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特高压交流输电线路的绝缘子如何选型?

时间:2017-12-11 13:59 点击:

特高压交流输电线路绝缘子选型

绝缘子的选型是特高压输电线路绝缘配合最为重要的内容之一。合理确定绝缘子的型式对于在保证电力系统运行的可靠性的同时,控制设备制造成本有着重要意义。

特高压线路绝缘子主要有玻璃绝缘子、复合绝缘子以及瓷绝缘子,在我国特高压线路中均得到实际应用。我们就三种绝缘子分别从预期寿命、失效率和检出率以及电气性能等方面进行讨论,给出特高压绝缘子的选型建议。

1、预期寿命

瓷绝缘子的绝缘部件由无机材料氧化铝陶瓷制成,该材料具有优良的抗老化能力和化学稳定性。玻璃绝缘子是以钢化玻璃为绝缘体,通过水泥胶合剂与其他金属吊挂件装配而成,并采用“热钢化”工艺,赋予了玻璃表层高达100~250MPa的永久预应力,使钢化玻璃的强度增大,热稳定性提高,抗老化性加强,寿命延长。

根据我国对已运行5~30年的玻璃和瓷绝缘子进行的机电性能跟踪对比试验,玻璃绝缘子的使用寿命取决于金属附件,瓷绝缘子的使用寿命取决于绝缘件;运行经验表明,玻璃绝缘子运行40a,机电性能变化不大,而瓷绝缘子平均寿命周期为15~25a。

复合绝缘子外绝缘采用有机材料硅橡胶,在电晕放电、紫外线辐射、潮湿环境、温度变化以及化学腐蚀等因素用下比较容易老化,对其使用寿命研究需长时间的跟踪观察,目前复合绝缘子只有20多年的运行经验,尚无足够数据支撑。从国内外运行经验来看,只要复合绝缘子能够保证出厂质量,使用寿命达到10a是没有问题的。

2、失效率和检出率

瓷绝缘子的失效表现形式为经过长时间运行后,材料老化,绝缘性能降到很低甚至为零。这种低值或者零值绝缘子无法从外表看出来,需要通过试验检测查出。

玻璃绝缘子失效表现为零值自破,即玻璃绝缘子在绝缘性能失去时,玻璃伞盘会爆裂破损。玻璃绝缘子在自破后,维修人员可以直接用肉眼观察到破碎的玻璃伞盘,所以玻璃绝缘子的失效检出率比瓷绝缘子高很多,通常认为玻璃绝缘子是不需要进行零值检测的,其维护检测工作量也比瓷绝缘子小得多。另有统计表明,国产玻璃绝缘子在其寿命周期内平均失效率为比瓷绝缘子低1~2个数量级。

复合绝缘子内绝缘距离和外绝缘距离几乎相等。结构上属于不可击穿型绝缘子,不存在零值绝缘子的问题,也就不需要零值检测。但是复合绝缘子的失效表现形式为伞裙硅橡胶蚀损以及隐蔽的“界面击穿”,无法直接观察,必须使用仪器逐只检测及更换,导致维护工作量及费用增加。

3、电气性能

目前,在我国线路上大量应用的绝缘子主要有:轻度中度污秽地区主要是双层伞形绝缘子XWP-300、三伞瓷绝缘子CA-876、普通瓷绝缘子CA-590和玻璃绝缘子FC300;重污秽地区和高海拔地区主要为复合绝缘子。