输电线路绝缘子优化选择的技术探讨

李 伟

国网青海省电力公司海西供电公司

输电线路绝缘子优化选择的技术探讨

李 伟

国网青海省电力公司海西供电公司

目前电网架空输电线路绝缘的主要材质有钢化玻璃、瓷质、合成绝缘子。按照电网实际运行经验，各种绝缘子在防污、防雷、抗劣化的性能上是不一样的，主要受其材质性能、型式结构的影响。如何利用不同类别的绝缘子在防雷、防污能力上的不同性能，扬长避短，来优化选择架空输电线路的配置是个值得探讨总结的课题。

输电线路；绝缘子；优化选择；技术

1 绝缘子材质

瓷和钢化玻璃均为硅酸盐材料。瓷是由石英砂、黏土和长石等原料经过球磨、制浆、炼泥、成型、上釉并烧结成的。泥坯经高温烧结成一种多晶体，其显微结构由多晶体、玻璃相和气孔组成，是一种非匀质材料。玻璃是由石英砂、白云石、长石、石灰石和化工原料经过高温熔融成液体后冷凝而成的一种均质的非晶体。瓷绝缘子和玻璃绝缘子是由铁帽、钢脚和绝缘件用高标号水泥胶装成一体。有机复合绝缘子的硅橡胶伞盘为高分子聚合物，芯棒为引拔成型的玻璃纤维增强型环氧树脂棒。有机合成绝缘子是由硅橡胶伞裙、芯棒和端部金具构成一体。目前有机复合绝缘子多数采取整体铸造完成。

2 钢化玻璃绝缘子的性能分析

此类绝缘子有普通类与钢化类。玻璃绝缘子由于质地相对透明、透亮，当局部部位出现受损、破坏时，相对易于被察觉。其机械强度通常更高，然而，此类绝缘子依然具有一定的亲水性，遇到潮湿环境，绝缘度将降低。钢化玻璃绝缘子则体现出一定的优势，例如：机电性能优、抗疲劳、耐冷热冲击、抗拉强度优等。该类绝缘子会由于自身绝缘能力的下降而逐渐自动淘汰，即便不继续测试，也能察觉其绝缘性能的变化。同瓷质绝缘子相比，其使用周期相对较差。玻璃绝缘子通常选择红外测温检测技术，即便不开展绝缘测试，也能检测出其表面温度。至于钢化玻璃绝缘子的防污闪性能，目前，防污型钢化玻璃绝缘子上表面大多采用传统的倾角设置，上表面自洁能力较强；而其下表面同样由于设有多道深褶皱的原因，绝缘子的自洁能力降低，绝缘子下表面的积污总量较大。在水泥厂附近的运行绝缘子，积污情况相当明显。从一些通报的案例上看，某些地方在雾季也发生过跳线串由于污秽的原因沿面闪络的情况。

3 合成绝缘子的性能分析

该绝缘子通常质地轻、强度大、耐污染，且方便运维。不同于瓷质绝缘子，该类绝缘子不易吸水，甚至有一定的憎水性，在某种程度上能够抵抗外来污染，而且结合实践运用证实：严重的污染地区、大规模的污染环境中，该类绝缘子依然能保持原有的绝缘性能，具有超强的抗污闪性能，即便外部绝缘环境较差，合成绝缘子也应该成为优质的选择。合成绝缘子的另一大优势体现为：在不对绝缘子实施任何绝缘测试的情况下，只需要以年为单位遵照5%以上数量的红外测温仪，对绝缘子进行抽查，或者在每年特定时间开展测试性检查，检查绝缘子质量。另外，从当前实际的合成绝缘子应用可以看出，其抗硅酸盐腐蚀的能力有限，其憎水性与硅酸盐粉尘时会使硅酸盐粉尘粘在合成绝缘子表面，并导致合成绝缘子持续老化，最终导致击穿。

4 瓷质绝缘子的性能分析

瓷质绝缘子是一种较为常见、最频繁使用的绝缘子，最典型的为：盘式瓷质绝缘子，实际运用中绝缘性强、能灵活应对外界气候、且抗热性良好、方便组配等，适用于高低电压各类线路。其不足之处：易沾水，影响绝缘度；局部损伤不容易被察觉。传统意义上的瓷质绝缘子检测多选择火花间隙技术、泄漏电流检测技术等，然而，现代化新型技术的运用、新型产品的开发等都在逐渐提倡对绝缘子进行带电检测，所以，有必要对传统检测技术进行革新。瓷质绝缘子通常按照特定时间周期开始检测，例如：3年时间检测一次。瓷质绝缘子受生产制造工艺影响非常大，部分制造工艺不够先进的绝缘子，由于瓷绝缘子瓷件与钢帽、水泥黏合剂之间的温度膨胀系数相差较大，当运行中瓷绝缘子受冷热变化时，瓷件会承受较大的压力和剪应力，导致瓷件开裂，而且瓷绝缘子的瓷件存在剥釉、剥砂、膨胀系数大等问题，受外力作用时会产生有害应力引起裂纹扩展，严重的会产生掉串事故。

5 技术分析比较

5.1 绝缘子材质特性

5.1.1 玻璃绝缘子有较好的耐电弧和不易老化的优点，并且绝缘子本身具有自洁性能良好和零值自爆的特点。特别是玻璃是熔融体，质地均匀，烧伤后的新表面仍是光滑的玻璃体，仍具有足够的绝缘性能。并且零值或雷击后钢帽不会被炸裂掉串。

5.1.2 复合绝缘子主要依靠其憎水性的发挥，在防污闪方面有一定的优势。同时，该种绝缘子在耐雷击和耐老化、耐酸蚀方面有一定的劣势。造雷击等破坏后可能掉串。

5.1.3 瓷质绝缘子材质可靠性主要是受制造技术的影响比较大。其主要劣势是“零值”隐蔽性，钢帽可能炸裂掉串。

5.2 绝缘子型号特征

5.2.1 能不能够防污闪并不能依靠绝缘子的型号称呼上带上防污两个字就能解决问题，许多称号为防污型的绝缘子因爬电距离较大所以称呼为防污型的，到底能否有效防污闪还得看具体的几何结构，例如目前运用极为广泛的钟罩型玻璃钢化绝缘子爬电距离大，防雷、防内过电压效果好；但由于其结构上讲，比较容易积污，目前国电公司通报发生污闪的也以该类型居多，因此就其应用场合是应该有所选择的。

5.2.2 双伞型防污瓷质绝缘子因长时期清洗所得积污值均比较小，因此其防污能力是具有实际效果的。但是从其结构上讲爬电距离的有效系数是小于1.0的，在雨雾状态容易形成闪烙通道，其使用又受到局限。

5.2.3 合成绝缘子是目前一致举荐的良好的防污闪材料，但其可靠性能目前尚处于探索阶段，部分运行经验表明合成绝缘子的防雷性能并不是特别理想。

5.3 耐张串特性

就耐张串绝缘子来说，由于其耐张串的绝缘子在线路中的位置结构原因，从多年以来的现场比较来看，耐张串绝缘子不易积污(但安装中要注意需倒装线路上的绝缘子积水问题)，但零值与自爆比直线串绝缘子要多。因此其选择瓷质还是玻璃钢化的，选择绝缘子的几何形状是很有讲究的，应当用低值自爆，不易积污的。

[1]黄建才.输电线路绝缘子泄漏电流去噪和特征提取的研究[D].华北电力大学，2013.

[2]何钢，文习山.重冰区输电线路绝缘子选型问题[J].高压电器，2012，04：97-101.