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2011/4/24
    绝缘子俗称瓷瓶,它是用来支持导线的绝缘体。绝缘子可以保证导线和横担、杆塔有足够的绝缘。它在运行中应能承受导线垂直方向的荷重和水平方向的拉力。它还经受着日晒、雨淋、气候变化及化学物质的腐蚀。因此,绝缘子既要有良好的电气性能,又要有足够的机械强度。绝缘子的好坏对线路的安全运行是十分重要的。 绝缘子按结构可分为盘形悬式绝缘子支柱绝缘子复合悬式绝缘子柱式绝缘子瓷横担绝缘子悬式玻璃绝缘子
。 架空线路中所用绝缘子,常用的有针式绝缘子、蝶式绝缘子、悬式绝缘子、瓷横担、棒式绝缘子和拉紧绝缘子等。 绝缘子的电气性故障有闪络和击穿两种。闪络发生在绝缘子表面,可见到烧伤痕迹,通常并不失掉绝缘性能;击穿发生在绝缘子的内部,通过铁帽与铁脚间瓷体放电,外表可能不见痕迹,但已失去绝缘性能,也可能因产生电弧使绝缘子完全破坏。对于击穿,应注重检查铁脚的放电痕迹和烧伤情况。 闪络:在高电压作用下,气体或液体介质沿绝缘表面发生的破坏性放电。其放电时的电压称为闪络电压。发生闪络后,电极间的电压迅速下降到零或接近于零。闪络通道中的火花或电弧使绝缘表面局部过热造成炭化,损坏表面绝缘.沿绝缘体表面的放电叫闪络。而沿绝缘体内部的放电则称为是击穿。
电晕:在110kV以上的变电所和线路上,时常能听到“陛哩”的放电声和淡蓝色的光环,这就是电晕。长期以来,电晕被默认是“永不消失的”,电晕真的永不消失吗?电晕的产生是因为不平滑的导体产生不均匀的电场,在不均匀的电场周围曲率半径小的电极附近当电压升高到一定值时,由于空气游离就会发生放电,形成电晕。因为在电晕的外围电场很弱,不发生碰撞游离,电晕外围带电粒子基本都是电离子,这些离子便形成了电晕放电电流。简单地说,曲率半径小的导体电极对空气放电,便产生了电晕。
高压电机定子绕组在通风槽口及直线出槽口处、绕组端部电场集中,当局部位置场强达到一定数值时,气体发生局部电离,在电离处出现蓝色荧光,这即是电晕现象。电晕产生热效应和臭氧、氦的氧化物,使线圈内局部温度升高,导致胶粘剂变质、碳化,股线绝缘和云母变白,进而使股线松散、短路,绝缘老化。---高压电机定于线困在通风槽口及出槽口处,其绝缘表面的电场分布是极不均匀的。当局部场强达到一定数值时,气体发生局部游离,在电窝处出现蓝色晕光,产生电晕。电晕的发生伴随着热、奥、氧、氮的氧化物的产生,这些对电机绝缘都是极其有害的。另外由于热固性绝缘表面与槽壁接触不良或不稳定时,在电磁振动的作用下,将引起槽内间隙火花放电。这种火花放电造成的局部温升将使绝缘表面受到严重侵蚀。这一切都将对电机绝缘造成极大的损害。为了有效的消除这种电晕现象,正确地确定防晕结构参数和选用良好的防晕材料是十分重要的。
线路绝缘子是输配电线路中固定导线用的绝缘部件,按其结构不同分为针式、悬式和横担三类。针式主要用于6-10KV的配电线路中,它的顶部有一个线槽,导线可用绑线固定在线槽内。 20-35KV也有用针式绝缘子的,但由于结构尺寸大,已逐渐被悬式绝缘子取代。随着电线路电压的升高,要求提高绝缘子的闪络电压(什么是闪络电压?有几种闪络电压?闪络电压与击穿电压有什么不同?这些问题是了解绝缘子的关键问题,但是在绝缘子厂家中,又有几人知道呢?不知道这些他们的产品会有创新吗?),这就需要增加闪络距离,因而会增加绝缘子的高度。针式绝缘子是承受弯曲负荷的,高度加大,弯距也加大,所以需要绝缘子的直径相应地增大。这样,使得针式绝缘子的尺寸大、笨重,工艺复杂,质量上不易保证,技术和经济上都不合理,因此35KV以上的高压线路都使用悬式绝缘子或由其组成的悬式绝缘子串。按结构外形,悬式绝缘子分为盘式和棒形两种,悬式绝缘子串中,各元件用球绞接头或销子接头互相软连接,导线拉力对绝缘子串只产生轴向拉力负荷,没有弯距,较好地解决了高压输电线路绝缘的机械强度问题。盘形绝缘子由铁帽(可锻铸铁)、钢脚(低碳钢)和瓷件(或钢化玻璃)组成。瓷件和钢化玻璃称为介质。制造悬式绝缘子用的介质,必须具备架空输电线路运行所需要的电气和机械特性并且在大气条件变化时有足够的稳定性。上面所讲的电瓷和钢化玻璃是广泛用来制造悬式绝缘子的介质,现在也增加了复合材料或高分子材料制造绝缘子和绝缘构件。电瓷是绝缘件中最常用的介质,电瓷是无机绝缘材料,由石英、长石和粘土焙烧而成,能耐受不利的大气环境和酸碱污秽等的长期作用而不受侵蚀,抗老化性好,而且具有足够的电气和机械强度。在均匀电场中,薄瓷片(厚度1.5mm)有很高的电气强度,每毫米可以耐受20KV的工频电压。随着厚度的增加,由于在制造中瓷质的不均匀性,瓷的电气强度显著降低,所以瓷件的壁厚一般不超过30—40mm。瓷是一种脆性材料,它的抗压强度比抗拉强度大得多。普通上釉电瓷试样的抗压强度达50KN/cm ,但抗拉强度却只约3KN/cm 。不上釉的瓷,表面粗糙容易开裂,机械强度还要低20%左右,所以为了使电瓷有较高的机械强度,设计时应尽可能使瓷件承受压应力。作为制造绝缘子电介质的玻璃,在20世纪初也曾得到应用,但是由于采用的是制造玻璃器皿及日用品的普通品级的玻璃,所以脆性大,耐热稳定性差,绝缘强度和机械强度都不高,而且当时也缺乏生产大型玻璃件所需的工艺装备,因此电瓷是制造高压绝缘子的唯一的可供选择的绝缘材料,这种情况一直持续到20世纪三十年代中期。虽然在高压输电的最初阶段,玻璃绝缘子被电瓷制成的绝缘子所代替,但是瓷绝缘子也有下面的缺点:由于难于获得成份稳定的标准原料,由于瓷的制造工艺过程复杂,没有办法解决主要工序的机械化和自动化问题,因此很难获得稳定的机电性能,特别是在制造16~30吨级的绝缘子时更为突出。此外,在20世纪三十年代中期,研究人员也找得了玻璃件可以通过钢化使其强化的方法,于是作为制造高压绝缘子介电材料的玻璃又重新引起了某些企业的注意。最初的悬式钢化玻璃绝缘子是英国皮尔金顿公司研制的,第二次世界大战后,法国也掌握了玻璃绝缘子的生产方法。随后,在意大利、美国和当时的西德也都开始生产玻璃绝缘子。前苏联从1956年开始研制,用10年的时间,玻璃绝缘子的产量已占到线路绝缘子总产量的39%。玻璃绝缘子在生产和运行的头几年,就发现它比瓷绝缘子有如下一系列优点:1.用来制造玻璃绝缘子的原料,就其本身成份来说,比制造电瓷用的原料更为稳定,为稳定玻璃的电气特性和机械特性创造了良好的条件。2、制造玻璃绝缘子的全部工艺流程可以实现完全的自动化和机械化,消除了生产人员对绝缘子性能的人为影响。此外,建设制造玻璃绝缘子的工厂的投资比建设瓷绝缘子的工厂的投资要少得多。因此,大批生产的玻璃绝缘子的价格比瓷绝缘子低。3、钢化玻璃的机电性能比瓷的高得多,制造同等类型的绝缘子,而其尺寸和重量比瓷绝缘子要小得多。4、由于玻璃的透明性,在外形检验时容易发现细小裂缝以及各种内部缺陷和损伤。5、采用玻璃绝缘子,可以取消在运行过程中绝缘子进行的带电定期预防性试验。这是因为钢化玻璃的每种损坏都会造成绝缘子的破坏,运行人员在巡线时很容易发现它。当绝缘子损坏时,钢帽和铁脚附近的玻璃碎片被卡住,绝缘子剩余部分的机械强度足以防止绝缘子串断脱。?6、由于钢化玻璃绝缘子表层的机械强度高,使表面不易发生裂缝。玻璃的电气强度一般在整个运行期间保持不变,并且其老化过程比瓷要缓慢得多,因此玻璃绝缘子主要由于自损坏而报废,在运行第一年内发生,可是瓷绝缘子的缺陷只有在运行几年以后才开始发现。目前法国是世界钢化玻璃绝缘子的第一大出口国,出口量占全世界玻璃绝缘子出口贸易量的70%。
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