支柱絕緣子

高壓電線連接塔的一端掛了很多盤狀的絕緣體，它是為了增加爬電距離的，通常由玻璃或陶瓷或橡膠製成，就叫絕緣子。為了防止浮塵等污穢在絕緣子表面附著，形成通路被絕緣子兩端閃絡擊穿，即爬電.故增大表面距離，即爬距，沿絕緣表面放電的距離即泄漏距離叫爬距。爬距=表面距離/系統最高電壓。根據污穢程度不同，重污穢地區一般採用爬距為31毫米/每千伏。零值絕緣子指的是在運行中絕緣子兩端的電位分佈接近零或等於零的絕緣子。零值或低值絕緣子的影響：線路導線的絕緣依賴於絕緣子，由於製造缺陷 或外界的作用，如：絕緣子表面過臟，雷擊等。絕緣子的絕緣性能會不斷劣化，當絕 緣電阻降低或為零時稱為低值或零值絕緣子.。絕緣子是光滑的，可以減少電線之間的容抗作用，以減少電流的流失。

隨著我國特高壓交直流線路的建設和對機械強度使用要求的不斷提高，純瓷支柱絕緣子的問題也越來越突 出，在特高壓直流換流站中的問題更為突出，主要表現在：

①外絕緣問題。隨著運行環境的日趨惡化，瓷支柱絕緣子抗污閃能力不足。對於特高壓直流而言，純瓷支柱絕緣子要求很大的爬電距離和結構，而過高的支柱絕緣子難以達到較強的抗彎和抗震強度。

②抗地震問題。以電瓷支柱絕緣子為絕緣部件的高壓設備，簡稱為電瓷型高壓設備，這類設備的抗震問題一直難以很好地解決。在2008年的汶川大地震中，高壓設備損壞的大部分原因是瓷套管斷裂。對於特高壓直流系統而言，用於平波電抗器的支柱絕緣子要求整體高度12m，支撐質量40t，而換流站地點在地震多發區的雲南楚雄，顯然瓷支柱絕緣子要滿足抗震要求是十分困難的。

③製造質量問題。瓷支柱絕緣子由於其本身工藝複雜、設備條件、原材料質量問題等限制，製造難度很大。原國家電力公司發輸電運營部高壓支柱瓷絕緣子事故調查工作小組在大量調研的基礎上，按技術原因統計瓷支柱絕緣子的事故情況，得出造成支柱瓷絕緣子斷裂，產品質量原因佔大多數的結論。

(1)普通低強度(4kN)的瓷絕緣子出現斷裂問題較多，高強瓷(8kN及以上)的問題較少。

(2)斷裂事故在全國各地都有發生，發生斷裂事故的地區，北方多於南方，尤其東北地區最多，其次是華北地區。

(3)高壓支柱瓷絕緣子斷裂事故主要集中在220kV、110kV及66kV電壓等級，其中又以220kV最多，約佔一半以上。

(4)高壓支柱絕緣子支撐的設備主要是隔離開關和母線，斷裂事故中涉及隔離開關的約佔80%以上。

(5)斷裂事故在絕緣子上、中、下部均有發生，其中又以下部故障最多，上部其次，中部(上節的下部或下節的上部)最少。

(6)斷裂事故有95%以上都發生在法蘭口內3厘米到第一傘裙之間。

(7)發生斷裂事故時常伴有溫度驟變，或者風速較大等惡劣條件，且許多事故發生在分閘和合閘操作的時候。

研究表明，絕緣子的發熱由三部分組成：

一為電介質在工頻電壓作用下激發的極化效應發熱；

二為內部穿透性泄漏電流發熱；

三為表面爬電泄漏電流發熱。

當絕緣子運行狀況良好時，其發熱主要為第一項；當瓷絕緣子性能劣化，或瓷件開裂，或瓷盤表面積污，均會使第二或第三項的泄漏電流加大，發熱增加，致使絕緣子溫度升高。目前認為，引起絕緣子劣化主要有三個方面的原因：製造工藝控制不當、內部缺陷和運行環境變化的影響。

由於製造過程中的工藝和配方等問題，容易在陶瓷內部形成微裂紋、吸濕性氣孔，並可能會造成內部應力的不均衡。局部應力集中將加大微裂紋，水分通過裂紋、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。水與玻璃相發生應力誘導化學反應，從而誘發裂紋的緩慢擴展。工頻電壓工況下，水分子在轉向極化過程中相互摩擦，分子運動劇烈區域產生的熱量將引起絕緣子局部出現明顯的溫升。

電力系統中，棒形瓷支柱絕緣子被廣泛使用在母線和隔離開關中。在長期的運行過程中，機械、熱、電、環境等多因素的綜合作用使絕緣子用瓷不可避免地發生各種物理、化學變化，從而引起電氣 性能、機械強度等隨運行時問的增加而逐步下降，發熱、放電、發光等特徵將伴隨性能下降過程同步出現。

1、支柱絕緣子均符合GB8287.1 《高壓支柱瓷絕緣子技術條件》和GB12744，《耐污型戶外棒形支柱瓷絕緣 子》的規定，也符合國際標準IEC168《標稱電壓高於1000伏的系統用戶內和戶外瓷或玻璃支柱絕緣子的試驗》及IEC出版物815《絕緣子在污穢條件下的選用導則》的規定。

2、絕緣子機械強度高、分散性小，運行安全可靠。

3、絕緣子低溫機械性能好。

為檢驗產品的低溫機械性能，在松遼水利委員會的水科所低溫試驗室模擬室外冬季溫度的變化，對ZSW1-110/4 型絕緣子進行冷凍試驗。經過幾次溫度循環后，在低溫下將試晶做彎曲破壞試驗。試驗結果證明絕緣子在-40℃條件下彎曲破壞強度與室溫相比無明顯變化。

4、耐污性能優良。

絕緣子的耐污穢性能主要取決於產品的結構及傘裙的造型。該方面做了大量的工作。通過設計優選、人工污穢試驗優選和自然污穢試驗優選，最後確定了大小傘相間、傘下帶棱的絕緣子傘裙。用該傘裙研製的額定電壓126kV、252kV 彎曲破壞負荷不小於12kV、爬電比距25mm/kV的絕緣子，在0.12mg/㎝2等值鹽密下，可長期耐受最高運行相電壓，即絕緣子III級的爬電距離，可耐受IV級等值鹽密污穢。額定電壓550kV爬電比距為25mm/kV的絕緣子可在0.06mg/㎝2 等值鹽密下長期運行。絕緣子的耐污水平在國內領先，它耐受等值鹽密值高出同樣爬距、等徑傘裙同類產品的三分之一。經東北電力試驗研究院對絕緣了進行人工污穢耐受電壓試驗結果表明，爬電比距31mm/kV的絕緣子耐受最高值鹽密為0.25mg/㎝2。

5、耐地震水平高。

額定電壓252kV、550kV絕緣子，在北京水利水電科學研究院進行了烈度9級的抗地震性能試驗，結果試品完好無損。

6、無線電干擾低。

額定電壓550kV的絕緣子，在1.1倍最高運行相電壓下，產生無線電干擾不大於500μV，晴天夜晚無可見電暈，可見電暈電壓高達450kV。