
玻璃絕緣子具有優(yōu)良的性能
玻璃絕緣子在架空輸電線路中起著兩個基本作用,即支撐導線和防止電流回地。在整條線路的運行壽命中(通常為40年),這兩個作用必須得到保證,絕緣子不應該由于環(huán)境和電負荷條件發(fā)生變化導致的各種機電應力而失效。絕緣子承受的機械負荷除了導線和金屬附件的重量之外,還必須承受惡劣天氣情況下的風載荷、雪載荷、導線舞動以及運輸安裝過程中操作不當引起的沖擊負荷。從電氣角度來說,絕緣子不僅要使導線與地絕緣,還必須耐受雷電和開關操作引起的過電壓沖擊,當因電壓沖擊而發(fā)生閃絡時引起的局部過熱不應導致絕緣子鋼化玻璃體的爆裂。所有的外部因素都會對絕緣子的性能產生影響,因此,也對絕緣子的設計提出了更高的要求。
優(yōu)良的介電性能和無老化現(xiàn)象
介電性能是指介質在電場作用下所表現(xiàn)出來的電氣性能。絕緣子絕緣性能的好壞與絕緣材料的內部分子結構有很大關系。玻璃屬于非晶體結構,是沒有固定熔點的硅酸鹽化合物,結構致密,質地均勻,產生于易控制的連續(xù)生產工藝。SiO2是構成玻璃的骨架,其他氧化物填充于骨架之中,并由化學鍵連接起來,相互作用大,不易被電場極化,表現(xiàn)出很好的惰性,是理想的絕緣材料。鋼化玻璃絕緣子利用了這一特性,其耐雷電沖擊電壓值為瓷絕緣子的3.8倍。這里所說的老化是指電氣性能老化,即介質在電場的長時間作用下,會逐漸發(fā)生某些物理化學變化而使介質發(fā)生不可逆的劣化,最終導致介質被擊穿。而鋼化玻璃絕緣子具有很好的抗老化性能,根據(jù)法國塞迪維爾公司對馬來西亞132kV輸電線路運行了27年后的絕緣子的跟蹤測試,其機械和電氣性能都無明顯改變。而同期使用的瓷絕緣子,在運行一段時間后,其機電性能明顯下降。
鋼化玻璃絕緣子具有零值自破、便于檢測的特點,在實際的使用中能夠充分展現(xiàn)良好的性能優(yōu)勢,表現(xiàn)良好的功能和作用,鋼化玻璃絕緣子具有零值自破的特點。只要在地面或在直升機上觀測即可,無需登桿逐片檢測,降低了工人的勞動強度。絕緣子是引進生產線的產品,年運行自破率為0.02~0.04%,可以節(jié)約線路的維護費用,具有耐電弧和耐振動性能好的性能,在電力行業(yè)中充分發(fā)揮重要的作用和價值。
在運行中玻璃絕緣子遭受雷電燒傷的新表面仍是光滑的玻璃體,并有鋼化內應力保護層,因此,它仍保持了足夠的絕緣件能和機械強度。在500kv線路上多次發(fā)生導線履冰引起舞動的災害,受導線舞動后的玻璃絕緣子經測試,機電性能沒有衰減。鋼化玻璃絕緣子類型:標準型、耐污型、直流型、球面型、空氣動力型、地線型、電氣化鐵道接觸網用,不同種類的類型在實際的使用中展現(xiàn)重要的作用和價值。
玻璃絕緣子的優(yōu)點:絕緣子的玻璃本體如有各種缺陷時,玻璃本體會自動破碎,稱為“自破”。絕緣子自破后,鐵帽殘錘仍然保持一定的機械強度懸掛在線路上,線路仍然可以繼續(xù)運行。當巡線人員巡視線路時,很容易發(fā)現(xiàn)自破絕緣子,并及時更換新的絕緣子。由于玻璃絕緣子具有這種“自破”的特點,所以在線路運行過程中,不必對絕緣子進行預防性試驗,從而給運行帶來很大方便。
復合絕緣子優(yōu)缺點
復合絕緣子是有機硅橡膠材料 復合制成的高電壓絕緣子。主要產品有棒式和橫擔式,在35kV、110kV及220kV線路上作為懸垂及耐張承載絕緣。目前也有用于10kV線路的絕緣子產品。
復合絕緣子外形結構近似懸式絕緣子,有端部金具、絕緣傘形波紋、護套和絕套心棒構成。
它具有以下優(yōu)點:
(1)機械性能優(yōu)越:由于心棒由環(huán)氧玻璃纖維制成,其擴張強度為普通鋼的1.5倍,是高強瓷的3~4倍,軸向拉力特別強,并具有較強的吸振能力,抗震阻尼性能很高,為瓷絕緣子的1/7~1/10。
(2)復合絕緣子串抗污閃性能好:復合絕緣子具有憎水性,下雨時在復合絕緣子的傘形波紋表面不會沾濕形成水膜,而是呈水珠狀滴落,不易構成導電通道,其污閃電壓較高,為同電壓等級瓷絕緣子的3倍。
(3)耐電蝕性優(yōu)異:絕緣子表面漏電閃絡形成不可逆性劣變起痕現(xiàn)象,一般標準為不低于4.5級(即4.5kV),而復合絕緣子為6~7級。
(4) 抗老化性能好:經十年實踐檢測表明,復合絕緣子除顏色略有變深并介電常數(shù)和介質損失角稍有增加外,對表面不沾濕性及耐電蝕起痕性均無變化,說明抗老化性能良好。
(5)結構穩(wěn)定性好:一般瓷懸式絕緣子是內膠裝配結構,由于電化腐蝕,運行中會產生低零值絕緣電阻,而復合絕緣子為外膠裝配結構,其內心為實心棒絕緣材料,不存在劣化合擊穿,不會出現(xiàn)零值絕緣子。
(6)線路運行效率高:由于復合絕緣子的風雨自潔性好,又不產生零值絕緣子,故清掃檢查工作可改為每4~5年一次,從而縮短檢修、停電時間。
(7)重量輕:含成絕緣子自身重量輕在運輸、施工作業(yè)中,可大大減輕工作人員的勞動強度。
但是事物一分為二,復合絕緣子也存在一些缺點:
(1)復合絕緣子價格高。
(2)復合絕緣子承受的徑向(垂直于中心線)應力很小,因此,使用于耐張桿的高壓絕緣子嚴禁踩踏,或任何形式的徑向荷重,否則將導致折斷。
(3) 復合絕緣子在施工或平時運行時嚴禁硬物跌落、碰擦,因其傘部為硅橡膠,質地比較柔嫩,極易損傷而破壞密封性,導致絕緣性能下降。