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2020.10.16絕緣子基礎知識及其分類

絕緣子基礎知識

絕緣子是安裝在不同電位的導體之間或導體與地電位構件之間,能夠耐受電壓和機械應力作用的器件。

絕緣子在電力系統中起著兩個基本作用,一是支撐導體,承受機械應力的作用;二是防止電流在不同電位的導體之間流動或回地,耐受電壓的作用。它同金具組合將導線固定在桿塔上,并使導線同桿塔可靠絕緣,絕緣子在運行時不僅要承受工作電壓的作用,同時要承受操作過電壓和雷電過電壓的作用,加之導線自重、風力、冰雪以及環境溫度變化的機械荷載的作用,所以絕緣子不僅要有良好的電氣絕緣性能,同時要具有足夠的機械強度。

絕緣子在電力系統中應用很廣,一般屬于外絕緣,在大氣條件下工作。架空輸電線路、發電廠和變電所的母線和各種電氣設備的外部帶電導體均須用絕緣子支持,并使之與大地(或接地物)或其他有電位差的導體絕緣。在環境和機電負荷條件發生變化引起各種機電應力變化時,絕緣子不應該失效,否則就會影響電力設備的使用和運行壽命。

絕緣子一般由絕緣件和金具(金屬附件)用膠合劑膠合或機械卡裝而成,只有全瓷式瓷橫擔、蝴蝶式絕緣子、蝴蝶式瓷絕緣子和線軸式瓷絕緣子、拉線絕緣子、鼓形絕緣子、瓷夾板和瓷管等產品為單個的絕緣件,根據需要與螺栓、墊圈等其它材料配套安裝。

由于絕緣子承受接觸懸掛的負載且經常受拉伸、壓縮、彎曲、扭轉、振動等機械力,故在制造時其機械破壞負荷均應留有裕度,一般安全系數按2.02.5選取。

絕緣子的分類方法

1.按照制造絕緣子的絕緣材料可分為瓷絕緣子,鋼化玻璃絕緣子,合成絕緣子,半導體絕緣子。

2.按照絕緣體內最短擊穿距離是否小于外部空氣中的閃絡距離的一半,分為可擊穿型和不可擊穿型。

3.按結構形式可分為柱式(支柱)絕緣子、懸式絕緣子、蝴蝶式絕緣子、針式絕緣子、橫擔絕緣子、棒形絕緣子和套管絕緣子等。

4.按應用場合可分為線路絕緣子和電站、電器絕緣子。電站絕緣子:用來支持和固定發電廠及變電站屋內外配

電裝置的硬母線,并使母線與大地絕緣。按作用不同分為支柱絕緣子和套管絕緣子。電器絕緣子:用來固定電器的載流部分。也分為支柱絕緣子和套管絕緣子。支柱絕緣子用于固定沒有封閉外殼的電器的載流部分;套管絕緣子用來使有封閉外殼的電器(如斷路器、變壓器等)的載流部分引出外殼。

線路絕緣子:用來固結架空輸、配電導線和屋外配電裝置的軟母線,并使它們與接地部分絕緣。有針式、懸式、蝴蝶式和瓷橫擔四種。

5.按照使用電壓分為低壓(交流1000 V及以下,直流1500 V及以下)絕緣子和高壓(交流1000 V以上,直流1500V以上)絕緣子,其中高壓絕緣子中又有超高壓(交流330kV500 kV,直流500 kV)和特高壓(交流750kV1000kV,直流800kV)之分。

6.按照使用環境分為戶內式:絕緣子安裝在戶內,絕緣子表面無傘裙。  戶外式:絕緣子安裝在戶外,絕緣子表面有較多和較大的傘裙,以增長沿面放電距離,并能在雨天阻斷水流,使其能在惡劣的氣候環境中可靠的工作。

7.按功能不同可分為普通型絕緣子和防污型絕緣子。

絕緣子的分類 

1.高壓線路類絕緣子

①高壓線路剛性絕緣子:包括針式瓷絕緣子、瓷橫擔絕緣子和蝶式瓷絕緣子等,使用時直接用絕緣子自身的鋼腳或螺栓固定在桿塔上。

高壓線路瓷橫擔絕緣子按結構形式可分為全瓷式、膠裝式、單臂式和V形四種;按安裝形式可分為直立式和水平式兩種;按標準雷電沖擊全波耐受電壓可分為165kV185kV250kV265kV四級(原按50%全波沖擊閃絡電壓可分185kV2l0kV280kV380kV450kV6l0kV等六級)。瓷橫擔用于高壓架空輸配電線路,可代替針式和懸式絕緣子,還可減小電桿和橫擔長度。

高壓線路蝶式瓷絕緣子按額定電壓分6kVl0kV兩級。用于架空輸配電線路終端,耐張及轉角桿上作為絕緣和固定導線之用。同時也廣泛用作與線路懸式絕緣子相配合,簡化金具結構。

②高壓線路懸式絕緣子:包括盤形懸式瓷絕緣子、盤形懸式玻璃絕緣子、瓷拉棒和地線絕緣子等。

高壓線路盤形懸式瓷絕緣子分普通型和耐污型兩種。用于高壓和超高壓輸電線路,供懸掛或張緊導線,并使其與桿塔絕緣。懸式絕緣子機電強度高,通過不同的串組就能適用于各種電壓等級,適用各種強度需要,使用最為廣泛。普通型適用于一般工業區。耐污型與普通型絕緣子相比,具有較大的爬電距離和便于風雨清洗的造型,適用于沿海、冶金粉末、化工污穢以及較嚴重工業污穢地區。耐污型絕緣子在上述地區使用時,可以縮小桿塔尺寸,具有較大的經濟價值。

高壓線路盤形懸式玻璃絕緣子與高壓線路盤形懸式瓷絕緣子用途基本相同。玻璃絕緣子具有機械強度高、耐機械沖擊、冷熱性能好、壽命長、電氣性能和耐雷擊性優良等特點,并且在運行損壞時,其傘盤自動破碎,容易發現,大大減少了絕緣探測工作量。

高壓線路瓷拉棒絕緣子,用于l0kV及以下小截面導線的架空電力線路的終端桿、耐張桿及轉角桿上,作絕緣和固定導線用。可以代替部分蝶式瓷絕緣子和盤形懸式瓷絕緣子使用。

③電氣化鐵路接觸網用棒式瓷絕緣子。

2、低壓線路類絕緣子

①低壓線路針式、蝶式、線軸式瓷絕緣子:低壓線路針式瓷絕緣子使用在1kV以下架空電力線路中作絕緣和固定導線用。低壓線路蝶式瓷絕緣子和線軸式瓷絕緣子供配電線路終端、耐張及轉角桿上作為絕緣和固定導線用。

②架空線路拉緊瓷絕緣子:用于交、直流架空配電線路和通信線路終端、轉角或大跨距電桿的平衡電桿所受拉力的拉線的上、下把間,使下部拉線與上部拉線絕緣。

③電車線路用絕緣子:用作電車線路絕緣和張緊導線或用于電車和電站上作導電部分的絕緣和支撐物。

④通信線路針式瓷絕緣子:用于架空通信線路中絕緣和固定導線。

⑤布線用絕緣子:包括鼓形絕緣子、瓷夾板和瓷管等,用于低壓布線。

3、高壓電站類絕緣子

①電站用高壓戶內支柱絕緣子:用于工頻額定電壓6~35kV戶內電站、變電所的電器設備母線和配電裝置上。作為高壓導電部分的絕緣支持物。它一般安裝在海拔高度不超過1000m,環境溫度為-40~40℃,并應在不受污穢和凝露的條件下使用,特殊設計的高原型可用于海拔3000m5000m地區。

②戶外針式支柱絕緣子:適用于交流額定電壓為3~220kV,安裝地點周圍環境溫度為-40+40℃及海拔高度不超過1000m的電器的絕緣部分或配電裝置上,作絕緣和固定導體用。

③戶外棒式支柱絕緣子:用于高壓電器和高壓配電裝置,起絕緣和固定導體作用。已大量代替戶外針式支柱絕緣子的使用。

④防污型戶外棒式支柱絕緣子:適用于覆鹽密度在0.1mg/cm2以內的中等污區,作為高壓電器和配電裝置的絕緣和固定用。

⑤高壓穿墻套管:包括戶內穿墻套管、戶外穿墻套管、母線穿墻套管和油紙電容式穿墻套管等。

⑥電器瓷套:包括變壓器瓷套、開關瓷套、互感器瓷套等。

變壓器瓷套包括電力變壓器和試驗變壓器用套管瓷套及支柱瓷套兩大類。開關瓷套包括多油斷路器瓷套、少油斷路器瓷套、負荷開關瓷套、防爆開關瓷套、隔離開關瓷套、空氣斷路器瓷套等。主要用作開關的高壓引線對地的絕緣及作斷路器絕緣和內絕緣的容器。互感器瓷套用作電流互感器和電壓互感器的絕緣元件。


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