輸電線路絕緣子優化選擇的技術探討

李 偉

國網青海省電力公司海西供電公司

輸電線路絕緣子優化選擇的技術探討

李 偉

國網青海省電力公司海西供電公司

目前電網架空輸電線路絕緣的主要材質有鋼化玻璃、瓷質、合成絕緣子。按照電網實際運行經驗，各種絕緣子在防污、防雷、抗劣化的性能上是不一樣的，主要受其材質性能、型式結構的影響。如何利用不同類別的絕緣子在防雷、防污能力上的不同性能，揚長避短，來優化選擇架空輸電線路的配置是個值得探討總結的課題。

輸電線路；絕緣子；優化選擇；技術

1 絕緣子材質

瓷和鋼化玻璃均為硅酸鹽材料。瓷是由石英砂、黏土和長石等原料經過球磨、制漿、煉泥、成型、上釉并燒結成的。泥坯經高溫燒結成一種多晶體，其顯微結構由多晶體、玻璃相和氣孔組成，是一種非勻質材料。玻璃是由石英砂、白云石、長石、石灰石和化工原料經過高溫熔融成液體后冷凝而成的一種均質的非晶體。瓷絕緣子和玻璃絕緣子是由鐵帽、鋼腳和絕緣件用高標號水泥膠裝成一體。有機復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氧樹脂棒。有機合成絕緣子是由硅橡膠傘裙、芯棒和端部金具構成一體。目前有機復合絕緣子多數采取整體鑄造完成。

2 鋼化玻璃絕緣子的性能分析

此類絕緣子有普通類與鋼化類。玻璃絕緣子由于質地相對透明、透亮，當局部部位出現受損、破壞時，相對易于被察覺。其機械強度通常更高，然而，此類絕緣子依然具有一定的親水性，遇到潮濕環境，絕緣度將降低。鋼化玻璃絕緣子則體現出一定的優勢，例如：機電性能優、抗疲勞、耐冷熱沖擊、抗拉強度優等。該類絕緣子會由于自身絕緣能力的下降而逐漸自動淘汰，即便不繼續測試，也能察覺其絕緣性能的變化。同瓷質絕緣子相比，其使用周期相對較差。玻璃絕緣子通常選擇紅外測溫檢測技術，即便不開展絕緣測試，也能檢測出其表面溫度。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的傾角設置，上表面自潔能力較強；而其下表面同樣由于設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。在水泥廠附近的運行絕緣子，積污情況相當明顯。從一些通報的案例上看，某些地方在霧季也發生過跳線串由于污穢的原因沿面閃絡的情況。

3 合成絕緣子的性能分析

該絕緣子通常質地輕、強度大、耐污染，且方便運維。不同于瓷質絕緣子，該類絕緣子不易吸水，甚至有一定的憎水性，在某種程度上能夠抵抗外來污染，而且結合實踐運用證實：嚴重的污染地區、大規模的污染環境中，該類絕緣子依然能保持原有的絕緣性能，具有超強的抗污閃性能，即便外部絕緣環境較差，合成絕緣子也應該成為優質的選擇。合成絕緣子的另一大優勢體現為：在不對絕緣子實施任何絕緣測試的情況下，只需要以年為單位遵照5%以上數量的紅外測溫儀，對絕緣子進行抽查，或者在每年特定時間開展測試性檢查，檢查絕緣子質量。另外，從當前實際的合成絕緣子應用可以看出，其抗硅酸鹽腐蝕的能力有限，其憎水性與硅酸鹽粉塵時會使硅酸鹽粉塵粘在合成絕緣子表面，并導致合成絕緣子持續老化，最終導致擊穿。

4 瓷質絕緣子的性能分析

瓷質絕緣子是一種較為常見、最頻繁使用的絕緣子，最典型的為：盤式瓷質絕緣子，實際運用中絕緣性強、能靈活應對外界氣候、且抗熱性良好、方便組配等，適用于高低電壓各類線路。其不足之處：易沾水，影響絕緣度；局部損傷不容易被察覺。傳統意義上的瓷質絕緣子檢測多選擇火花間隙技術、泄漏電流檢測技術等，然而，現代化新型技術的運用、新型產品的開發等都在逐漸提倡對絕緣子進行帶電檢測，所以，有必要對傳統檢測技術進行革新。瓷質絕緣子通常按照特定時間周期開始檢測，例如：3年時間檢測一次。瓷質絕緣子受生產制造工藝影響非常大，部分制造工藝不夠先進的絕緣子，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相差較大，當運行中瓷絕緣子受冷熱變化時，瓷件會承受較大的壓力和剪應力，導致瓷件開裂，而且瓷絕緣子的瓷件存在剝釉、剝砂、膨脹系數大等問題，受外力作用時會產生有害應力引起裂紋擴展，嚴重的會產生掉串事故。

5 技術分析比較

5.1 絕緣子材質特性

5.1.1 玻璃絕緣子有較好的耐電弧和不易老化的優點，并且絕緣子本身具有自潔性能良好和零值自爆的特點。特別是玻璃是熔融體，質地均勻，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被炸裂掉串。

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

5.1.3 瓷質絕緣子材質可靠性主要是受制造技術的影響比較大。其主要劣勢是“零值”隱蔽性，鋼帽可能炸裂掉串。

5.2 絕緣子型號特征

5.2.1 能不能夠防污閃并不能依靠絕緣子的型號稱呼上帶上防污兩個字就能解決問題，許多稱號為防污型的絕緣子因爬電距離較大所以稱呼為防污型的，到底能否有效防污閃還得看具體的幾何結構，例如目前運用極為廣泛的鐘罩型玻璃鋼化絕緣子爬電距離大，防雷、防內過電壓效果好；但由于其結構上講，比較容易積污，目前國電公司通報發生污閃的也以該類型居多，因此就其應用場合是應該有所選擇的。

5.2.2 雙傘型防污瓷質絕緣子因長時期清洗所得積污值均比較小，因此其防污能力是具有實際效果的。但是從其結構上講爬電距離的有效系數是小于1.0的，在雨霧狀態容易形成閃烙通道，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，部分運行經驗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

就耐張串絕緣子來說，由于其耐張串的絕緣子在線路中的位置結構原因，從多年以來的現場比較來看，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題)，但零值與自爆比直線串絕緣子要多。因此其選擇瓷質還是玻璃鋼化的，選擇絕緣子的幾何形狀是很有講究的，應當用低值自爆，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，2013.

[2]何鋼，文習山.重冰區輸電線路絕緣子選型問題[J].高壓電器，2012，04：97-101.