沿絕緣子串的電壓分布是不均勻的。計(jì)算和實(shí)測(cè)都表明,從導(dǎo)線算起的片絕緣子承受的電壓大,依次向橫擔(dān)方向遞減,到接近橫擔(dān)時(shí),絕緣子上承受的電壓又逐漸增大,但比導(dǎo)線側(cè)的要小許多。在壓輸電線路的絕緣子下端裝有均壓環(huán),這是為了增加絕緣子對(duì)導(dǎo)線的電容,以改善電壓分布,降低靠近導(dǎo)線的絕緣子所承受的電壓。
絕緣子的耐污穢性能主要取決于產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)及傘裙的造型。該方面做了大量的工作。通過(guò)設(shè)計(jì)優(yōu)選、人工污穢試驗(yàn)優(yōu)選和自然污穢試驗(yàn)優(yōu)選,后確定了大小傘相間、傘下帶棱的絕緣子傘裙。用該傘裙研制的額定電壓126kV、252kV 彎曲破壞負(fù)荷不小于12kV、爬電比距25mm/kV的絕緣子,在0.12mg/㎝2等值鹽密下,可長(zhǎng)期耐受高運(yùn)行相電壓,即絕緣子III級(jí)的爬電距離,可耐受IV級(jí)等值鹽密污穢。額定電壓550kV爬電比距為25mm/kV的絕緣子可在0.06mg/㎝2 等值鹽密下長(zhǎng)期運(yùn)行。絕緣子的耐污水平在國(guó)內(nèi),它耐受等值鹽密值高出同樣爬距、等徑傘裙同類(lèi)產(chǎn)品的三分之一。經(jīng)東北電力試驗(yàn)研究院對(duì)絕緣了進(jìn)行人工污穢耐受電壓試驗(yàn)結(jié)果表明,爬電比距31mm/kV的絕緣子耐受高值鹽密為0.25mg/㎝2。
當(dāng)絕緣子運(yùn)行狀況良好時(shí),其發(fā)熱主要為項(xiàng);當(dāng)瓷絕緣子性能劣化,或瓷件開(kāi)裂,或瓷盤(pán)表面積污,均會(huì)使第二或第三項(xiàng)的泄漏電流加大,發(fā)熱增加,致使絕緣子溫度升高。目前認(rèn)為,引起絕緣子劣化主要有三個(gè)方面的原因:制造工藝控制不當(dāng)、內(nèi)部缺陷和運(yùn)行環(huán)境變化的影響。由于制造過(guò)程中的工藝和配方等問(wèn)題,容易在陶瓷內(nèi)部形成微裂紋、吸濕性氣孔,并可能會(huì)造成內(nèi)部應(yīng)力的不均衡。局部應(yīng)力集中將加大微裂紋,水分通過(guò)裂紋、氣相中的貫通孔侵入瓷體,吸濕性氣孔為水分子提供了駐足空間。水與玻璃相發(fā)生應(yīng)力誘導(dǎo)化學(xué)反應(yīng),從而誘發(fā)裂紋的緩慢擴(kuò)展。工頻電壓工況下,水分子在轉(zhuǎn)向極化過(guò)程中相互摩擦,分子運(yùn)動(dòng)劇烈區(qū)域產(chǎn)生的熱量將引起絕緣子局部出現(xiàn)明顯的溫升。
沿著絕緣表面發(fā)生的破壞性放電稱為閃絡(luò),閃絡(luò)特性是絕緣子的主要電氣性能。對(duì)于不同電壓等級(jí),絕緣子的耐受電壓要求各不相同,其指標(biāo)有工頻干、濕耐壓、雷電沖擊耐壓、雷電沖擊截波耐壓、操作沖擊耐壓等。為避免在運(yùn)行中擊穿,絕緣子的擊穿電壓閃絡(luò)電壓。在出廠試驗(yàn)中,可擊穿型的瓷絕緣子一般經(jīng)過(guò)火花試驗(yàn),即加高壓使絕緣表面發(fā)生頻繁的火花,維持一定時(shí)間,看是否被擊穿。某些絕緣子還需經(jīng)過(guò)電暈試驗(yàn),無(wú)線電干擾試驗(yàn),局部放電試驗(yàn)和介質(zhì)損耗試驗(yàn)等。高海拔地區(qū)絕緣子,因空氣密度下降而使電氣強(qiáng)度下降,因此,其耐受電壓換算到標(biāo)準(zhǔn)大氣條件時(shí)應(yīng)相應(yīng)提高。污穢絕緣子受潮時(shí)的閃絡(luò)電壓大大低于其干、濕閃絡(luò)電壓,因此,污穢地區(qū)須加強(qiáng)絕緣或采用耐污型絕緣子,其爬電比距(爬電距與額定電壓之比值)應(yīng)較正常型高。直流絕緣子與交流絕緣子相比較,其電場(chǎng)分布較差,又有吸附污粒和電解作用,閃絡(luò)電壓較低,一般要求有特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和更大的爬電距離。
復(fù)合絕緣子產(chǎn)品用于高壓和壓交、直流輸電線路中絕緣和懸掛導(dǎo)線用。早年間絕緣子多用于電線桿(低壓),慢慢發(fā)展于高型高壓電線連接塔的一端掛了很多盤(pán)狀或柱狀的絕緣體,它是為了增加爬電距離的,通常由玻璃、陶瓷或硅橡膠制成,就叫絕緣子。
復(fù)合懸式緣子具有零值自破的特點(diǎn)。只要在地面或在直升機(jī)上觀測(cè)即可,無(wú)需登桿逐片檢測(cè),降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。
引進(jìn)生產(chǎn)線的產(chǎn)品,年運(yùn)行自破率為0.02-0.04%,可以節(jié)約線路的維護(hù)費(fèi)用。耐電弧和耐振動(dòng)性能好
在運(yùn)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(nèi)應(yīng)力保護(hù)層,因此,它仍保持了足夠的絕緣件能和機(jī)械強(qiáng)度。
在500kv線路上多次發(fā)生導(dǎo)線履冰引起舞動(dòng)的災(zāi)害,受導(dǎo)線舞動(dòng)后的復(fù)合懸式絕緣子經(jīng)測(cè)試,機(jī)電性能沒(méi)有衰減。
硅橡膠傘裙具有良好憎水性能,其整體結(jié)構(gòu)了內(nèi)絕緣不受潮,不需進(jìn)行預(yù)防性絕緣監(jiān)測(cè)試驗(yàn),不需清掃,減少了日常維護(hù)工作量。
密封性能好,耐電蝕能力強(qiáng),傘裙材料耐漏電起痕達(dá)TMA4.5級(jí)水平,具有良好的耐老化、耐腐蝕、耐低溫性能,可適用于-40℃~-50℃地區(qū)。
具有很強(qiáng)的抗沖擊性和防震性能,其良好的防脆性和抗蠕變性,不易破碎、抗彎曲、抗扭強(qiáng)度高,可承受內(nèi)部壓強(qiáng),防爆力強(qiáng),可與瓷、玻璃絕緣子互換作用。
復(fù)合絕緣子系列產(chǎn)品,其機(jī)械性能和電氣性能均優(yōu)于瓷絕緣子,運(yùn)行安全裕度大,是電力線路用的更新產(chǎn)品。
隨著配電線路發(fā)展和線路改造絕緣化,傳統(tǒng)的設(shè)計(jì),由于絕緣線路有先天不足的耐雷水平,難以承受直接雷或感應(yīng)雷的作用,雷擊斷線、瓷絕緣子炸毀等已經(jīng)成為電力面臨的又一個(gè)新的難題。目前國(guó)內(nèi)外架空配電線路防雷的主要措施有:架設(shè)架空避雷線、安裝鉗箝位絕緣子、在柱式絕緣子上安裝過(guò)電壓保護(hù)器,負(fù)荷側(cè)裝防弧金具。但現(xiàn)有的技術(shù)存在以下缺點(diǎn):投資成本較大,施工安裝復(fù)雜,需剝開(kāi)絕緣層,導(dǎo)致線芯進(jìn)水和腐蝕,瓷絕緣子傘裙因燃弧燒裂,受環(huán)網(wǎng)供電負(fù)荷側(cè)變化影響等。FEG 型防雷支柱絕緣子是新型組合式結(jié)構(gòu)的二合一產(chǎn)品,采取先堵塞后疏通設(shè)計(jì)理念,增強(qiáng)了絕緣性能和防污穢水平,適用于架空線路的絕緣支撐,而且還具有防止架空絕緣導(dǎo)線雷擊斷線、瓷絕緣子炸毀及減少雷擊跳閘的保護(hù)功能。其原理為:當(dāng)雷電過(guò)電壓超過(guò)絕緣堵塞一定數(shù)值時(shí),在防雷支柱的引弧棒和鋼腳之間引起閃絡(luò)放電,形成短路通道,接續(xù)的工頻電弧便在放電間隙處燃燒,以保護(hù)導(dǎo)線免于燒傷。本產(chǎn)品應(yīng)用于絕緣線時(shí)還具有穿刺通電功能,安裝施工極為方便可靠,不需剝開(kāi)絕緣層可避免線芯進(jìn)水和腐蝕,同時(shí)也減輕操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。由于把支柱絕緣子和防弧金具合二為一(等電位),不受環(huán)網(wǎng)供電負(fù)荷側(cè)(背離電源側(cè))影響,更使線路簡(jiǎn)潔美觀并地降低了造價(jià)。本產(chǎn)品性能可靠,投資少,收效大,為電力部門(mén)防止架空絕緣導(dǎo)線雷擊斷線提供了一條經(jīng)濟(jì)有效的途徑。