絕緣子在送電線路上的應(yīng)用

　　在送電線路上采用的絕緣子，按電介質(zhì)材料分為瓷、玻璃、有機合成絕緣子3種類型。在長期的運行中，絕緣子會受到雷擊、污穢、鳥害、冰雪、高濕、溫差等環(huán)境因素的影響；在電氣上要承受強電場、雷電沖擊電流、工頻電弧電流的作用；在機械上要承受長期工作荷重載、綜合荷載、導(dǎo)線舞動等機械力的作用。綜合分析３種類型絕緣子的運行性能及特點，研討絕緣子在運行中出現(xiàn)的問題及解決措施，對于提高線路運行的可靠性是很有必要的。  

　　一、絕緣子材質(zhì)  

　　瓷和玻璃均為硅酸鹽材料。瓷是由石英砂、粘土和長石等原料經(jīng)過球磨、制漿、煉泥、成形、上釉并燒結(jié)成的。泥坯經(jīng)高溫?zé)�結(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，是一種非均質(zhì)材料。玻璃是由石英砂、白云石、長石、石灰石和化工原料經(jīng)過高溫熔融成液體后冷凝而成的一種均質(zhì)的非晶體。有機復(fù)合絕緣子的硅橡膠傘盤為高分子聚合物，芯棒為引拔成型的玻璃纖維增強型環(huán)氧樹脂棒。瓷絕緣子和玻璃絕緣子是由鐵帽、鋼腳和絕緣件用高標號水泥膠裝成一體。有機合成絕緣子是由硅橡膠傘裙、芯棒和端部金具構(gòu)成一體。有機合成絕緣子與瓷絕緣子和玻璃絕緣子相比較，具有制造工藝簡單的特點。  

　　二、絕緣子的運行性能及分析  

　　１、雷擊閃絡(luò)  

　　在采用瓷、玻璃絕緣子的輸電線路中，雷擊故障約占故障總數(shù)的50％左右；在全國有機合成絕緣子的故障統(tǒng)計中，雷擊故障約占55％左右。雷擊故障次數(shù)與雷電活動次數(shù)成正比，主要發(fā)生在雷電活動頻繁的地區(qū)。根據(jù)運行情況有些人認為，與瓷、玻璃絕緣子相比較，有機合成絕緣子的耐雷性能較差。特別是在110kv及以下電壓等級的輸電線路中顯得較為突出。根據(jù)運行經(jīng)驗，在發(fā)生雷電閃絡(luò)后，凡有機合成絕緣子兩端均配置有均壓環(huán)的，絕緣子表面仍保持完好，僅有局部傘裙發(fā)白；而僅只在導(dǎo)線端安裝了均壓環(huán)的，有的傘裙燒損嚴重，塔側(cè)的金具也被燒蝕；而兩端均沒裝均壓環(huán)的，則兩端金具及傘裙均有燒蝕現(xiàn)象，需要更換。對有機合成絕緣子的憎水性試驗進一步說明，遭雷擊閃絡(luò)但無燒損的絕緣子仍保持較好的憎水性，但有明顯燒蝕痕跡絕緣子的憎水性能則大大降低，意味著其耐污閃能力也將大大降低。因此，綜合考慮耐雷水平和絕緣子的保護這兩個方面，不應(yīng)該僅為不降低耐雷水平而取消均壓環(huán)，而應(yīng)該適當(dāng)增加絕緣子高度，特別是在雷電活動密集區(qū)和雷電易擊點，所使用的合成絕緣子更應(yīng)適當(dāng)加長，使裝配均壓環(huán)后的空氣間隙及放電距離不會減小。  

　　裝設(shè)均壓環(huán)的另一個好處是使絕緣子串的電場分布更趨均勻，不僅可減緩在長期工作電壓下，因局部高場強引發(fā)局部放電而造成絕緣子的老化或劣化，而且在同一放電距離下，可因電場均勻使放電電壓提高，從而提高雷擊閃絡(luò)電壓。從運行及試驗情況來看，均壓環(huán)的結(jié)構(gòu)及加工狀況對放電電壓也有一定影響，均壓環(huán)局部有尖端或因結(jié)構(gòu)不合理形成局部的高場強也會起到降低雷擊放電電壓的作用；有機合成絕緣子的雷擊閃絡(luò)大多可重合成功，這是因為有機合成絕緣子屬不擊穿結(jié)構(gòu)，當(dāng)放電在空氣中發(fā)生時，不會對絕緣性能產(chǎn)生不可逆影響，屬可恢復(fù)性絕緣；而瓷絕緣子在雷擊放電時可能發(fā)生內(nèi)擊穿，嚴重時可能在強大的工頻電弧電流作用下發(fā)生爆炸，這種情況屬不可恢復(fù)性絕緣。另需說明的是：有機合成絕緣子的防污性能是源于其外絕緣材料的特性，防雷性能則與外絕緣材料無關(guān)，只與其兩端間隙距離及電極開狀有關(guān)，距離越大，電場越均勻，其雷擊放電水平就越高。  

　　２、鳥害閃絡(luò)  

　　在絕緣子正上方的橫擔(dān)及金具上棲立飛鳥時，可能因鳥糞形成鳥害閃絡(luò)。這種閃絡(luò)通常是絕緣子表面爬電及空氣放電的一種混合閃絡(luò)。鳥糞短接部分空氣間隙并降低絕緣子局部表面的外絕緣性能，造成絕緣子串的絕緣性能下降。鳥害閃絡(luò)一般可從絕緣子表面的鳥糞殘跡及地面的鳥糞痕跡來進行分析。對鳥害閃絡(luò)，可在絕緣子串正上方的橫擔(dān)上安裝鳥刺，防止鳥糞直接落在傘裙的上方，也可在上端第一片裝大裙絕緣子，防止鳥糞直接橋接絕緣子傘裙。在采用瓷、玻璃、有機合成絕緣子的線路中，鳥害引起的閃絡(luò)均占有相當(dāng)比例。在有機合成絕緣子的閃絡(luò)故障統(tǒng)計中，鳥害造成的閃絡(luò)僅低于雷擊閃絡(luò)，居第二位；與瓷絕緣子、玻璃絕緣子串相比，由鳥害造成的合成絕緣子閃絡(luò)率較高。其原因可能是：①有機合成絕緣子的傘間距較小，在鳥排便的瞬間，易于形成鳥糞的橋接，從而發(fā)生傘裙間飛弧短接現(xiàn)象。②有機合成絕緣子的傘裙是柔性材料，大鳥糞便在重力作用下墜落時，易于全部順傘裙邊緣落下，不易反彈和飛濺；而瓷和玻璃屬剛性材料，由于反彈和飛濺可以減少落下的鳥糞量，甚至阻斷鳥糞對傘裙的橋接。因此，可以說有機合成絕緣子鳥糞閃絡(luò)率較高是與其本身的結(jié)構(gòu)及材料特點有一定關(guān)系的。  

　�。�、絕緣子污閃及憎水性  

　　有機合成絕緣子具有污閃電壓高的優(yōu)點。在同樣的爬距及污穢條件下，其污閃電壓明顯高于瓷絕緣子和玻璃絕緣子。原因是硅橡膠傘裙表面為低能面，它具有良好的憎水性，而且硅橡膠材料的憎水性還具有遷移性。通過遷移，到污穢層表面使其也具有了憎水性，污穢層表面的水分以小水珠的形式出現(xiàn)，難以形成連續(xù)的水膜，在持續(xù)電壓的作用下不會像瓷、玻璃絕緣子那樣形成集中而強烈的電弧，表面不易形成集中的放電通道，從而具有較高的污閃電壓。另外，有機合成絕緣子桿徑小，在同樣的臟污條件下，其表面電阻比瓷、玻璃絕緣子要大。一般來說，表面電阻越大，污閃電壓也越高。此外，與瓷、玻璃絕緣子下表面?zhèn)憷馐浇Y(jié)構(gòu)不同，有機合成絕緣子傘裙的結(jié)構(gòu)和形狀也不利于污穢的吸附及積累，而且有機合成絕緣子不需要清掃積污，有利于線路的運行維護。但是，運行經(jīng)驗表明：有機合成絕緣子耐污閃能力強并不等于不會污閃，造成污閃的原因是表面快速積污或積污過多造成憎水性難以遷移、氣候環(huán)境等外因造成絕緣子憎水性減弱或暫時喪失、硅橡膠材料老化造成憎水性及污閃性能下降等。試驗及運行中均已發(fā)現(xiàn)有機合成絕緣子在長期受潮后，如在連續(xù)雨霧的氣候條件下，硅橡膠的表面憎水性能有程度不同的下降，有的絕緣子甚至?xí)簳r喪失憎水性能，造成漏電增大，污閃性能明顯降低。在外部連續(xù)雨、霧等潮濕條件消失后憎水性會逐漸恢復(fù)。  

[$page]　　影響有機合成絕緣子憎水性能恢復(fù)的主要因素有：  

　�、賯闳沟墓柘鹉z材料配方不同，其憎水恢復(fù)率也不同，性能良好的硅橡膠材料其憎水性恢復(fù)速率快，性能較差的硅橡膠材料其憎水性恢復(fù)速率慢，污層