緣件的某些部分覆蓋有高電阻層,則該部分應認為是有效絕緣表面并且沿其上面的距離應包括在爬電距離内。
洩漏比距
電力設備外絕緣的爬電距離與設備額定電壓之比,單位為cm/kV。(1996年及以前使用該術語)
爬電比距
電力設備外絕緣的爬電距離與設備最高電壓之比,單位為cm/kV。(1997年至2006年使用該術語)
統一爬電比距
爬電距離與絕緣子兩端最高運行電壓(對于交流系統,通Um/√3)之比,通常表示為mm/kV。(2007年及以後使用該術語)
b. 50%全波沖擊閃絡電壓(峰值)
50%全波沖擊閃絡電壓(峰值)也叫沖擊放電電壓,一般是對試驗的絕緣子多次施壓,其中半數數據導緻絕緣子發生閃絡,那麼用加權法得到最終數據,它主要用于反映絕緣子受沖擊電壓的能力。它與絕緣子的放電距離、輪緣、裙邊、空氣密度及濕度等有關。但由于沖擊電壓作用時間很短,沖擊閃絡電壓絕緣子的沖擊幹放電。
c. 工頻幹(濕)放電電壓
工頻濕放電電壓是指絕緣子受雨量為3毫米/分鐘,水電阻率為9500~10500Ω·m,水溫為20℃的均勻的與水平面成45°角的雨水作用下,沿絕緣子表面引起火花放電的最小工頻電壓。絕緣子的工頻濕放電電壓與絕緣子的形狀,絕緣子的放電距離,下雨時間等有關。
工頻幹放電電壓是在标準大氣條件下,沿幹燥而清潔的絕緣子表面發生火花放電時的最小工頻電壓。幹放電電壓與絕緣子的形狀和大氣條件關系較小,而主要決定于放電距離(是指兩電極之間繞過裙邊的最小距離)。
懸式絕緣子,濕閃電壓一般為幹閃電壓的45%;複合絕緣子,濕閃電壓一般為幹閃電壓的95%。這樣看來複合絕緣子抗污閃電壓能力較強。
d. 工頻擊穿電壓
工頻擊穿電壓是指引起絕緣子兩極間本體絕緣擊穿的最小工頻電壓。一般擊穿電壓為幹放電電壓1.2~1.5倍,主要于絕緣子的絕緣強度好壞有關。
e. 閃絡
閃絡是在絕緣子表面的破壞性放電現象,取決原絕緣子的表面狀态,污染程度、氣候條件。電網中的大多數絕緣事故多為閃絡事故。
f. 擊穿
擊穿是在絕緣子内部的破壞性放電現象。
g. 污穢閃絡
電氣設備的絕緣表面附着了固體、液體或氣體的導電物質,在遇到霧、露、毛毛雨或融冰(雪)等氣象條件時,絕緣表面污層受潮,導緻電導增大,洩漏電流增加,在運行電壓下産生局部電弧而發展為沿面閃絡的一種放電現象。
h. 等值附鹽密度
等值附鹽密度以絕緣子表面上每平方厘米的面積上有多少毫克Nacl(氯化納)來等值絕緣子表面上導電物質的含量。是目前劃分污區等級的重要技術指标。單位:(mg/cm2)。
2.3 絕緣子機械性能
機電破壞負荷
即絕緣子能承受的最大機械負荷,在此負荷下絕緣不發生破裂、棒心抽絲的現象。
其讀數方法:
對于懸式絕緣子:U70BLP: 70即表示70kN的機電破壞負荷。
複合絕緣子:FXBW4-110/100: 110為其适用的電壓等級為110kV, 100即表示100kN的機電破壞負荷。
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03、絕緣子分類3.1 安裝方式
按安裝方式不同,可分為 懸式絕緣子 和 支柱絕緣子。
懸式絕緣子
廣泛應用于高壓架空輸電線路和發、變電所軟母線的絕緣及機械固定。在懸式絕緣子中,又可分為 盤形懸式絕緣子 和 棒形懸式絕緣子。盤形懸式絕緣子是輸電線路使用最廣泛的一種絕緣子。
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支柱絕緣子
主要用于配電線路、發電廠及變電所的母線和電氣設備的絕緣及機械固定。此外,支柱絕緣子常作為隔離開關和斷路器等電氣設備的組成部分。在支柱絕緣子中,又可分為針式支柱絕緣子和棒形支柱絕緣子。針式支柱絕緣子多用于低壓配電線路和通信線路,棒形支柱絕緣子多用于高壓變電所。
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3.2 絕緣材料
按照使用的絕緣材料的不同,可分為瓷絕緣子、玻璃絕緣子、複合絕緣子及瓷複合絕緣子。
瓷絕緣子
絕緣件由電工陶瓷制成的絕緣子。電工陶瓷由石英、長石和粘土做原料烘焙而成。瓷絕緣子的瓷件表面通常以瓷釉覆蓋,以提高其機械強度,防水浸潤,增加表面光滑度。在各類絕緣子中,瓷絕緣子使用最為普遍。
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玻璃絕緣子
絕緣件由經過鋼化處理的玻璃制成的絕緣子。其表面處于壓縮預應力狀态,如發生裂紋和電擊穿,玻璃絕緣子将自行破裂成小碎塊,俗稱“自爆”。這一特性使得玻璃絕緣子在運行中無須進行“零值”檢測。
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複合絕緣子
也稱合成絕緣子。其絕緣件由玻璃纖維樹脂芯棒(或芯管)和有機材料的護套及傘裙組成的絕緣子。其特點是尺寸小、重量輕,抗拉強度高,抗污穢閃絡性能優良。但抗老化能力不如瓷和玻璃絕緣子。複合絕緣子包括:棒形懸式絕緣子、絕緣橫擔、支柱絕緣子和空心絕緣子(即複合套管)。複合套管可替代多種電力設備使用的瓷套,如互感器、避雷器、斷路器、電容式套管和電纜終端等。與瓷套相比,它除具有機械強度高、重量輕、尺寸公差小的優點外,還可避免因爆碎引起的破壞。
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瓷複合絕緣子
以瓷或玻璃為内絕緣件,以高溫硫化矽橡膠傘套材料作為外絕緣,并将瓷件或玻璃件全部包覆的絕緣子。
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3.3 電壓等級
按照使用電壓等級不同,可分為 低壓絕緣 子 和 高壓絕緣 子。
低壓絕緣 子
指用于低壓配電線路和通信線路的絕緣子。
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高壓絕緣子
指用于高壓、超高壓架空輸電線路和變電所的絕緣子。為了适應不同電壓等級的需要,通常用不同數量的同類型單隻(件)絕緣子組成絕緣子串或多節的絕緣支柱。
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3.4 使用環境類
按照使用的環境條件的不同,分為普通絕緣子及污穢地區使用的耐污絕緣子。
普通絕緣子
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耐污絕緣子
主要是采取增加或加大絕緣子傘裙或傘棱的措施以增加絕緣子的爬電距離,以提高絕緣子污穢狀态下的電氣強度。同時還采取改變傘裙結構形狀以減少表面自然積污量,來提高絕緣子的抗污閃性能。耐污絕緣子的爬電比距一般要比普通絕緣子提高20%~30%,甚至更多。中國電網污閃多發的地區習慣采用雙層傘結構形狀的耐污絕緣子,此種絕緣子自清洗能力強,易于人工清掃。
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3.5 承載能力
按承載能力大小分為40 kN、60 kN、70 kN、100 kN、120 kN、160 kN、210 kN、 300kN、400kN、420kN、550kN等多個等級。
3.6 電壓種類
按照使用電壓種類不同,分交流絕緣子與直流絕緣子。
交流絕緣子
主要指用在交流輸電中的盤形絕緣子。
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直流絕緣子
主要指用在直流輸電中的盤形絕緣子。直流絕緣子一般具有比交流耐污型絕緣子更長的爬電距離,其絕緣件具有更高的體電阻率(50℃時不低于10Ω·m),其連接金具應加裝防電解腐蝕的犧牲電極(如鋅套、鋅環)。
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3.7 導、地線用途
根據支撐導線或地線用的絕緣子分别稱導線絕緣子或地線絕緣子。
導線絕緣子
用來支撐或懸挂導線的、使之與杆塔、大地保持絕緣的絕緣子。
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地線絕緣子
架空地線絕緣和支持用的絕緣子。地線絕緣子通常由絕緣子元件和放電間隙兩部分組成,放電間隙由通過螺栓固定在絕緣件上的電極構成。
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3.8 連接方式
按連接方式分有球型和槽型兩種。
槽型
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球型
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3.9 特殊用途
尚有各種特殊用途的絕緣子,如絕緣橫擔、半導體釉絕緣子和配電用的拉緊絕緣子、線軸絕緣子和布線絕緣子等。
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