李 偉

國(guó)網(wǎng)青海省電力公司海西供電公司

輸電線路絕緣子優(yōu)化選擇的技術(shù)探討

李 偉

國(guó)網(wǎng)青海省電力公司海西供電公司

目前電網(wǎng)架空輸電線路絕緣的主要材質(zhì)有鋼化玻璃、瓷質(zhì)、合成絕緣子。按照電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，各種絕緣子在防污、防雷、抗劣化的性能上是不一樣的，主要受其材質(zhì)性能、型式結(jié)構(gòu)的影響。如何利用不同類(lèi)別的絕緣子在防雷、防污能力上的不同性能，揚(yáng)長(zhǎng)避短，來(lái)優(yōu)化選擇架空輸電線路的配置是個(gè)值得探討總結(jié)的課題。

輸電線路；絕緣子；優(yōu)化選擇；技術(shù)

1 絕緣子材質(zhì)

瓷和鋼化玻璃均為硅酸鹽材料。瓷是由石英砂、黏土和長(zhǎng)石等原料經(jīng)過(guò)球磨、制漿、煉泥、成型、上釉并燒結(jié)成的。泥坯經(jīng)高溫?zé)Y(jié)成一種多晶體，其顯微結(jié)構(gòu)由多晶體、玻璃相和氣孔組成，是一種非勻質(zhì)材料。玻璃是由石英砂、白云石、長(zhǎng)石、石灰石和化工原料經(jīng)過(guò)高溫熔融成液體后冷凝而成的一種均質(zhì)的非晶體。瓷絕緣子和玻璃絕緣子是由鐵帽、鋼腳和絕緣件用高標(biāo)號(hào)水泥膠裝成一體。有機(jī)復(fù)合絕緣子的硅橡膠傘盤(pán)為高分子聚合物，芯棒為引拔成型的玻璃纖維增強(qiáng)型環(huán)氧樹(shù)脂棒。有機(jī)合成絕緣子是由硅橡膠傘裙、芯棒和端部金具構(gòu)成一體。目前有機(jī)復(fù)合絕緣子多數(shù)采取整體鑄造完成。

2 鋼化玻璃絕緣子的性能分析

此類(lèi)絕緣子有普通類(lèi)與鋼化類(lèi)。玻璃絕緣子由于質(zhì)地相對(duì)透明、透亮，當(dāng)局部部位出現(xiàn)受損、破壞時(shí)，相對(duì)易于被察覺(jué)。其機(jī)械強(qiáng)度通常更高，然而，此類(lèi)絕緣子依然具有一定的親水性，遇到潮濕環(huán)境，絕緣度將降低。鋼化玻璃絕緣子則體現(xiàn)出一定的優(yōu)勢(shì)，例如：機(jī)電性能優(yōu)、抗疲勞、耐冷熱沖擊、抗拉強(qiáng)度優(yōu)等。該類(lèi)絕緣子會(huì)由于自身絕緣能力的下降而逐漸自動(dòng)淘汰，即便不繼續(xù)測(cè)試，也能察覺(jué)其絕緣性能的變化。同瓷質(zhì)絕緣子相比，其使用周期相對(duì)較差。玻璃絕緣子通常選擇紅外測(cè)溫檢測(cè)技術(shù)，即便不開(kāi)展絕緣測(cè)試，也能檢測(cè)出其表面溫度。至于鋼化玻璃絕緣子的防污閃性能，目前，防污型鋼化玻璃絕緣子上表面大多采用傳統(tǒng)的傾角設(shè)置，上表面自潔能力較強(qiáng)；而其下表面同樣由于設(shè)有多道深褶皺的原因，絕緣子的自潔能力降低，絕緣子下表面的積污總量較大。在水泥廠附近的運(yùn)行絕緣子，積污情況相當(dāng)明顯。從一些通報(bào)的案例上看，某些地方在霧季也發(fā)生過(guò)跳線串由于污穢的原因沿面閃絡(luò)的情況。

3 合成絕緣子的性能分析

該絕緣子通常質(zhì)地輕、強(qiáng)度大、耐污染，且方便運(yùn)維。不同于瓷質(zhì)絕緣子，該類(lèi)絕緣子不易吸水，甚至有一定的憎水性，在某種程度上能夠抵抗外來(lái)污染，而且結(jié)合實(shí)踐運(yùn)用證實(shí)：嚴(yán)重的污染地區(qū)、大規(guī)模的污染環(huán)境中，該類(lèi)絕緣子依然能保持原有的絕緣性能，具有超強(qiáng)的抗污閃性能，即便外部絕緣環(huán)境較差，合成絕緣子也應(yīng)該成為優(yōu)質(zhì)的選擇。合成絕緣子的另一大優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)為：在不對(duì)絕緣子實(shí)施任何絕緣測(cè)試的情況下，只需要以年為單位遵照5%以上數(shù)量的紅外測(cè)溫儀，對(duì)絕緣子進(jìn)行抽查，或者在每年特定時(shí)間開(kāi)展測(cè)試性檢查，檢查絕緣子質(zhì)量。另外，從當(dāng)前實(shí)際的合成絕緣子應(yīng)用可以看出，其抗硅酸鹽腐蝕的能力有限，其憎水性與硅酸鹽粉塵時(shí)會(huì)使硅酸鹽粉塵粘在合成絕緣子表面，并導(dǎo)致合成絕緣子持續(xù)老化，最終導(dǎo)致?lián)舸?/p>

4 瓷質(zhì)絕緣子的性能分析

瓷質(zhì)絕緣子是一種較為常見(jiàn)、最頻繁使用的絕緣子，最典型的為：盤(pán)式瓷質(zhì)絕緣子，實(shí)際運(yùn)用中絕緣性強(qiáng)、能靈活應(yīng)對(duì)外界氣候、且抗熱性良好、方便組配等，適用于高低電壓各類(lèi)線路。其不足之處：易沾水，影響絕緣度；局部損傷不容易被察覺(jué)。傳統(tǒng)意義上的瓷質(zhì)絕緣子檢測(cè)多選擇火花間隙技術(shù)、泄漏電流檢測(cè)技術(shù)等，然而，現(xiàn)代化新型技術(shù)的運(yùn)用、新型產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)等都在逐漸提倡對(duì)絕緣子進(jìn)行帶電檢測(cè)，所以，有必要對(duì)傳統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行革新。瓷質(zhì)絕緣子通常按照特定時(shí)間周期開(kāi)始檢測(cè)，例如：3年時(shí)間檢測(cè)一次。瓷質(zhì)絕緣子受生產(chǎn)制造工藝影響非常大，部分制造工藝不夠先進(jìn)的絕緣子，由于瓷絕緣子瓷件與鋼帽、水泥黏合劑之間的溫度膨脹系數(shù)相差較大，當(dāng)運(yùn)行中瓷絕緣子受冷熱變化時(shí)，瓷件會(huì)承受較大的壓力和剪應(yīng)力，導(dǎo)致瓷件開(kāi)裂，而且瓷絕緣子的瓷件存在剝釉、剝砂、膨脹系數(shù)大等問(wèn)題，受外力作用時(shí)會(huì)產(chǎn)生有害應(yīng)力引起裂紋擴(kuò)展，嚴(yán)重的會(huì)產(chǎn)生掉串事故。

5 技術(shù)分析比較

5.1 絕緣子材質(zhì)特性

5.1.1 玻璃絕緣子有較好的耐電弧和不易老化的優(yōu)點(diǎn)，并且絕緣子本身具有自潔性能良好和零值自爆的特點(diǎn)。特別是玻璃是熔融體，質(zhì)地均勻，燒傷后的新表面仍是光滑的玻璃體，仍具有足夠的絕緣性能。并且零值或雷擊后鋼帽不會(huì)被炸裂掉串。

5.1.2 復(fù)合絕緣子主要依靠其憎水性的發(fā)揮，在防污閃方面有一定的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，該種絕緣子在耐雷擊和耐老化、耐酸蝕方面有一定的劣勢(shì)。造雷擊等破壞后可能掉串。

5.1.3 瓷質(zhì)絕緣子材質(zhì)可靠性主要是受制造技術(shù)的影響比較大。其主要劣勢(shì)是“零值”隱蔽性，鋼帽可能炸裂掉串。

5.2 絕緣子型號(hào)特征

5.2.1 能不能夠防污閃并不能依靠絕緣子的型號(hào)稱(chēng)呼上帶上防污兩個(gè)字就能解決問(wèn)題，許多稱(chēng)號(hào)為防污型的絕緣子因爬電距離較大所以稱(chēng)呼為防污型的，到底能否有效防污閃還得看具體的幾何結(jié)構(gòu)，例如目前運(yùn)用極為廣泛的鐘罩型玻璃鋼化絕緣子爬電距離大，防雷、防內(nèi)過(guò)電壓效果好；但由于其結(jié)構(gòu)上講，比較容易積污，目前國(guó)電公司通報(bào)發(fā)生污閃的也以該類(lèi)型居多，因此就其應(yīng)用場(chǎng)合是應(yīng)該有所選擇的。

5.2.2 雙傘型防污瓷質(zhì)絕緣子因長(zhǎng)時(shí)期清洗所得積污值均比較小，因此其防污能力是具有實(shí)際效果的。但是從其結(jié)構(gòu)上講爬電距離的有效系數(shù)是小于1.0的，在雨霧狀態(tài)容易形成閃烙通道，其使用又受到局限。

5.2.3 合成絕緣子是目前一致舉薦的良好的防污閃材料，但其可靠性能目前尚處于探索階段，部分運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明合成絕緣子的防雷性能并不是特別理想。

5.3 耐張串特性

就耐張串絕緣子來(lái)說(shuō)，由于其耐張串的絕緣子在線路中的位置結(jié)構(gòu)原因，從多年以來(lái)的現(xiàn)場(chǎng)比較來(lái)看，耐張串絕緣子不易積污(但安裝中要注意需倒裝線路上的絕緣子積水問(wèn)題)，但零值與自爆比直線串絕緣子要多。因此其選擇瓷質(zhì)還是玻璃鋼化的，選擇絕緣子的幾何形狀是很有講究的，應(yīng)當(dāng)用低值自爆，不易積污的。

[1]黃建才.輸電線路絕緣子泄漏電流去噪和特征提取的研究[D].華北電力大學(xué)，2013.

[2]何鋼，文習(xí)山.重冰區(qū)輸電線路絕緣子選型問(wèn)題[J].高壓電器，2012，04：97-101.