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安装在不同电位的导体或导体与接地构件之间的能够耐受电压和机械应力作用的器件。民熔绝缘子种类繁多,形状各异。民熔不同类型绝缘子的结构和外形虽有较大差别,但基本是由绝缘件和连接金具两大部分组成的。
民熔绝缘子是一种特殊的绝缘控件,能够在架空输电线路中起到重要作用。早年间民熔绝缘子多用于电线杆,慢慢发展于高型高压电线连接塔的一端挂了很多盘状的绝缘体,它是为了增加爬电距离的,通常由玻璃或陶瓷制成,就叫绝缘子。民熔绝缘子不会由于环境和电负荷条件发生变化导致的各种机电应力而失效,这是民熔绝缘子重大的作用体现之一。
电线中的绝缘体棒形悬式复合绝缘子由芯棒、伞裙护套(胶层)和联接金具组成。芯棒和金属端头有较强的拉伸和弯曲强度,有机材料制成的伞盘具有良好的疏水性和抗污闪能力。适用于高压输电线路,特别是污染地区,能有效防止污闪。在线路电压和故障负荷相同的情况下,棒形复合绝缘子的重量仅为悬式绝缘子串重量的1/6~1/10,安装更换方便。这些优点使其成为目前应用广泛瓷绝缘子的换代产品。棒形复合绝缘子具有较高的比强度(抗拉强度与质量比)和优良的耐污闪性能。然而,芯杆可能会在界面内击穿和芯棒脆断。此外,有机复合材料的使用寿命和端部连接区的长期可靠性尚未达成共识。下面小课堂主要介绍一下棒形悬式复合绝缘子的结构组成,不少优异绝缘子的结构是突出而又是考虑了各种因素,就如下图中的绝缘子。
结构合理的民熔绝缘子芯棒是一种玻璃纤维增强塑料棒,由树脂粘合成数百万个平行于轴线的玻璃钢棒。抗拉强度大于MPa,是高强度瓷的3-5倍,相当于优质炭素钢。具有良好的柔韧性和抗疲劳性能,承受复合绝缘子的机械负荷,是内绝缘的主要部件。选用了蠕变小的增强纤维和树脂,以保证芯棒良好的机械和电气性能。
芯棒受潮时会发生水解反应,降低复合绝缘子的机械强度,造成掉串事故。因此,保证芯棒不受潮是复合绝缘子安全运行的基本条件。
伞裙护套由硅橡胶制成,填充有偶联剂、阻燃剂、抗衰老剂等。它是一种很好的外绝缘材料。硅橡胶伞裙护套憎水性好,表面有水滴,难以形成连续的水膜。由于硅橡胶分子的作用,伞裙护套污染层表面也具有憎水性,在局部电弧等因素作用下短时失效后,其憎水性能迅速恢复,大大提高了复合绝缘子的污闪电压。在相同的泄漏距离和污秽程度下,复合绝缘子串的污闪电压是瓷绝缘子串的两倍以上。这种优良的抗污染性能使复合绝缘子在线路防污染、防攀爬等方面得到了广泛的应用。同时,硅橡胶伞裙护套具有优异的耐老化、阻燃、耐漏电和抗电蚀、抗撕裂,保护芯棒不受外界环境侵蚀。
作为复合绝缘子的一部分联接金具与芯棒连接,并通过其他金具与挂线点和导线连接。芯棒和联接金具的结构可分为粘接、压接和楔接三种类型,它们承受并传递所有的机械载荷。由于老化问题和低温脆性问题,粘接的使用越来越少。由于压接机械和工艺的改进,压接式的使用越来越多,但应注意的是,由于金具与芯棒之间的热膨胀系数不同,会降低其承载能力。楔形连接分为内楔和外楔。内楔会破坏芯棒的完整性,但连接强度稳定,工艺简单,应用广泛。由于连接强度不稳定,工艺复杂,外楔块的应用很少。
由于制造工艺不同,芯棒与护套之间、伞裙与护套之间有胶层。例如在挤压护套、穿伞过程中,粘结层与电场方向一致,这是绝缘的薄弱环节。由于粘结材料和粘结工艺的原因,绝缘内部界面受潮,局部放电贯穿整个分支,失去绝缘。伞裙护套真空注入全过程减少了内绝缘界面,有利于提高复合绝缘子的内绝缘。
一般在kV及以上电压等级的合成绝缘子上安装1~2个均压环,使电场分布均匀,防止高压电场加速复合绝缘子端部老化,并具有过压引弧功能,缩短放电时间确保伞裙表面不被电弧灼伤。因此,均压环的安装必须严格操作。
硅橡胶的生产工艺和质量问题,或硅橡胶老化过快,常导致复合绝缘子在运行中故障。因此,有必要对带电运行的复合绝缘子进行检测,以便提前发现缺陷,及时防止缺陷发展为事故。目前,国外对合成绝缘子带电检测的研究非常活跃,检测技术主要有观测法、紫外成像法、红外成像法和电场法。这些方法都可以实现复合绝缘子的带电检测,但各有其局限性,可以根据实际情况进行选择。
巨型绝缘子上面就是小课堂今天分享的,关于棒形悬式复合绝缘子结构的解读。在民熔小课堂的分享之后,大家应该都有一定的深入了解。但绝缘子的领域是很大的,受限于篇幅这个问题,小课堂在棒形悬式复合绝缘子结构方面其实还有更多的看法。而大家如果在使用绝缘子过程中遇到其他问题,或者想了解其他电气产品的资料和技巧,可以留意小课堂后续的经验分享。