瓷復(fù)合絕緣子在高壓輸電線路中的應(yīng)用

瓷復(fù)合絕緣子在高壓輸電線路中的應(yīng)用摘要：絕緣子是架空輸電線路主要構(gòu)件之一,主要功能是在各種荷載和一定過(guò)電壓作用下能支撐導(dǎo)線，并將帶電部分與大地絕緣。隨著高壓架空輸電線路的大規(guī)模建設(shè),對(duì)絕緣子的需求量越來(lái)越大，要求也越來(lái)越高。絕緣子性能達(dá)不到要求、老化或損壞極易造成架空線路運(yùn)行中出現(xiàn)閃絡(luò)、掉線、爆炸、漏電等事故。目前，我國(guó)大多數(shù)地區(qū)在輸電線路上使用了瓷復(fù)合絕緣子，從而得出瓷復(fù)合絕緣子之所以受到廣泛用途。關(guān)鍵詞：瓷復(fù)合絕緣子；高壓輸電；輸電線路；應(yīng)用當(dāng)前，我國(guó)電網(wǎng)建設(shè)呈現(xiàn)出高壓、特高壓直流輸電建設(shè)趨勢(shì)。與普通輸電線路相比，高壓、特高壓直流輸電線路建設(shè)具有內(nèi)容復(fù)雜、危險(xiǎn)性高、距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)，要求必須做好線路的保護(hù)工作。很多地區(qū)在輸電線路上已經(jīng)采用了瓷復(fù)合絕緣子，而減少了傳統(tǒng)的瓷、玻璃或者復(fù)合絕緣子的應(yīng)用。瓷復(fù)合絕緣子綜合了盤型玻璃、瓷絕緣子以及復(fù)合絕緣子等絕緣子的優(yōu)點(diǎn)。瓷復(fù)合絕緣子不管是在機(jī)械強(qiáng)度還是在防污性能上都有很大的改進(jìn)。該產(chǎn)品被研制出來(lái)以后，大大改善了我國(guó)防污閃工作的正常進(jìn)行，對(duì)我國(guó)整個(gè)電力發(fā)展來(lái)說(shuō)都具有重要的意義。一、 瓷復(fù)合絕緣子的優(yōu)點(diǎn)瓷復(fù)合絕緣子近年在輸電線路中已廣泛使用，同時(shí)在污染嚴(yán)重的一些焦炭、水泥、鋼鐵廠也有使用，設(shè)備可靠性和抗污閃能力得到了檢驗(yàn)。而目前發(fā)電廠尚未有瓷復(fù)合絕緣子的使用運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。瓷復(fù)合絕緣子汲取了瓷、玻璃絕緣子和硅橡膠絕緣子的優(yōu)點(diǎn)，端部連接金具與瓷芯盤牢固膠裝結(jié)構(gòu)，保持了原瓷絕緣子的穩(wěn)定可靠的機(jī)械拉伸強(qiáng)度。在瓷芯盤表面注射模壓成型硅橡膠復(fù)合傘裙，又使其具備了憎水性好、抗老化性能好、耐電蝕能力強(qiáng)、防污閃、質(zhì)量輕等一系列優(yōu)于瓷、玻璃絕緣子的特點(diǎn)，解決了高壓線路中耐張絕緣子串不能使用復(fù)合絕緣子的現(xiàn)狀。該產(chǎn)品端部連接金具與相同規(guī)格的盤形懸式瓷、玻璃絕緣子一致，可以互換。對(duì)于玻璃絕緣子和瓷質(zhì)來(lái)講，其在使用當(dāng)中有一個(gè)非常嚴(yán)重的缺陷，假如碰到了外力的沖擊或者是特定的情況，使絕緣子出現(xiàn)了"零值〃的時(shí)候，就會(huì)出現(xiàn)破損的情況。而瓷復(fù)合絕緣子，因?yàn)檫\(yùn)用包裹的材料是硅橡膠復(fù)合的外套，所以可以抵抗一定的沖擊，這樣在空冷島下使用瓷復(fù)合絕緣子還減少了上方空冷島異物掉落砸傷絕緣子的風(fēng)險(xiǎn)。二、 輸電線路對(duì)絕緣子技術(shù)要求根據(jù)絕緣子的功能和使用條件,絕緣子要滿足機(jī)械荷載及電氣強(qiáng)度的要求，絕緣子的電氣性能是指在一定的過(guò)電壓工頻電壓、操作過(guò)電壓、雷電過(guò)電壓下不被擊穿，確保輸電線路的安全運(yùn)行。因此，對(duì)絕緣子提出了絕緣強(qiáng)度和電氣性能的要求。絕緣強(qiáng)度是指絕緣結(jié)構(gòu)和絕緣材料在電場(chǎng)作用下不被擊穿的承受能力。1、工頻電壓。工頻電壓是電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)導(dǎo)線對(duì)地的最高電壓。如果輸電線路的外絕緣設(shè)計(jì)決定于操作過(guò)電壓或雷電過(guò)電壓，即使潮濕狀況下的清潔絕緣子也能承受2倍以上工頻電壓。我們關(guān)心的是在潮濕天氣如露、霧、毛毛雨污穢絕緣子在工頻電壓下的電氣絕緣強(qiáng)度。在工頻電壓下的電氣絕緣強(qiáng)度往往用絕緣子的泄漏距離或泄漏比距表征。在工頻電壓下絕緣子首先應(yīng)滿足一定的泄漏距離或泄漏比距的要求。絕緣子的泄漏距離是指在正常工作電壓下在導(dǎo)電部分之間沿絕緣體表面的最短距離。在交流線路中，絕緣子串的電壓分布是否均勻取決于絕緣子串的主電容，具有較大主電容的絕緣子有利于降低導(dǎo)線側(cè)和接地側(cè)附近絕緣子電壓,降低無(wú)線電干擾及電暈損耗，同時(shí)提高絕緣子成串散落電壓，延長(zhǎng)絕緣子使用壽命。電力科學(xué)研究院高壓研究所曾對(duì)瓷質(zhì)和玻璃絕緣子的主電容和分布電壓進(jìn)行測(cè)試,證明玻璃絕緣子的主電容和分布電壓均大于瓷質(zhì)絕緣子。成串的玻璃絕緣子電壓分布比較均勻，因此，玻璃絕緣子比瓷質(zhì)絕緣子更具有優(yōu)越性。直流輸電線路的電壓分布取決于絕緣子的電阻值，因此，作為電介質(zhì)材料的瓷和玻璃的配方中應(yīng)提高其電阻值，以滿足直流輸電的要求。2、 操作過(guò)電壓。操作過(guò)電壓是由于設(shè)備操作等原因引起持續(xù)時(shí)間很短的過(guò)電壓。通常合閘后0.1min內(nèi)出現(xiàn)的電壓升高叫作操作過(guò)電壓。330kV以下線路用工頻耐受電壓或干濕閃絡(luò)電壓表示;超高壓系統(tǒng)用干、濕沖擊耐受電壓或干、濕操作沖擊閃絡(luò)電壓來(lái)表示。在操作過(guò)電壓下絕緣子因淋水使耐壓水平降低,因此在操作過(guò)電壓時(shí)淋水時(shí)的電壓應(yīng)特別注意。3、 雷電過(guò)電壓。雷電過(guò)電壓是由雷擊引起的過(guò)電壓。發(fā)生雷電過(guò)電壓時(shí)污穢淋水對(duì)絕緣子沒(méi)有影響，因此，干燥時(shí)電壓特性受到重視。雷電過(guò)電壓作用下的電氣性能用雷電沖擊耐受電壓或閃絡(luò)電壓表示。為保證可擊穿型絕緣子在運(yùn)行中遭受各種過(guò)電壓時(shí)不擊穿,必須使絕緣子的泄漏距離、1min工頻耐受電壓、干濕耐受電壓或干濕閃絡(luò)電壓及沖擊閃絡(luò)電壓均應(yīng)滿足在相應(yīng)過(guò)電壓作用下的電氣性能要求。三、瓷復(fù)合絕緣子在特高壓輸電線路中的應(yīng)用1、 特高壓輸電線路發(fā)展?fàn)顟B(tài)。士800kv特高壓直流輸電工程的建成運(yùn)行標(biāo)志著我國(guó)現(xiàn)代電網(wǎng)建設(shè)的高壓、特高壓方向已顯現(xiàn)出來(lái)。特高壓輸電線路的建設(shè)在擴(kuò)大電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)規(guī)模、提高電網(wǎng)輸電能力，滿足社會(huì)用電需求中發(fā)揮了極其巨大的作用，但其在各個(gè)方面都提出了比普通線路更高的要求，包括外線路絕緣水平、電力工程技術(shù)，線路保護(hù)措等。若特高壓輸電線路外絕緣水平不高，保護(hù)措施不到位，勢(shì)必會(huì)增加線路污閃、過(guò)電壓、擊穿等故障可能性。因而將瓷復(fù)合絕緣子應(yīng)用到特高壓輸電線路中是非常必要的，也是現(xiàn)代各種電壓等級(jí)電網(wǎng)建設(shè)的必要環(huán)節(jié)之一。2、 瓷復(fù)合絕緣子在特高壓輸電線路中的應(yīng)用前景。瓷復(fù)合絕緣子在特高壓輸電線路中的應(yīng)用，事實(shí)上目前已有一些實(shí)際應(yīng)用案例，如±500kv高壓輸電線路、±800kv特高壓直流輸電工程等。實(shí)踐應(yīng)用表明，瓷復(fù)合絕緣子在特高壓直流輸電線路中的應(yīng)用，可以有效減少線路污閃等故障的發(fā)生，提高線路運(yùn)行穩(wěn)定性，減少維護(hù)成本投入，增加電網(wǎng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益。與瓷絕緣子、玻璃絕緣子相比，復(fù)合絕緣子是高壓、特高壓輸電線路推薦使用的絕緣子，無(wú)論是從經(jīng)濟(jì)角度還是技術(shù)層面考慮，瓷復(fù)合絕緣子都表現(xiàn)出相對(duì)明顯的優(yōu)勢(shì)。對(duì)1000kv特高壓輸電線路，采用串長(zhǎng)10m以下的瓷復(fù)合絕緣子，尤其是耐張串上必須要安裝瓷復(fù)合絕緣子，試驗(yàn)實(shí)踐效果表明其可以有效降低鐵塔載荷，有效遏制線路污閃現(xiàn)象的發(fā)生。即瓷復(fù)合絕緣子在特高壓輸電線路中的應(yīng)用可以有效緩解由瓷絕緣子、玻璃絕緣子所帶來(lái)的成本高、維護(hù)要求高和污閃故障率高問(wèn)題。有關(guān)專家認(rèn)為，未來(lái)特高壓輸電線路將有可能全部采用復(fù)合絕緣子，反映出了瓷復(fù)合絕緣子在特高壓輸電線路、在未來(lái)輸電線路中的良好應(yīng)用前景和廣闊的發(fā)展空間。綜上，瓷復(fù)合絕緣子在我國(guó)使用現(xiàn)狀充分體現(xiàn)出了瓷復(fù)合絕緣子在電網(wǎng)建設(shè)運(yùn)行中的重要作用與地位。而特高壓輸電線路導(dǎo)線截面大、桿塔外負(fù)荷使用條件高等特點(diǎn)既體現(xiàn)出了瓷復(fù)合絕緣子應(yīng)用的必要性與巨大應(yīng)用前景，同時(shí)也對(duì)瓷復(fù)合絕緣子提出了較高要求。重污穢地區(qū)、高海拔地區(qū)、雷害頻發(fā)等特殊地區(qū)對(duì)絕緣子有更高的技術(shù)的要求,出廠前要對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格的外表檢查、型式試驗(yàn)和批量抽檢，出廠后要根據(jù)需要做一些必要的試驗(yàn)。因此，瓷復(fù)合絕緣子性能及其應(yīng)用還需繼續(xù)不斷的優(yōu)化。參考文獻(xiàn)：李尹毅，肖登明.高壓輸電線路絕緣子新材料和新結(jié)構(gòu)的發(fā)展[C].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)論文集,2