高壓支柱絕緣子一般由絕緣件(如瓷件)和金屬附件(如鋼腳、鐵帽、法蘭等)用膠合劑膠合或機(jī)械卡裝而成。絕緣子在電力系統(tǒng)中應(yīng)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(fā)電廠和變電所的母線和各種電氣設(shè)備的外部帶電導(dǎo)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(dǎo)體絕緣。

戶(hù)內(nèi)支柱絕緣子用于額定電壓6~35kV戶(hù)內(nèi)電站，變電所配電裝置及電器設(shè)備，用以絕緣和固定導(dǎo)電部分。

絕緣子適用于周?chē)h(huán)境溫度為-40℃~+40℃，安裝地點(diǎn)海拔高度普通型不超過(guò)1000m，高原型不超過(guò)4000m。

絕緣子按膠裝結(jié)構(gòu)分為外膠裝，內(nèi)膠裝和聯(lián)合膠裝三種結(jié)構(gòu)型式，絕緣子按額定電壓與抗彎強(qiáng)度等級(jí)分類(lèi)如下:

型號(hào)說(shuō)明

Z--戶(hù)內(nèi)外膠裝支柱絕緣子;zj-10qZN--戶(hù)內(nèi)內(nèi)膠裝支柱絕緣子;

ZL--戶(hù)內(nèi)聯(lián)合膠裝支柱絕緣子;

對(duì)于外膠裝支柱絕緣子，破折號(hào)前字母L表示多棱式，字母A、B、D表示機(jī)械破壞負(fù)荷分別為3.75，7. 5，20kN。字母后分?jǐn)?shù)，分子表示額定電壓千伏數(shù)，分母為機(jī)械破壞負(fù)荷kN數(shù)。

N--內(nèi)膠裝上下附件為單螺孔者;

Y--外膠裝和聯(lián)合膠裝下附件為圓形者;

T--外膠裝下附件為橢圓形者;

F--外膠裝下附件為方形者;

G--高原型(老產(chǎn)品為GY)

有些增強(qiáng)子位于啟動(dòng)子上游，有些位于下游，所以絕緣子的效應(yīng)并不取決于絕緣子同啟動(dòng)子的相對(duì)位置。因此，對(duì)絕緣子效應(yīng)的方向性的原因還沒(méi)有真正弄清楚。目前已發(fā)現(xiàn)有兩個(gè)基因座以反式活化方式影響絕緣子的功能。基因S2J(Hw)編碼的核蛋白識(shí)別絕緣子，絕緣子同其結(jié)合后才有絕緣作用。當(dāng)該基因突變后，盡管y基因座中插入了絕緣子，但失去了絕緣作用，y在所有組織中都表達(dá)。另一個(gè)基因座是mod(mdg 4)，該基因發(fā)生突變后，其效應(yīng)正好與Su(Hw)相反，即這些突變型都增強(qiáng)了絕緣作用，使絕緣子的絕緣效應(yīng)不再有方向性而得到擴(kuò)展，也就是阻斷了上游和下游兩側(cè)的增強(qiáng)子的效應(yīng)。有一種解釋認(rèn)為先是Su(Hw)同絕緣子DNA結(jié)合后，使絕緣子有絕緣效應(yīng)。mod(mdg4)同Su(Hw)結(jié)合，使絕緣子失去絕緣效應(yīng);突變的mod(mdg4)不能同Su(Hw)結(jié)合，于是絕緣子又增強(qiáng)了絕緣作用。

支柱絕緣子是一種特殊的絕緣控件，能夠在架空輸電線路中起到重要作用。早年間支柱絕緣子多用于電線桿，慢慢發(fā)展于高型高壓電線連接塔的一端掛了很多懸狀的絕緣體，它是為了增加爬電距離的，通常由硅膠或陶瓷制成，就叫絕緣子。絕緣子在架空輸電線路中起著兩個(gè)基本作用，即支撐導(dǎo)線和防止電流回地，這兩個(gè)作用必須得到保證，絕緣子不應(yīng)該產(chǎn)生由于環(huán)境和電負(fù)荷條件發(fā)生變化導(dǎo)致的閃絡(luò)擊穿而失效，否則絕緣子就會(huì)失去作用，會(huì)損害整條線路的使用和運(yùn)行壽命。

絕緣子作用

高壓電線連接塔的一端掛了很多盤(pán)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制成,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(luò)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(tǒng)最高電壓.根據(jù)污穢程度不同,重污穢地區(qū)一般采用爬距為31毫米/每千伏。 零值絕緣子指的是在運(yùn)行中絕緣子兩端的電位分布接近零或等于零的絕緣子。 零值或低值絕緣子的影響:線路導(dǎo)線的絕緣依賴(lài)于絕緣子,由于制造缺陷 或外界的作用,如:絕緣子表面過(guò)臟，雷擊等。絕緣子的絕緣性能會(huì)不斷劣化,當(dāng)絕 緣電阻降低或?yàn)榱銜r(shí)稱(chēng)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。

折疊編輯本段存在問(wèn)題

隨著我國(guó)特高壓交直流線路的建設(shè)和對(duì)機(jī)械強(qiáng)度使用要求的不斷提高，純瓷支柱絕緣子的問(wèn)題也越來(lái)越突出，在特高壓直流換流站中的問(wèn)題更為突出，主要表現(xiàn)在:

①外絕緣問(wèn)題。隨著運(yùn)行環(huán)境的日趨惡化，瓷支柱絕緣子抗污閃能力不足。對(duì)于特高壓直流而言，純瓷支柱絕緣子要求很大的爬電距離和結(jié)構(gòu)，而過(guò)高的支柱絕緣子難以達(dá)到較強(qiáng)的抗彎和抗震強(qiáng)度。

②抗地震問(wèn)題。以電瓷支柱絕緣子為絕緣部件的高壓設(shè)備，簡(jiǎn)稱(chēng)為電瓷型高壓設(shè)備，這類(lèi)設(shè)備的抗震問(wèn)題一直難以很好地解決。在2008年的汶川大地震中，高壓設(shè)備損壞的大部分原因是瓷套管斷裂。對(duì)于特高壓直流系統(tǒng)而言，用于平波電抗器的支柱絕緣子要求整體高度12m，支撐質(zhì)量40t，而換流站地點(diǎn)在地震多發(fā)區(qū)的云南楚雄，顯然瓷支柱絕緣子要滿(mǎn)足抗震要求是十分困難的。

③制造質(zhì)量問(wèn)題。瓷支柱絕緣子由于其本身工藝復(fù)雜、設(shè)備條件、原材料質(zhì)量問(wèn)題等限制，制造難度很大。原國(guó)家電力公司發(fā)輸電運(yùn)營(yíng)部高壓支柱瓷絕緣子事故調(diào)查工作小組在大量調(diào)研的基礎(chǔ)上，按技術(shù)原因統(tǒng)計(jì)瓷支柱絕緣子的事故情況，得出造成支柱瓷絕緣子斷裂，產(chǎn)品質(zhì)量原因占大多數(shù)的結(jié)論。

折疊編輯本段斷裂事故特點(diǎn)分析

(1)普通低強(qiáng)度(4kN)的瓷絕緣子出現(xiàn)斷裂問(wèn)題較多，高強(qiáng)瓷(8kN及以上)的問(wèn)題較少。

(2)斷裂事故在全國(guó)各地都有發(fā)生，發(fā)生斷裂事故的地區(qū)，北方多于南方，尤其東北地區(qū)最多，其次是華北地區(qū)。

(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(jí)，其中又以220kV最多，約占一半以上。

(4)高壓支柱絕緣子支撐的設(shè)備主要是隔離開(kāi)關(guān)和母線，斷裂事故中涉及隔離開(kāi)關(guān)的約占80%以上。

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

(6)斷裂事故有95%以上都發(fā)生在法蘭口內(nèi)3厘米到第一傘裙之間。

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

折疊編輯本段絕緣子發(fā)熱

折疊原因

研究表明，絕緣子的發(fā)熱由三部分組成:

一為電介質(zhì)在工頻電壓作用下激發(fā)的極化效應(yīng)發(fā)熱;

二為內(nèi)部穿透性泄漏電流發(fā)熱;

三為表面爬電泄漏電流發(fā)熱。

當(dāng)絕緣子運(yùn)行狀況良好時(shí)，其發(fā)熱主要為第一項(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。

折疊概述

電力系統(tǒng)中，棒形瓷支柱絕緣子被廣泛使用在母線和隔離開(kāi)關(guān)中。在長(zhǎng)期的運(yùn)行過(guò)程中，機(jī)械、 熱、電、環(huán)境等多因素的綜合作用使絕緣子用瓷不可避免地發(fā)生各種物理、化學(xué)變化，從而引起電氣 性能、機(jī)械強(qiáng)度等隨運(yùn)行時(shí)問(wèn)的增加而逐步下降， 發(fā)熱、放電、發(fā)光等特征將伴隨性能下降過(guò)程同步出現(xiàn)。

絕緣子特點(diǎn)

1、支柱絕緣子均符合GB8287.1 《高壓支柱瓷絕緣子技術(shù)條件》和GB12744，《耐污型戶(hù)外棒形支柱瓷絕緣子》的規(guī)定，也符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC168《標(biāo)稱(chēng)電壓高于1000伏的系統(tǒng)用戶(hù)內(nèi)和戶(hù)外瓷或玻璃支柱絕緣子的試驗(yàn)》及IEC出版物815《絕緣子在污穢條件下的選用導(dǎo)則》的規(guī)定。

2、絕緣子機(jī)械強(qiáng)度高、分散性小，運(yùn)行安全可靠。

3、絕緣子低溫機(jī)械性能好。

為檢驗(yàn)產(chǎn)品的低溫機(jī)械性能，在松遼水利委員會(huì)的水科所低溫試驗(yàn)室模擬室外冬季溫度的變化，對(duì)ZSW1-110/4 型絕緣子進(jìn)行冷凍試驗(yàn)。經(jīng)過(guò)幾次溫度循環(huán)后，在低溫下將試晶做彎曲破壞試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果證明絕緣子在-40℃條件下彎曲破壞強(qiáng)度與室溫相比無(wú)明顯變化。

4、耐污性能優(yōu)良。

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，最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)期耐受最高運(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)領(lǐng)先，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(xué)研究院進(jìn)行了烈度9級(jí)的抗地震性能試驗(yàn)，結(jié)果試品完好無(wú)損。

6、無(wú)線電干擾低。

額定電壓550kV的絕緣子，在1.1倍最高運(yùn)行相電壓下，產(chǎn)生無(wú)線電干擾不大于500μV，晴天夜晚無(wú)可見(jiàn)電暈，可見(jiàn)電暈電壓高達(dá)450kV。