對絕緣子的合理應(yīng)用提出了越來越高的要求,隨著用戶對電能質(zhì)量和供電可靠性要求的不時提高。必需加快絕緣子的分析研究工作,不時改善和提高絕緣子的運行性能,才干逐步提高線路的平安運行水平
絕緣子的合理應(yīng)用對線路的平安運行起到?jīng)Q定性作用,絕緣子是輸電線路的重要組成局部。目前在輸電線路上采用的絕緣子按電介質(zhì)材料分類有瓷、玻璃、有機合成絕緣子3種類型,臨時運行中,絕緣子除了會受到雷擊、污穢、鳥害、冰雪、高濕、溫差等環(huán)境因素的影響,還要接受強電場、雷電沖擊電流、工頻電弧電流的電氣作用以及在機械上要承受長期工作荷重載、綜合荷載、導線舞動等機械力的作用。
1.影響絕緣子可靠性的三大因素
1資料是基礎(chǔ)
瓷是三相(結(jié)晶相、玻璃相和氣相)共存的不均質(zhì)體,玻璃和瓷均屬鋁硅酸鹽。而玻璃是液態(tài)和玻璃態(tài)互為可逆的均質(zhì)體。均質(zhì)性”影響絕緣資料介電強度的重要因素。脆性材料的機械強度和熱穩(wěn)定性,不完全取決于資料力學性質(zhì),而極大水平上取決于材料內(nèi)部的缺陷和表面狀態(tài)。這就是鋼化玻璃較之退火玻璃和瓷,上釉的瓷較不上釉的瓷強度高得多的原因。此外,玻璃的熱鋼化”技術(shù),賦予玻璃表層一個高達100250MPa永久預(yù)應(yīng)力。這就是鋼化玻璃”強度鋼鐵化,熱穩(wěn)定性高,較瓷不易老化和壽命長的道理。對于復(fù)合絕緣子的難點是解決有機資料在戶外條件下的老化、芯棒的脆斷和蠕變??梢姡摶AЪ容^瓷有高得多的機械、絕緣強度,又較有機材料具有優(yōu)良的抗老化性能,為絕緣子的可靠運行奠定了良好的基礎(chǔ)。
2產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和耐污性能是關(guān)鍵
承力組件受力均勻。較之國內(nèi)激進瓷絕緣子數(shù)十年一貫制的圓錐頭結(jié)構(gòu),
而且通常無需清掃。這就極大地減少了線路維護費用。就此而論,但復(fù)合絕緣子具有優(yōu)良的耐污性能。復(fù)合絕緣子發(fā)展前景廣闊。玻璃的介電常數(shù)較大,因而單只玻璃絕緣子的干閃絡(luò)電壓比瓷絕緣子的低,但有較大的主電容來改善表面的電壓分布,使之與瓷絕緣子串的閃絡(luò)電壓相當。加之玻璃絕緣子泄漏比距大,外表發(fā)生的凝聚物少,抵抗由污穢引起的熱應(yīng)力的能力強,因而不易因閃絡(luò)而出現(xiàn)事故。
3制造水平是保證
優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的生產(chǎn)均已形成相當經(jīng)濟規(guī)模、且具有工藝先進的高自動化生產(chǎn)線。因而,國外。整個西歐和前蘇聯(lián),玻璃絕緣子的市場占有率高達90%以上;整個北美復(fù)合絕緣子使用量為世界之最,占本地絕緣子市場總量的2530%日本,瓷絕緣子則一統(tǒng)天下。國,所幸的國產(chǎn)玻璃絕緣子通過技術(shù)引進和自己開發(fā),已具備了上述生產(chǎn)條件。對于瓷和復(fù)合絕緣子,除個別合資企業(yè)外,上述制造水平在國尚未達到可見,選用何種產(chǎn)品還取決于產(chǎn)品的制造水平和對產(chǎn)品性能及使用環(huán)境的全面了解。
2.輸電線路絕緣子冰閃的形成
對于輸電線路來說是一種自然災(zāi)害,較大范圍、繼續(xù)時間較長的降雪導致的融冰雪、霧凇、雨凇和區(qū)域性的繼續(xù)大霧。易形成大范圍的絕緣子冰凌冰閃故障。近年來,受全球氣候變暖影響,降雨減少,暖冬天氣繼續(xù)氣溫在-810℃之間,易形成大霧,氣溫0℃左右的天氣繼續(xù)時間長,更易于出現(xiàn)霧凇雨凇、融雪和雨雪天氣。同時隨著線路運行環(huán)境的不時惡劣,以大氣中懸浮的細小塵埃為凝結(jié)的霧滴沉降會使近地面大氣污染濃度突發(fā)性增高,繼續(xù)大霧帶來的濕沉降使絕緣子受更大污染。
絕緣子外表覆冰或被冰凌橋接后,-5℃左右。絕緣強度下降,泄露距離縮短。融冰過程中冰體表面或冰晶體表面的水膜會很快溶解污穢物中的電解質(zhì),提高融冰水或冰面水膜的導電率,引起絕緣子串電壓分布的畸變。兩端絕緣子隨著電壓急劇上升,還會引起單片絕緣子表面電壓分布的畸變,從而降低覆冰絕緣子串的閃絡(luò)電壓。同時,融冰期通常伴有大霧,大氣中的污穢微粒作為凝聚核包含在霧中,將會使絕緣子覆冰融化時冰水電導率進一步增加。有關(guān)試驗數(shù)據(jù)標明,覆冰越重、電壓分布畸變越大,絕緣子串兩端特別是高壓端絕緣子承受電壓百分數(shù)越高"隨著冰水導電率的增大,工頻電壓的作用下,泄漏電流也在不時增大,增大到一定水平時,形成閃絡(luò)通道,線路跳閘。
3.防止絕緣子冰閃故障的措施及利弊
積塵量少,1倒V型絕緣子串自潔性能較好。發(fā)生局部電弧時電離氣體易擴散,冰閃電壓高。對微氣象、覆冰及重污區(qū)雙串絕緣子,有選擇地(針對ZM塔)進行倒V型改造,效果良好"但投資較大且改造復(fù)雜,對金具和導線的影響需考驗。
或向生產(chǎn)廠家定做上、中、下各有一片特大傘裙的合成絕緣子。可阻斷冰柱、污流的形成,2直線單聯(lián)瓷絕緣子上、中、下部加裝3個大帽瓶。對防鳥害也有一定效果,但防冰閃效果不如倒V改造,改造較復(fù)雜且投資較大,適于新建線路。
使吊瓶串與懸垂線夾保持一定角度。此法投資較小且實施方便,3經(jīng)驗算在一個耐張段內(nèi)各直線塔掛點偏移。適于單串絕緣子,但其效果及對金具和導線的影響需考驗。
原合成絕緣子上方加一大帽瓶,4合成絕緣子加大帽瓶。防止塔體污水沿絕緣子遇冷結(jié)冰,其投資、改造實施及其效果均居中,適于改造線路,但無法隔離絕緣子串本身冰凌。
采用粘貼或熱塑等方法,5加特制大盤徑硅膠傘裙罩。將原普通合成絕緣子與特制大傘盤固定為一體。受硅膠柔軟性限制,直徑可做到400600mm其優(yōu)點同大盤徑絕緣子,且因直徑增大,其防鳥害功能比防絕緣子冰閃更突出。
直徑可自行選擇(一般400700mm其防冰閃效果好,6加裝大盤徑玻璃鋼傘裙罩(草帽型)固定于橫擔第一片絕緣子上方。缺點是直徑增大后影響檢修,且無法隔離絕緣子本身冰凌。
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