1、第八章 絕緣子及金具組裝設(shè)計(jì) 第一節(jié) 絕緣子 絕緣子是輸配電系統(tǒng)使用最廣泛的基礎(chǔ)元件， 用于支持導(dǎo)線并起到絕緣作用的機(jī)械支撐裝置。 絕緣子的作用： 1、為傳輸電流的導(dǎo)線提供機(jī)械支撐； 2）防止電流與大地形成通道接地。,目前輸電線路上，主要使用盤式懸垂絕緣子、 棒式絕緣子、針式絕緣子等； 輸配電線路上廣泛使用的盤式絕緣子主要有瓷絕緣子圖81,玻璃絕緣子圖82。,棒型絕緣子如圖83所示。,針式絕緣子主要用在配電線路中，如圖84所示。,圖84 部分針式絕緣子的實(shí)物圖,1、機(jī)械性能要求 絕緣子的機(jī)械性能包括抗拉、抗壓、抗彎、抗機(jī)械沖擊、 殘余強(qiáng)度等。 機(jī)械強(qiáng)度安全系數(shù) K 的計(jì)算：,式中：TaR 盤式

2、的額定機(jī)電破壞負(fù)荷， 為絕緣子的額定機(jī)械破壞負(fù)荷，kN； T分別表示絕緣子的最大使用荷載、 斷線荷載、或常年荷載。 常年荷載是指平均氣溫條件下絕緣子所承受的荷載。,表81 絕緣子機(jī)械強(qiáng)度安全系數(shù)K,表81,例81 已知XP125型絕緣子， 試問該絕緣子最大允許承載負(fù)荷是多少？ 解：假設(shè)該型絕緣子在最大使用荷載是，安全系數(shù)取,根據(jù)絕緣子型號的表示方法知XP125型絕緣子的 額定機(jī)電破壞負(fù)荷為125 kN。最大允許荷載T：,線路斷線情況時，安全系數(shù)取,若每串是雙聯(lián)，考慮斷線時，最大允許荷載為,2、電氣性能要求 絕緣強(qiáng)度： 絕緣子的絕緣結(jié)構(gòu)和絕緣材料應(yīng)在電場的作用下， 而不被擊穿的耐受電壓的能力。

3、該耐受電壓的能力包括工頻電壓、操作過電壓和雷擊 過電壓。 工頻電壓： 電力系統(tǒng)中正常運(yùn)行情況下，導(dǎo)線對地的最高電壓。 對于絕緣子來說，在工頻電壓下的絕緣子的泄露距離 （泄漏比距）應(yīng)滿足一定的要求。,泄漏距離（泄漏比距）： 指加有正常工作電壓下兩部件間沿絕緣子瓷質(zhì)或 玻璃絕緣子外表面輪廓線的最短距離的總和。 在水泥或其它導(dǎo)電部分連接件表面測得的距離不應(yīng)作 泄漏距離的一部分。 因此，要保證輸電線路中可擊穿型絕緣子在運(yùn)行中， 能承受各種過電壓的作用，而不致使絕緣被擊穿，產(chǎn)生永久 性故障，就必須使絕緣子的泄露比距、1min工頻耐受電壓、 干（濕）耐受電壓或干（濕）閃絡(luò)電壓以及相應(yīng)過電壓的 電氣性能的要

4、求。,3、熱機(jī)性能要求 輸電線路運(yùn)行中的絕緣子受到機(jī)械負(fù)荷和自然界大氣的 作用負(fù)荷外，還要受到冷熱氣溫的急劇變化的影響。 為此，要求絕緣子必須具有良好的熱機(jī)性能。 4、絕緣子的抗劣化性能 由于絕緣子長期處于高壓場強(qiáng)、機(jī)械負(fù)荷和大氣作用下 隨著時間的推移將會不斷地劣化，使絕緣子的電氣性能 和機(jī)械承載能力不斷下降，逐漸失去絕緣性能和機(jī)械能力， 以致?lián)舸┗蚱茐摹?因此要求絕緣子的電氣性能和機(jī)械承載能力的下降速度 盡可能的減慢，以延長絕緣子的使用壽命。,5、絕緣子的其他性能要求 1）當(dāng)線路電壓升到一定得時候，將會產(chǎn)生電暈放電， 這種電暈放電會對無線電產(chǎn)生干擾，因而絕緣子必須 滿足電暈和抗無線電干擾的要

5、求。 2）對絕緣子的附件，如彈簧銷、鋼帽和球頭的防腐、 防銹以及尺寸均有嚴(yán)格要求。 3）對玻璃絕緣子必須將自破率控制在一定得范圍內(nèi)。,6、絕緣子的檢驗(yàn) 1）制造廠商出廠前應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格的外表檢查、型式試驗(yàn) 和批量抽檢，滿足各項(xiàng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求。 2）對出廠后的絕緣子，因運(yùn)輸?shù)纫蛩氐挠绊懀?對絕緣子必將產(chǎn)生一些不利的影響。 要求在使用前對（瓷）絕緣子進(jìn)行耐壓試驗(yàn)或絕緣測量。 一般不再要求更多的試驗(yàn)，如有特殊使用要求，可根據(jù) 需要進(jìn)行一些必要的試驗(yàn)。,二、盤式懸式瓷絕緣子 絕緣子的分類：,按照絕緣子的連接方式，絕緣子,按照使用環(huán)境和地區(qū)，絕緣子,1、盤型懸垂瓷絕緣子型號表示方法 我國生產(chǎn)地絕緣子型號一般

6、由： 字母（絕緣子類型） 數(shù)字（絕緣子的機(jī)電破壞荷載） 字母（絕緣子的特征）三部分組成。 其型號表示方法如圖85所示。,1）絕緣子的型號 X表示懸式絕緣子； XZ表示直流高壓線路用盤型懸垂瓷絕緣子； XD表示絕緣地線用盤型懸垂瓷絕緣子。 2）結(jié)構(gòu)特征代號 結(jié)構(gòu)特征代號：P 表示普通盤傘形；H表示鐘罩盤形傘； WP表示雙層盤形傘；AP表示大傘盤形傘。 3）特征數(shù)字 特征數(shù)字：表示額定機(jī)電破壞負(fù)荷（kN）。 4）安裝與連接型號代號 安裝與連接型號代號： C表示槽型連接，球型連接不表示；N表示電極形式， N表示耐張式，懸垂式不表示。,例 XP60C 表示懸式瓷質(zhì)絕緣子，機(jī)電破壞荷載70 kN， 槽型

7、連接； XP160 表示普通懸式瓷質(zhì)絕緣子，球窩形連接， 機(jī)電破壞荷載160 kN； XWP2210表示盤形懸式耐污瓷質(zhì)絕緣子（雙傘形）， 機(jī)電破壞荷載210 kN； XHP1160表示鐘罩式耐污瓷質(zhì)絕緣子， 機(jī)電破壞荷載160 kN。 由于我國有眾多的絕緣子生產(chǎn)廠商，各家都有自己的 標(biāo)識，標(biāo)明型號、出廠標(biāo)志符、生產(chǎn)日期等，因此設(shè)計(jì) 使用時應(yīng)按照其廠商給定的技術(shù)參數(shù)考慮。,2、高壓懸垂盤型瓷絕緣子結(jié)構(gòu) 高壓懸垂盤型瓷絕緣子結(jié)構(gòu)組成： 鋼帽 鋼腳 銷子（W、H等） 絕緣介質(zhì)和填充材料。 特點(diǎn)： 具有良好的絕緣性能； 抗氣候變化的性能； 耐熱性能和組裝靈活。 廣泛的應(yīng)用于各種等級的線路中。,盤式瓷

8、絕緣子是屬于可擊穿型，它采用水泥將物理、 化學(xué)性能各異的瓷件與金屬件膠結(jié)而成的； 在長期經(jīng)受電場、機(jī)械負(fù)荷和大自然的陽光、風(fēng)、雨、雪、 霧的作用，會逐漸劣化，對電網(wǎng)的安全運(yùn)行帶來威脅。 特別是含有劣化絕緣子的絕緣子串發(fā)生閃絡(luò)（由于雷擊或 污閃等原因）時，可能會使劣化的絕緣子頭部瞬間發(fā)熱爆 炸，造成導(dǎo)線落地的事故。,1）架空線路絕緣子的鋼帽 鋼帽一般采用高硅可鍛鑄鐵制造，并采用熱鍍鋅防腐 處理，其破壞強(qiáng)度0.40.6MPa。 部分鋼帽的結(jié)構(gòu)型式如圖86 ，結(jié)構(gòu)尺寸如圖87。,圖87 懸式絕緣子鋼帽的結(jié)構(gòu)尺寸,在鋼帽結(jié)構(gòu)中，為減少帽口處的應(yīng)力，承力部分采用 二層臺階，鋼腳的承力面取=250300。

9、 絕緣子的機(jī)電破壞負(fù)荷與絕緣件內(nèi)孔承力面積S 有關(guān) （圖87）。,承力面面積可按下列公式計(jì)算：,式中： d1、d2 ：分別指絕緣件中以AB為斜長的圓臺型內(nèi)孔的 上底和下底直徑，mm。 h：絕緣件圓臺內(nèi)孔高度，mm。 Hr：絕緣件圓臺內(nèi)孔計(jì)算承力面得有效高度，mm。 L：絕緣件內(nèi)孔斜長AB，mm。 為提高絕緣子機(jī)電強(qiáng)度在允許尺寸范圍內(nèi)， 應(yīng)盡可能增大承力面積，絕緣件的頭部最好是平頂。,2)絕緣子的鋼腳 采用碳素鋼制造，并進(jìn)行耐腐蝕處理，其強(qiáng)度要求比絕緣子 計(jì)算強(qiáng)度大10%。 為了減少應(yīng)力集中問題的影響，鋼腳承力面做成待大弧度 結(jié)構(gòu)形式，以承力面錐度為宜。 懸式絕緣子頭部結(jié)構(gòu)中的鋼腳端頭直徑d、d

10、2 之比一般應(yīng) 在0.752.00。 用于直流架空線路的絕緣子的鋼腳還要用鋅套保護(hù)， 作為“犧牲”電極的技術(shù)處理。,圖8-8為部分鋼腳的結(jié)構(gòu)型式；,圖88 鋼腳的結(jié)構(gòu)形式,3）銷子 采用有彈性的金屬材料制造，它是保證絕緣子串 的鎖緊部件。 對球窩聯(lián)結(jié)配有W、R型鎖緊銷(不銹鋼制造)； 對槽型聯(lián)結(jié)配有圓柱銷（中碳鋼制造）和駝背開口銷 (不銹鋼制造)。 4）盤型瓷絕緣子的絕緣介質(zhì) 盤型瓷懸垂絕緣子的絕緣介質(zhì)為瓷質(zhì)。 瓷介質(zhì)是用高質(zhì)量塑性粘土加石英砂和微晶花崗巖 制成白色、棕色、乳白色和藍(lán)色等。 輸電線路中常用白色和棕色的。,表82,5）鋼帽、鋼腳與瓷件之間的填充料,鋼帽、鋼腳與瓷件之間的填充料普遍

11、采用高標(biāo)號水泥作填充料， 如表82所示。,表82,表83,6)絕緣子用膠合劑 絕緣子用膠合劑的種類及應(yīng)用見表83,表83,表83,表83,7）盤型瓷懸垂絕緣子的安裝方式,盤型瓷懸垂絕緣子主要采用成串方式安裝，并且要與線路 金具配合。 其金具聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)主要有槽型連接和球窩型連接兩種， 見圖89。,槽型連接，由扁腳、帽槽和圓柱銷等構(gòu)成一種連接。 它具有有限的可撓性。 它的連接結(jié)構(gòu)金具較簡單，一般僅應(yīng)用在10kV線路上。 球窩連接，由腳球、帽窩和鎖緊銷所構(gòu)成的可撓連接。 具有連接撓度大，可轉(zhuǎn)動，沒有方向性且裝拆方便、 有利于帶電作業(yè)，通常均采用此種連接結(jié)構(gòu)。 鋼帽一般采用可鍛鑄鐵或球墨鑄鐵，腳一般采用

12、 Q235鋼、低合結(jié)鋼、優(yōu)質(zhì)碳素鋼或合金鋼制造。,球窩型絕緣子，是用球頭和鋼帽的球窩相連。 為防止球頭從球窩內(nèi)脫出，在球窩內(nèi)、球頭的底部 加裝有“W”或“R”型彈簧銷。 它既可以防止球頭從球窩內(nèi)脫出，又可用專用工具 將彈簧銷從球窩內(nèi)拉出，以便于更換。 由于它具有方便的特點(diǎn)，所以使用廣泛。,8）金屬附件和絕緣部件的連接 金屬附件和絕緣部件間的連接一般有膠裝和卡裝連接兩種， 配電線路套管還采用焊接連接方式。,圖810 膠裝連接結(jié)構(gòu),機(jī)械強(qiáng)度較高；對絕緣件膠裝部位尺 寸無較高的要求，安裝調(diào)整較簡單。 但由于絕緣件、金屬附件和膠合劑 三者的材料、熱膨脹系數(shù)配合不當(dāng)?shù)?原因其間有出現(xiàn)開裂的現(xiàn)象。,膠裝連

13、接（圖810）的特點(diǎn)：,絕緣件、金屬附件可拆卸。 但這種連接方式的機(jī)械強(qiáng)度較低； 連接部位尺寸精度要求較高，有時需要研磨。,圖811 卡裝連接機(jī)構(gòu) 1金屬法蘭或壓件；2）襯墊；3)襯墊或密封墊,卡裝連接（圖811）的特點(diǎn)：,（9）盤形懸式絕緣子的結(jié)構(gòu)特征 盤形懸式絕緣子的種類很多，但其基本結(jié)構(gòu)大致相仿。 按照頭部的結(jié)構(gòu)型式不同可分為： 錐頭形結(jié)構(gòu)和 圓柱形結(jié)構(gòu)。 主要區(qū)別在瓷件上。 本章主要介紹鐘罩型和雙層傘型的特點(diǎn)及應(yīng)用。,鐘罩型、大盤徑型、雙傘型 這類絕緣子的爬電距離較大，均在400mm以上， 它們在各種污穢條件下，均有一定的耐污性能。 鐘罩型及大爬電距離絕緣子設(shè)計(jì)有比較發(fā)達(dá)的棱， 下深受

14、潮緩慢，傘下有擬制電弧發(fā)展的作用。 當(dāng)用于沿海及多霧潮濕地區(qū)更能發(fā)揮鐘罩型結(jié)構(gòu)的 優(yōu)越性，適用于垂直安裝和水平安裝。 這種絕緣子因?yàn)椴凵?，自潔能力較差，清掃比較困難。 但由于擬制電弧作用較好，所以可以延長清掃周期， 所以也成為可不清掃絕緣子。,雙層傘型結(jié)構(gòu)絕緣子 雙層傘型結(jié)構(gòu)絕緣子，目前在國內(nèi)只有瓷質(zhì)絕緣子。 為了有利于風(fēng)、雨情況下的自然清洗和人工清洗， 設(shè)計(jì)成上下兩成傘裙，傘平滑無棱(或傘下有少數(shù)不發(fā)達(dá) 的幾個棱)。 因而自然積污率低，因?yàn)樗离娋嚯x大，自潔性好， 所以它比同噸位的普通絕緣子的防污性能優(yōu)很大的提高， 在污穢區(qū)使用，運(yùn)行效果較好，這種絕緣子用于具有 粉塵較多的環(huán)境下時，更能發(fā)揮

15、傘形結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性。,3、盤形懸式瓷絕緣子的主要尺寸及性能 盤形懸式瓷絕緣子的主要尺寸及性能應(yīng)符合 圖812及表85的要求。,圖812 高壓線路盤形絕緣子的主要尺寸（槽型連接）,圖812 高壓線路盤形絕緣子的主要尺寸（球型連接）,表8-4 高壓線路普通型懸式瓷絕緣子主要尺寸及性能 （GB1001-86）（部分）,表8-4,表8-5 高壓線路耐污型懸式瓷絕緣子主要尺寸及性能（部分）,表8-5,三、盤型懸式鋼化玻璃絕緣子 盤型懸式鋼化玻璃絕緣子，用于高壓和超高壓交、 直流輸電線路中絕緣盒懸掛導(dǎo)線用。 組成：由鐵帽、鋼化玻璃件和鋼腳組成，并用水泥膠合 劑膠合為一體。,盤型懸式鋼化玻璃絕緣子分類： 標(biāo)準(zhǔn)

16、型盤形懸式 耐污型 空氣動力型地線式 直流型等盤型懸式鋼化玻璃絕緣子,1、盤型懸式鋼化玻璃絕緣子的特點(diǎn) 圓柱頭型結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)是頭部尺寸小，重量輕； 抗拉強(qiáng)度高，耐振動疲勞，耐冷熱沖擊性能； 爬電距離大，耐電擊穿性能、耐電弧燒傷； 可節(jié)約金屬材料和降低線路造價。 經(jīng)過長期運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明，鋼化玻璃絕緣子具有較好的 機(jī)電性能，鋼化玻璃絕緣子具有以下優(yōu)點(diǎn)。,1）與瓷絕緣子不同，玻璃絕緣子具有“零值自爆” 玻璃絕緣子“零值自爆”的自我淘汰能力是鋼化玻璃絕緣子 的重要特性。 但裙件自爆后仍然具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度， 不會發(fā)生掉串等現(xiàn)象。 因此，可在地面或在直升機(jī)上觀測即可， 無需登桿逐片檢測，降低了工人的勞動強(qiáng)

17、度， 也就是說使用玻璃絕緣子的最大優(yōu)點(diǎn)是便于線路檢修。 根據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，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。,圖8-13為某輸電線路玻璃絕緣子“零值自爆”實(shí)景。,圖8-13 某輸電線路玻璃絕緣子“零值自爆”實(shí)景,2）具有足夠的絕緣性能和機(jī)械強(qiáng)度 運(yùn)行中的玻璃絕緣子在遭受雷電燒傷后表面仍是光滑的 玻璃體，并有鋼化內(nèi)應(yīng)力保護(hù)層。 因此仍保持了足夠的絕緣件性能和機(jī)械強(qiáng)度。 鋼化玻璃的機(jī)械強(qiáng)度可達(dá)80120MPa，而陶瓷為40MPa， 它是瓷質(zhì)強(qiáng)度的23倍； 由于鋼化玻璃絕緣子表面強(qiáng)度高，使表面不易產(chǎn)生裂縫， 而耐弧性能比瓷質(zhì)高，電氣性能好，所以它的電氣強(qiáng)度 在整個運(yùn)行過程

18、中一般保持不變，老化過程比瓷質(zhì)更慢。 根據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，在500kv線路上多次發(fā)生導(dǎo)線履冰 引起舞動的災(zāi)害，受導(dǎo)線舞動后的玻璃絕緣子經(jīng)測試， 機(jī)電性能沒有衰減。,3）玻璃絕緣子不易積污和易于清掃 據(jù)電力部門普遍反映玻璃絕緣子不易積污和易于清掃， 南方線路運(yùn)行的玻璃絕緣子雨后沖洗得較干凈。 同時通過數(shù)十年的運(yùn)行和試驗(yàn)數(shù)據(jù)證明，鋼化玻璃絕緣子 具有長期穩(wěn)定的機(jī)電性能和較長的使用壽命。 如有資料表明，對典型地區(qū)線路山的玻璃絕緣子定期取樣 測定運(yùn)行后的機(jī)電性能，從積累上千個數(shù)據(jù)表明運(yùn)行35年后 的玻璃絕緣子的機(jī)電性能與出廠時的基本一致， 未出現(xiàn)老化現(xiàn)象。,4）具有較大的主電容和成串的電壓分布均勻 玻璃

19、絕緣子具有較大的主電容和成串的電壓分布均勻特性。 因此有利于降低導(dǎo)線側(cè)和接地側(cè)附近絕緣子所承受的電壓， 從而達(dá)到減少無線電干擾、降低電暈損耗和延長玻璃絕緣子 的壽命的目的。 5）使用環(huán)境溫度范圍廣 盤形懸式玻璃絕緣子可以用于環(huán)境溫度，一般在-400C +400C之間，冷凍試驗(yàn)表明，在-600C -400C條件下其性能 亦不下降。 另外，投資建設(shè)制造鋼化玻璃絕緣子生產(chǎn)廠比瓷質(zhì)絕緣子廠 低；并能實(shí)現(xiàn)制造全部過程機(jī)械化、自動化。,2、懸式鋼化玻璃絕緣子結(jié)構(gòu) 懸式鋼化玻璃絕緣子的組成： 鐵帽； 鋼化玻璃件（絕緣介質(zhì)）； 鋼腳組成； 用水泥膠合劑膠合為一體。 其中：鐵帽、鋼腳等基本結(jié)構(gòu)同盤型懸式瓷絕緣子

20、一樣。 鋼化玻璃絕緣件為絕緣介質(zhì)： 用細(xì)粒石英砂、白云石、石灰石和長石等礦物原料， 以及純堿，碳酸鉀，氟硅酸鈉和芒硝等化工原料制成。,3、鋼化玻璃絕緣子的標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)參數(shù) 部分普通型、耐污型懸式玻璃絕緣子、空氣動力型 盤形懸式玻璃絕緣子-技術(shù)參數(shù)， 分別如圖8-14圖8-15， 表8-6所示為LXP-70型標(biāo)準(zhǔn)型盤形懸式絕緣子的技術(shù)參數(shù)。,表86 標(biāo)準(zhǔn)型盤形懸式玻璃絕緣子（LXP-70）-技術(shù)參數(shù),表86,圖87地線玻璃絕緣子技術(shù)參數(shù),表8-7,4、盤形懸式玻璃絕緣子產(chǎn)品型號 盤形懸式玻璃絕緣子產(chǎn)品型號表示 與盤形懸式瓷絕緣子基本相同。 其產(chǎn)品型式代號： LX表示高壓線路盤形懸式玻璃絕緣子； L

21、XZ表示直流高壓線路盤形懸式玻璃絕緣子； XD表示絕緣地線用盤形懸式瓷絕緣子。 結(jié)構(gòu)特征代號： Y表示圓柱頭結(jié)構(gòu)； H表示鐘罩盤形傘； A表示空氣動力型； Q表示球面型。 特征數(shù)字：額定機(jī)電破壞負(fù)荷(kN)。,例： LXY3210 標(biāo)準(zhǔn)型鋼化玻璃懸式絕緣子，圓柱形頭部結(jié)構(gòu)， 球形連接，機(jī)電破壞負(fù)荷210kN。 LXQY120 球面型盤型玻璃型絕緣子，機(jī)電破壞負(fù)荷120kN。 值得注意的問題，在第一部分字母后，有的有一個數(shù)字； 如XHP116中的下標(biāo)1，表示設(shè)計(jì)序號。,四、針式瓷絕緣子 主要用于高壓架空輸變電線路中絕緣和支持導(dǎo)線， 按額定電壓分為6、10、15、20及35kV五個等級。 針式絕緣

22、子由瓷件和鋼腳（或螺套）組成， 瓷件與鋼腳（或螺套）用硅酸鹽水泥膠合劑接為一體。 瓷件表面為白色或棕色等，鋼腳表面熱鍍鋅。,1、高壓線路針式瓷絕緣子型號 高壓線路針式絕緣子型號含義， 其方法與盤形懸式絕緣子相同，見圖8-16所示。,結(jié)構(gòu)特征： P普通型針式絕緣子， PQ加強(qiáng)重污型針式絕緣子； PQ1加強(qiáng)耐污型式絕緣，普通型不表示 設(shè)計(jì)順序號 額定電壓（kV） 特征代號： B瓷件側(cè)槽以上部位上半導(dǎo)體釉； T帶腳、鐵擔(dān)； M帶腳、木擔(dān)； L不帶腳、瓷件與腳螺紋連接） 安裝連接螺紋直徑： （T后的16、20表示下端螺紋直徑，M20者不表示）。,2、針式瓷絕緣子電氣性能及主要尺寸 針式絕緣子電氣性能及

23、主要尺寸，分別見圖8-17 表8-8、表8-9所示。 圖8-18為針式絕緣子在運(yùn)行線路中安裝實(shí)景圖例。,圖8-18 針式絕緣子在運(yùn)行線路中安裝實(shí)景圖例。,表88 針式瓷絕緣子電氣性能（部分）,表89 針式瓷絕緣子主要尺寸（部分）,3、柱式瓷絕緣子 柱式瓷絕緣子與針式瓷絕緣子基本相同。 柱式絕緣子的絕緣瓷件澆裝在底座鐵靴內(nèi)， 形成“鐵包瓷”外裝結(jié)構(gòu)，不易出現(xiàn)瓷件膨裂故障， 且淺裙邊型自潔性能良好。 但用于架設(shè)自線桿塔導(dǎo)線轉(zhuǎn)角不能過大， 側(cè)向力不能超過其允許抗彎強(qiáng)度。,圖8-19所示為柱式瓷絕緣子外形結(jié)構(gòu)及運(yùn)行線路安裝實(shí)景。,圖8-19 柱式絕緣子外形結(jié)構(gòu)及運(yùn)行線路安裝實(shí)景圖,運(yùn)行線路安裝實(shí)景圖,

24、圖8-20 用于低壓線路的絕緣子外形結(jié)構(gòu)圖,用于低壓線路的絕緣子外形，見圖8-20所示。,五、棒式絕緣子 1、瓷棒式絕緣子 瓷棒式絕緣子，是一端或兩端外澆裝鋼帽的實(shí)芯瓷體， 或純瓷拉棒，見圖8-21。 棒式絕緣子（瓷拉棒）特點(diǎn)： 具有質(zhì)量輕、長短、實(shí)心結(jié)構(gòu)，不會閃擊 具有泄露距離長、絕緣水平高、自潔性優(yōu)良； 但由于在運(yùn)行中易遭受振動等原因而導(dǎo)致斷裂 因此只能用在一些應(yīng)力比較小的承力桿。,圖8-22為SL型雙鐵頭瓷拉棒外形及絕緣罩的組裝圖。,產(chǎn)品型式代號的含義： S表示膠裝式； L表示拉線絕緣子； XS表示瓷拉絕緣子； D表示導(dǎo)線截?cái)嗍剑ń壴讲槐硎荆?斜杠“/”后的數(shù)值表示機(jī)械破壞負(fù)荷，KN

25、 ； 橫線“”后的數(shù)值表示額定電壓 KV ； 緊接后的字母“D”表示導(dǎo)線截?cái)嗍?； T表示兩端帶有附件。,例： 型號XS-10/2T，“XS”表示瓷拉棒絕緣子； 橫線“-”后的數(shù)值“10”表示額定電壓為10kv； 型號XS-10/2D，“XS”表示瓷拉棒絕緣子； 橫線“”后的數(shù)值“10”表示額定電壓為10KV； 斜杠“/”后的數(shù)值“2”表示機(jī)械破壞負(fù)荷20KN； 緊接后的字母“D”表示導(dǎo)線截?cái)嗍健?型號SL-10/20，“SL”表示膠裝式拉線絕緣子； 橫線“”后的數(shù)值“10”表示額定電壓為10KV； 斜杠“/”后的數(shù)值“20”表示機(jī)械破壞負(fù)荷20KN。,2、棒懸式絕緣子,1）棒懸式絕緣子結(jié)構(gòu)

26、棒懸式絕緣子組成： 瓷件（鋁質(zhì)高強(qiáng)度瓷配方） 兩端為金屬聯(lián)接構(gòu)建組成 金屬附件（法蘭） 用水泥膠合劑膠裝而成。 瓷件的長度可以根據(jù)需要而定，同時也可根據(jù)絕緣 需要制成一個一個元件、二個元件或三個元件。,圖8-23為棒懸式絕緣子的實(shí)物圖,圖8-23 棒懸式絕緣子的實(shí)物圖,普通型絕緣子，瓷件傘裙為等徑標(biāo)準(zhǔn)傘。 耐污型絕緣子的傘裙多采用開放型大小交替?zhèn)慊?傘下帶棱的大小交替?zhèn)恪?大傘間的傘間距較大，從而大大改善了傘間的放電特性， 而小傘則處于大傘的保護(hù)之下，不易受污染， 提高了絕緣子閃絡(luò)和耐污性能。 又因瓷件的膠裝部分采用圓柱體上砂結(jié)構(gòu)， 上砂用的砂子是用經(jīng)特殊工藝制造的造粒砂， 它與瓷體結(jié)合性能優(yōu)

27、良，膨脹系數(shù)合理匹配， 能有效地提高絕緣子的機(jī)械強(qiáng)度。,絕緣子用法蘭結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)時均受力時應(yīng)力分布均勻， 其材料為機(jī)械強(qiáng)度高的球墨鑄鐵，表面熱鍍鋅， 具有優(yōu)良的耐腐蝕能力。 膠合劑，為高標(biāo)號硅酸鹽水泥，采用合理的養(yǎng)護(hù)工藝 使瓷的強(qiáng)度得到充分的發(fā)揮。 由于所有絕緣子均采用單柱式結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)簡單， 維護(hù)工作量少，使用可靠壽命長。 絕緣子瓷件表面一般為棕釉， 也可根據(jù)客戶需要而上白釉的棒懸式絕緣子。,2）棒懸式瓷絕緣子特性 棒懸式瓷絕緣子是一種不可擊穿結(jié)構(gòu)，從而避免了 瓷質(zhì)瓷絕緣子因泥膠絕緣子機(jī)械強(qiáng)度高、分散性小， 運(yùn)行安全可靠，并具有較高耐震能力；以及絕緣子低溫 機(jī)械性能優(yōu)越； 根據(jù)相關(guān)生產(chǎn)廠家提供

28、的資料表明，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/cm2等值鹽密下， 可長期耐受最高運(yùn)行相電壓，即絕緣子級的爬電距離， 可耐受級等值鹽密污穢。 額定電壓550kV爬電比距為25mm/kV的絕緣子可在 0.06mg/cm2等值鹽密下長期運(yùn)行；,根據(jù)相關(guān)生產(chǎn)廠家提供的資料表明， 額定電壓550kV的絕緣子，在1.1倍最高運(yùn)行相電壓下， 產(chǎn)生無線電干擾不大于500uV，晴天夜晚無可見電暈， 可見電暈電壓高達(dá)450kV； 金具數(shù)量相對較減，從而大大減輕金具銹蝕引起的污閃 事故率；在工頻交流電壓126800kV輸變電系統(tǒng)電

29、站中， 作為高壓電器和導(dǎo)電部分的絕緣盒支持。絕緣子適用 環(huán)境溫度為-40+40，部分產(chǎn)品可用于海拔高度 為4000m的地區(qū)。,3、棒形支柱式瓷絕緣子 棒形支柱式瓷絕緣子的基本結(jié)構(gòu)與瓷棒式絕緣子相似， 絕緣子組成： 瓷件：瓷件表面上棕釉，或根據(jù)用戶要求的顏色上釉。 上、下金屬附件：金屬附件表面熱鍍鋅，330kV及以上 用于支持母線的絕緣子，其頂部設(shè)有均壓環(huán)。 用水泥膠合劑膠裝而成。 根據(jù)安裝位置分戶外棒形支柱絕緣子和戶內(nèi)支柱絕緣子。 戶外棒形支柱絕緣子，用于高壓電器或戶內(nèi)配電裝置上， 作絕緣和固定導(dǎo)體用。,圖824 支柱絕緣子用于戶外電站安裝實(shí)景,圖824 為支柱絕緣子用于戶外電站安裝實(shí)景。,按

30、適用環(huán)境大氣的清潔程度，絕緣子分普通型、 耐污型和耐重污型三種。 按支持的電氣設(shè)備不同，分為母線及隔離開關(guān)支柱、 阻波器支柱和空心電抗器支柱三種。,戶外棒形支柱瓷質(zhì)絕緣子具有以下優(yōu)點(diǎn)： 絕緣子機(jī)械強(qiáng)度高、分散性小，運(yùn)行安全可靠； 絕緣子低溫機(jī)械性能好，即在-40條件下彎曲破壞強(qiáng)度 與室溫相比無明顯變化； 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； 耐地震水平高，即額定電壓252kV、550kV絕緣子， 在烈度9級的抗地震性能試驗(yàn)，結(jié)果試品完好無損；,無線電干擾低，額定電壓550kV的絕緣子， 在1.1倍最高運(yùn)行相電壓下，產(chǎn)生無線電干擾不大于500uV， 晴天夜晚無可見電暈，可見電暈電

31、壓高達(dá)450kV； 適用于工頻交流系統(tǒng)統(tǒng)標(biāo)稱電壓10-750kV變電、 配電裝置和電站電氣設(shè)備中作為導(dǎo)電部分的絕緣和支持； 適用于海拔不超過1000，周圍環(huán)境溫度為-40+40。,六、復(fù)合絕緣子 復(fù)合絕緣子的實(shí)物圖例如圖8-25,圖8-25 復(fù)合絕緣子的實(shí)物圖例,復(fù)合絕緣子類型： 線路柱式絕緣子； 長棒形絕緣子； 支柱絕緣子； 空心絕緣子。 對于110kV及以上的合成絕緣子配備12只均壓環(huán)。 復(fù)合絕緣子的特點(diǎn)： 與傳統(tǒng)的盤形懸式瓷絕緣子相比，復(fù)合絕緣子有下列 突出的優(yōu)點(diǎn)： 抗振、阻尼、抗疲勞斷裂以及抗穢閃、耐酸、 耐老化和耐電性能力，密封性能好等性能方面 要大大超過其他類型絕緣子。,電氣性能優(yōu)

32、越 硅橡膠傘裙據(jù)有良好的憎水性和遷移性，耐污閃能力強(qiáng)， 能在重污穢地區(qū)安全運(yùn)行，以及復(fù)合絕緣子具有 不可擊穿性能無須進(jìn)行零值檢測工作； 污閃電壓是瓷絕緣子的23倍，工頻濕閃電是工頻干閃的 90%，可免除繁重的清掃工作。 根據(jù)相關(guān)生產(chǎn)廠家提供的資料表明，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/cm2等值鹽密下， 可長期耐受最高運(yùn)行相電壓，即絕緣子級的爬電距離， 可耐受級等值鹽密污穢。 額定電壓550kV爬電比距為25mm/kV的絕緣子可在 0.06mg/cm2等值鹽密下長期運(yùn)行；,重量輕、體積小 復(fù)合絕緣子只有瓷絕緣

33、子的1/71/10，體積小， 傘裙帶有彈性，不易破碎，耐打擊，運(yùn)用安全輕便； 以質(zhì)量為例，一基500KV的普通直線塔，當(dāng)用瓷絕緣子 （27片絕緣子組成串），則總重量達(dá)600kg， 而使用合成絕緣子，則只需3只，總重量75kg。 兩者質(zhì)量比為（600/75）達(dá)8倍。,機(jī)械拉伸強(qiáng)度高 復(fù)合絕緣部分采用整體模壓成形工藝，端部連接技術(shù) 采用壓接式工藝， 長期運(yùn)行也能保證其可靠性和穩(wěn)定性。 芯棒的抗拉強(qiáng)度時瓷質(zhì)材料的610倍；,具有很好的互換性 能與瓷等絕緣子互換使用，如具有很好的互換性； 合成絕緣子存在問題： 由于芯棒制造過程加入脫模劑，產(chǎn)生護(hù)套鼓包 （不粘棒）、芯棒出油問題； 化學(xué)反應(yīng)滯后，出現(xiàn)芯棒

34、擊穿問題； 芯棒固化度不夠、耐高溫性能較差，變彎而引起的 護(hù)套偏心或直接斷裂問題。,2、復(fù)合絕緣子各組成部分結(jié)構(gòu) 復(fù)合絕緣子組成： 絕緣芯棒； 硅橡膠傘套； 兩端金屬端頭（帽窩或碗頭）的連接金具。 由于復(fù)合絕緣子的傘裙、芯棒材料既不是陶瓷， 也不是玻璃，而是有機(jī)合成材料， 故又稱之為復(fù)合（或合成）絕緣子(或非陶瓷絕緣子)、 塑料絕緣子或聚合物絕緣子。 它是近幾年出現(xiàn)的一種新型絕緣子， 其基本結(jié)構(gòu)如圖8-26所示。,圖826 復(fù)合絕緣子組成部分結(jié)構(gòu)圖 1-芯棒；2-芯管；3-外套；4-（端部）金屬附件,長棒型絕緣子,空心絕緣子,1）絕緣芯棒： 絕緣芯棒是復(fù)合絕緣子的骨架，起著支撐傘套、內(nèi)絕緣、

35、聯(lián)接兩端金具，以及承受機(jī)械負(fù)荷等多重作用。 芯棒通常采用環(huán)氧樹脂玻璃纖維引拔棒或管制成。 它具有很高的抗張強(qiáng)度，一般可達(dá)600Mpa以上， 是普通鋼材的2倍，瓷材料的58倍， 并具有良好的介電性能和耐化學(xué)侵蝕性， 還有良好的抗彎曲疲勞，抗蠕變和抗沖擊性。,2）傘裙護(hù)套（簡稱外套）： 硅橡膠傘套，主要起著保護(hù)芯棒，遮擋風(fēng)雨，增大爬電距離 和產(chǎn)品外絕緣的作用。 復(fù)合絕緣子的傘裙護(hù)套材料，一般有硅電磁、環(huán)氧樹脂、 聚四氟乙烯、乙丙橡膠和硅橡膠等。 以高分子聚合物硅橡膠為基體，輔以阻燃劑，抗老化劑， 偶聯(lián)劑等填料經(jīng)高溫高壓硫化而成，具有良好的憎水性和 遷移性，以及良好的耐腐蝕，耐老化，電絕緣等性能。

36、并且具有很高的污閃電壓和耐碎性能，電壓分布均勻， 與瓷相比其在同等條件下閃絡(luò)電壓時瓷的2倍以上。,3）金屬附件（端頭）： 將外部機(jī)械力傳到芯體上，并提供連接端的部件； 材料一般用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼制成。,金屬附件（端頭）芯棒連接方式分： 機(jī)械輥壓示、膠裝示和楔式三類，如圖827。,3、復(fù)合絕緣子型號表示方法 合成絕緣子型號表示方法如圖828所示,例： FXBW表示棒型懸式復(fù)合絕緣子； FPQ表示復(fù)合針式絕緣子； FZSW表示復(fù)合支柱絕緣子； FS表示復(fù)合橫擔(dān)絕緣子； FCGW表示復(fù)合干式穿墻套管； FQE(X)表示電氣化鐵道用復(fù)合絕緣子。,4、復(fù)合絕緣子類型 復(fù)合絕緣子分類： 針式復(fù)合絕緣子：針式

37、復(fù)合絕緣子，也稱棒形復(fù)合絕緣子。 適用于高壓線路設(shè)施。 棒形支柱復(fù)合絕緣子。 復(fù)合絕緣子的特點(diǎn)： 具有良好的憎水性、抗老化性、耐漏電起痕性和耐電 蝕損性； 具有很高的抗張強(qiáng)度，其機(jī)械強(qiáng)度高、抗沖擊性能、 防震和防脆性能、重量輕、安裝方便。 在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上都考慮了頂部和底部安裝尺寸與相應(yīng)瓷針式 絕緣子尺寸相同，可以互換。,針式絕緣子型號表示，圖830,棒形支柱復(fù)合絕緣子， 主要適用于10kv城市和農(nóng)村配電網(wǎng)絡(luò)線路中。 棒形支柱復(fù)合絕緣子，也包括棒形懸式復(fù)合絕緣子、 橫擔(dān)復(fù)合絕緣子。 圖8-31所示為棒形支柱復(fù)合絕緣子外形圖例。,圖8-32復(fù)合柱式絕緣子安裝示意圖。,圖8-32 復(fù)合柱式絕緣子在變電

38、站的安裝示意圖,支柱式復(fù)合光纖絕緣子為光電式互感器的組合件， 具有強(qiáng)度高，重量輕，防震、抗沖擊性能高、耐污性能好， 不需人工清掃，是瓷套的理想替代品；也可用于光纖復(fù)合 地線的光纖引過高壓區(qū)。,圖8-33 支柱式復(fù)合光纖絕緣子,隨著電力的線路改造絕緣化， 配電線路上廣泛地應(yīng)用了絕緣導(dǎo)線。 由于絕緣導(dǎo)線先天不足的問題是耐雷水平較低， 容易在遭受雷擊時發(fā)生斷線事故。 防止10kV架空絕緣導(dǎo)線雷擊斷線所采取的主要措施， 架設(shè)避雷線； 安裝氧化鋅避雷器； 在柱式絕緣子上安裝金屬箍環(huán)等。 但就現(xiàn)有的技術(shù)水平還存在以下缺點(diǎn)：投資成本較大， 施工安裝復(fù)雜，需剝開絕緣層，導(dǎo)致線芯進(jìn)水和腐蝕等。,穿刺式防弧絕緣子

39、的特點(diǎn)： 1）是在復(fù)合支柱式絕緣子的基礎(chǔ) 上增加防弧線夾造價降低； 2)安裝方便，可避免線芯進(jìn)水和 腐蝕，減少了勞動強(qiáng)度；,穿刺式防弧絕緣子的實(shí)物如圖8-34所示,圖8-34穿刺式防弧絕緣子,穿刺式防弧絕緣子原理為： 將該金具安裝在線路絕緣子附近的絕緣導(dǎo)線上， 當(dāng)雷電過電壓超過一定數(shù)值時， 在防弧金具的穿刺電極和接地電極之間引起閃絡(luò)， 形成短路通道，接續(xù)的工頻電弧便在防弧金具上 燃燒，以保護(hù)導(dǎo)線免于燒傷。,七、橫擔(dān)絕緣子 高壓線路橫擔(dān)絕緣子，用作高壓架空輸變電線路中， 起支持導(dǎo)線作用。 用于電源頻率不超過100HZ，海拔不超過1000m； 安裝環(huán)境溫度-40+40架空輸變電線路。,橫擔(dān)絕緣子分

40、類:材料分 瓷絕緣橫擔(dān); 玻璃鋼橫擔(dān)； 復(fù)合橫擔(dān)絕緣子等。,外形實(shí)物圖,1、瓷絕緣橫擔(dān) 瓷橫擔(dān)絕緣子是目前國內(nèi)在1035kv輸配電線路上使用較多 的絕緣子。 這是因?yàn)樗哂幸韵聝?yōu)點(diǎn)： 1）由于瓷橫擔(dān)可兼作橫擔(dān)和絕緣子，而且造價比較低， 所以既簡化了線路桿塔的結(jié)構(gòu)，又具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益； 2）絕緣水平與耐雷水平較高，自然清潔效果好， 事故率也低，在污穢地區(qū)使用，較針式絕緣子可靠；,3）由于瓷橫擔(dān)比較輕，容易清掃， 便于施工、檢修和帶電作業(yè)； 4）由于瓷橫擔(dān)的絕緣結(jié)構(gòu)形狀及其安裝運(yùn)行方式， 可以有效地利用桿塔高度，簡化桿塔的結(jié)構(gòu)， 方便安裝，節(jié)省鋼材，明顯地降低了線路投資， 節(jié)約的資金約占線路總造

41、價的三分之一， 有著明顯的經(jīng)濟(jì)效益。,瓷絕緣橫擔(dān)的缺點(diǎn)： 1）因?qū)Ь€的風(fēng)載、覆冰等大氣環(huán)境因素產(chǎn)生振動， 易造成瓷橫擔(dān)的斷裂； 2）隨著城鎮(zhèn)工業(yè)的迅速發(fā)展，工業(yè)廢物排氣量日益增多， 由此經(jīng)常引起防污性能較差的瓷絕緣橫擔(dān)表面發(fā)生污閃， 造成線路停電事故。 目前主要用來替代金屬橫擔(dān)、木質(zhì)橫擔(dān)。 它的最大特點(diǎn)是質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、容易清掃、便于施工、 檢修和帶電作業(yè)，同時還具有提高線路的防雷水平， 自然清潔效果好，降低事故率， 保證架空線路安全運(yùn)行等優(yōu)點(diǎn)。,高壓線路瓷橫擔(dān)絕緣子型號表示，如圖8-36所示。,2、復(fù)合橫擔(dān)絕緣子 復(fù)合橫擔(dān)絕緣子可適用于各類污穢地區(qū)以及對瓷釉和 金屬附件有嚴(yán)重腐蝕的環(huán)境，特別

42、適用于重污穢區(qū)。 實(shí)際運(yùn)行證明，復(fù)合絕緣橫擔(dān)不但能解決瓷絕緣橫擔(dān) 所出現(xiàn)的振動斷裂和污閃電壓低等問題，而且還具有 重量輕、防震、抗沖擊能力強(qiáng)、不需人工清掃、 運(yùn)行維護(hù)量少等特點(diǎn)。,圖8-37所示為（部分）復(fù)合橫擔(dān)絕緣子結(jié)構(gòu)圖。,3、玻璃鋼橫擔(dān) 玻璃鋼橫擔(dān)具有重量輕、比強(qiáng)度好、抗沖擊、介電性能 優(yōu)良、耐腐蝕性合耐熱性能好等優(yōu)點(diǎn)。 玻璃鋼橫擔(dān)解決了現(xiàn)有木橫擔(dān)、鐵橫擔(dān)的防腐性能差， 阻燃性能差，強(qiáng)度低，絕緣性差，能源損失大， 使用壽命短等缺點(diǎn)。,除上述各形絕緣子外，還有拉緊絕緣子、碟式絕緣子、 放電箱位瓷絕緣子。 1、拉緊絕緣子 一般用于架空配電線路的終端、轉(zhuǎn)角、斷連桿等穿越導(dǎo)線的 拉線上，使下部拉

43、線與上部拉線絕緣。,拉緊絕緣子，又稱拉線圓瓷，見圖8-38所示。,拉線絕緣子運(yùn)行線路中的安裝實(shí)景見圖8-39。,圖8-39 拉線絕緣子運(yùn)行線路中的安裝實(shí)景,2、碟式絕緣子 圖8-40所示為碟式絕緣子（俗稱茶臺瓷瓶）， 它分高壓、低壓兩種。 在10kv線路上碟式絕緣子與懸式絕緣子組成“茶吊”， 用于小截面導(dǎo)線耐張桿、轉(zhuǎn)角桿、終端桿或分支桿等； 或在低壓線路上，作為直線耐張絕緣子。,3、放電箝位瓷絕緣子 放電箝位絕緣子的底部與柱式絕緣子基本相同， 絕緣瓷件澆裝在底座鐵靴內(nèi)，形成“鐵包瓷”外澆裝結(jié)構(gòu)， 其頂部絕緣瓷件澆裝在鐵帽內(nèi)，鐵帽上安裝有鋁制壓板。,放電箝位絕緣子的結(jié)構(gòu)如圖8-41。,圖8-41

44、 放電箝位瓷絕緣子,主要技術(shù)參數(shù)如表8-9。,表8-9,放電箝位絕緣子除起到一般絕緣子的作用外， 還可以防止中壓絕緣線遭受雷擊斷線，其原理安裝 絕緣導(dǎo)線時，將絕緣導(dǎo)線剝除絕緣層后用鋁壓板 壓緊固定，導(dǎo)線與鐵帽為等電位， 當(dāng)發(fā)生雷擊電壓擊穿時，工頻續(xù)流將由鐵帽對鐵靴 閃絡(luò)，從而避免工期續(xù)流燒斷導(dǎo)線。,第二節(jié) 絕緣子串及組裝設(shè)計(jì) 將單片絕緣子用相配套的金具組裝成一體的多片絕緣子組合 結(jié)構(gòu),稱為“絕緣子串”。 在輸電線路中，只有將其絕緣子片組成串后才能滿足機(jī)械和 電氣的要求，由于使用不同，絕緣子串有多種形式。 基本可分為兩大類； 一是懸垂絕緣子串組裝；二是耐張組裝。 即懸垂絕緣子串在直線桿塔上的懸掛

45、； 耐張絕緣子在非直線桿塔上的拉緊固定； 跳線絕緣子的吊掛及避雷線在桿塔上的懸掛和拉緊固定。,圖8-42所示為鏈狀行絕緣子在線路中的布置設(shè)計(jì)簡圖,其絕緣子串既起絕緣作用又代替桿塔橫擔(dān)。 它省略了復(fù)雜的剛結(jié)構(gòu)橫擔(dān)。若用合成絕緣子代替橫擔(dān)， 它還具有質(zhì)量輕、運(yùn)輸輕便存放的地方小、施工方便等優(yōu)點(diǎn)。 作為高壓輸電線路的桿塔，尤其作事故搶修用的桿塔很適的。 但因絕緣子是AA性件組合構(gòu)件，不能承受壓力，所以當(dāng)用 鏈狀行絕緣子串作這種塔時，同樣應(yīng)不使絕緣子串承受壓力。,一、絕緣子串與桿塔的連接設(shè)計(jì)應(yīng)滿足基本要求 絕緣子串與桿塔的連接方式直接影響著線路的安全運(yùn)行。 因此，在選連接方式時，不僅要視桿塔結(jié)構(gòu)形式而

46、定， 同時應(yīng)滿足經(jīng)濟(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡單；施工檢修方便， 連接可靠；所用連接金具除應(yīng)具有鎖緊裝置外， 還應(yīng)有足夠的機(jī)械強(qiáng)度（連接的第一個零件其標(biāo)稱破壞 荷重可加大一級）；絕緣子串在順、橫線路方向均能靈活； 盡可能減少因振動和擺動造成元件磨損。,二、 絕緣子串的組裝和機(jī)械受力分析 桿塔上懸掛導(dǎo)線和避雷線的部位，成為掛線點(diǎn)時， 必須將與其連接的金屬包括在內(nèi)，兩者應(yīng)一同考慮。 由于掛線點(diǎn)受力較為復(fù)雜，除要求金具具有足夠的 機(jī)械強(qiáng)度外，為減少或消除掛線點(diǎn)處的彎曲應(yīng)力， 應(yīng)能隨實(shí)際受力方向的改變而靈活轉(zhuǎn)動。 又因桿塔的形式和絕緣子串的種類較多， 掛線點(diǎn)亦有不同的形式和種類， 但歸納起來可分為懸垂，耐張兩類。,

47、1.懸垂掛線點(diǎn) 正常運(yùn)行情況下，它只承受導(dǎo)線及附加的垂直荷載 ， 在斷線的情況下，要求承受導(dǎo)線的斷線張力。 因此要求懸垂組合絕緣子同時滿足上述兩個條件。 此時，計(jì)算絕緣子串上（或金具）最大綜合荷載G， 對于正常情況下，一般來說覆冰時的綜合荷重為最大， 既此時作用在導(dǎo)線的最大荷載Gn可按式(8-3)計(jì)算確定 Gn =（LhW5）2+(LvW3)21/2 （8-3）,而金具或絕緣子串在覆冰時的綜合荷載為 G = Gn+G1 （8-4） 此時絕緣子串?dāng)?shù)n應(yīng)滿足（8-5計(jì)算條件） n K1GT （8-5） 式中：G1絕緣子串覆冰時的綜合荷載，N； W5導(dǎo)線覆冰時的綜合荷載，N； W3導(dǎo)線覆冰時的風(fēng)荷載

48、，N； K1盤形懸式絕緣子的機(jī)械強(qiáng)度安全系數(shù)； Gn盤形懸式絕緣子的額定機(jī)械破壞荷載，kN Lh、Lv分別為水平檔距和垂直距離的檔距，m。,采用式（8-5）確定絕緣子串?dāng)?shù)n時， 應(yīng)根據(jù)導(dǎo)線不同控制情況，絕緣子所承受的不同荷載， 應(yīng)選用不同的安全系數(shù)K1。安全系數(shù)K1的確定， 可直接根據(jù) 66KV及以下架空送電線路設(shè)計(jì)規(guī)程（GB5006-1997）、 110500KV架空送電線路設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程 （DL/T5092-199）的規(guī)定選用，或設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)確定。,在直線桿塔上的絕緣子串，還要考慮出現(xiàn)斷線的情況。 此時所絕緣子串的數(shù)量n將需根據(jù)導(dǎo)線斷線張力Td來計(jì)算， 即 n K1Td /TR， 式中： K1為

49、盤形懸絕緣子的機(jī)械強(qiáng)度安全系數(shù)，根據(jù)上述原則選用； Td為導(dǎo)線斷線張力，在正常運(yùn)行情況下的導(dǎo)線張力根據(jù)導(dǎo)線的 不同型號和桿塔型式?jīng)Q定，見表8-12。,表8-12 單導(dǎo)線的斷線張力與最大使用張力百分比,對平地和山地線路，兩分裂導(dǎo)線的縱向不平衡張力， 應(yīng)分取一根導(dǎo)線的最大使用張力的40%及50%。 兩分裂導(dǎo)線的縱向的不平衡張力，對平地和山地線路， 應(yīng)分別取大小不于相導(dǎo)線使用張力的15%、20%及25%， 且不應(yīng)小于20KN。 桿塔上懸掛導(dǎo)線和避雷線的部位，稱懸掛點(diǎn)。 選懸掛點(diǎn)時必須將與其連接的金具包括在內(nèi)，兩者應(yīng)一同考慮。 適用于橫擔(dān)一點(diǎn)懸掛或兩點(diǎn)懸掛，平行路線方向受力。 U形懸掛板可以轉(zhuǎn)動，垂直

50、線路方向受力。 球頭掛環(huán)可以轉(zhuǎn)動，由于這種掛線的方式受力條件較好， 在送電線路中得到普遍采用。,圖8-44 懸垂掛線點(diǎn)的幾種掛線方式,圖6-44（a）U型掛板掛線,圖6-44（b） U型螺絲掛線,圖6-44（c）增強(qiáng)型U型掛板掛線,2、耐張掛線點(diǎn) 常用的耐張掛線點(diǎn)的連接方式， 圖8-45（a）適用于一點(diǎn)懸掛，圖8-45（b）適用于兩點(diǎn)懸掛。,由于該兩種掛線方式上下（靠絕緣子串中的第二金具零件）、 左右都能自由轉(zhuǎn)動，適應(yīng)了導(dǎo)線傾斜角和線路轉(zhuǎn)角的變化。 這樣不僅適用于懸掛導(dǎo)線，也適用于懸掛避雷線。,三、絕緣子串每串片數(shù)的確定 在輸電線路上直線桿塔的絕緣子串是垂直于地面安裝的， 瓷裙內(nèi)不易積塵和進(jìn)水

51、。 而耐張桿塔的絕緣子串幾乎是與地面平行安裝的。 瓷裙內(nèi)易積塵又易進(jìn)水，因此絕緣子串的表面絕緣水平下降。 另外，在耐張桿塔的絕緣子串上比直線桿塔要多安裝1至2個 絕緣子（在變電所出入口或污穢地區(qū)則要重點(diǎn)考慮絕緣子的 個數(shù)），以提高其載荷和絕緣強(qiáng)度。 在工程實(shí)際應(yīng)用中，耐張絕緣子串的絕緣子數(shù)量應(yīng)比 懸垂絕緣子串的同型絕緣子多一個。,1.絕緣子串每串片數(shù)選擇 （1）按在工頻電壓作用下選擇每串絕緣子的片數(shù) 工頻電壓作用下，選擇絕緣子片數(shù)的方法，一般有兩種： 1）按各類污穢條件下絕緣子串的成串污閃電壓來選擇； 2）按各類污穢條件下絕緣子串的成串泄漏比距（）選擇。 無論采用那種方法選擇絕緣子的片數(shù)， 其

52、基本問題都要以一定線路允許的污閃事故率為基礎(chǔ)， 同時都要先確定該線路所處的地區(qū)污穢等級。,（2）按泄露比距（）要求選擇絕緣子型式與片數(shù) 根據(jù)架空輸電線路設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程推薦采用絕緣串的 污閃電壓與絕緣子片數(shù)呈線性關(guān)系為依據(jù)而確定的方法， 其每串所需的絕緣子數(shù)量n計(jì)算公式為： n =Um/Ls =Um/KxL0 （8-12） 式中：Um 系統(tǒng)最高工作電壓，kV； Ls 單片絕緣子有效泄露距離，cm； L0 單片絕緣子幾何泄露距離，cm：,不同污穢條件下所需泄露比距，其值根據(jù)各地區(qū)審定的 污穢區(qū)分布圖見相關(guān)手冊要求選取，其中， 對500kV及其220kV樞紐變電所、主干線，宜將01提高選； Kx絕緣子

53、泄露距離的有效系數(shù)。,式中：Lb標(biāo)準(zhǔn)絕緣子的單片泄露距離，cm； Lc 待求絕緣子的單片泄露距離，cm； Ufb標(biāo)準(zhǔn)絕緣子的單片污閃電壓，kV； Ufx待求絕緣子的單片污閃電壓，kV；,（3）按絕緣子片數(shù)的選擇 按操作沖擊閃絡(luò)過電壓數(shù)據(jù)選擇絕緣子片數(shù)， 鑒于計(jì)算內(nèi)容較多，此處不作介紹。 （4）根據(jù)已設(shè)經(jīng)驗(yàn)選擇絕緣子串的絕緣字?jǐn)?shù)確定， 可按表8-13,表8-13 直線桿塔上懸垂絕緣子串的絕緣子數(shù)量,對全高超過40m的有避雷線的桿塔， 高度每增高10m應(yīng)增加一個絕緣子。 線路經(jīng)過空氣污穢地區(qū)時，宜采用防塵絕緣子或根據(jù) 運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和可能污染的程度，增加絕緣子數(shù)量或 絕緣子串的泄露距離。,海拔為1000

54、3500m的地區(qū)，絕緣子串的絕緣子數(shù)量， 一般按下式確定： nn=n1+0.1（H-1） 式中：nn海拔地區(qū)的絕緣子數(shù)量（個） n海拔1000 m 以下地區(qū)的絕緣子數(shù)量(個） H海拔高度（km）。,（1）直線桿塔上懸垂絕緣子串?dāng)?shù)選擇 導(dǎo)線懸掛在直線桿塔上，其懸垂絕緣子串?dāng)?shù)應(yīng)由 以下兩個條件進(jìn)行選擇驗(yàn)算。 按導(dǎo)線最大綜合荷載，驗(yàn)算應(yīng)選用的絕緣子串?dāng)?shù)為 n KG/T G =Gn+Gv Gn =LnW3+（Lv）W3,上述三式中： n 絕緣子串?dāng)?shù)； K 絕緣子的安全系數(shù)； T 絕緣子的機(jī)電荷載； G 作用于絕緣子串上的荷載，N/m； Gv 絕緣子串的重量，N； g 單位長度導(dǎo)線自重、覆冰、風(fēng)載的綜合

55、載荷，N/m； Gn 直線檔距導(dǎo)線垂直荷載 （包括自重、覆冰、風(fēng)載等綜合荷載），m； S 導(dǎo)線總截面，mm2 L 直線檔距（最大值），m。,按導(dǎo)線斷線條件進(jìn)行驗(yàn)算，即當(dāng)導(dǎo)線斷線時， 絕緣子串承受斷線張力，因此所選擇的絕緣子串?dāng)?shù) 必須承擔(dān)導(dǎo)線斷線的張力， 此時應(yīng)選用的絕緣子串?dāng)?shù)為 nK2TD/T 式中：n 絕緣子串?dāng)?shù)； K2 懸式絕緣子串在斷線情下的機(jī)械的 安全系數(shù) K2 =1.3 TD 懸式絕緣子一小時機(jī)電載荷。,2）耐張絕緣子串絕緣子個數(shù)選擇 耐張絕緣子在耐張桿塔上組成耐張串。 耐張絕緣子串除承受導(dǎo)線的自重、冰重及風(fēng)壓， 還要承受正常運(yùn)行和斷線兩種情況的順路方向的導(dǎo)線張力Tm。 因此，耐張絕

56、緣字?jǐn)?shù)目，按式（8-19）計(jì)算確定： n K1Tm/T 式中Tm 為導(dǎo)線最大拉力; K1 為絕緣子串的安全系數(shù),K1=2.0 T 為絕緣子的機(jī)電荷載，N。,第三節(jié) 絕緣子串的組裝設(shè)計(jì)舉例 一、跳線連接組裝方式說明 （1）使用壓縮型耐張線夾時，耐張線夾本身自帶跳線線夾， 見圖8-46（a），這種跳線線夾經(jīng)壓接后用螺栓固定， 接觸可靠，可裝可卸，安裝方便，在輸電線路中被廣泛采用。,(2)使用螺栓型耐張線夾時，若跳線不需要切斷， 則可作為導(dǎo)線的一部分連續(xù)通過，見圖8-48（b） 上述兩種連接方式，多用于配電線路的耐張桿塔 的跳線連接。,（3）當(dāng)施工和運(yùn)行需要時，須將跳線斷開后再重新連接， 用鋁并溝線

57、夾，將兩側(cè)引來的跳線固定在一起， 如圖8-47（a）所示，這種連接裝卸亦很方便，同時跳線 還有調(diào)整的余地。 鋁并溝線夾適合安裝小型號跳線， 安裝個數(shù)一般以兩個為宜。 用壓縮型跳線線夾連接跳線， 見圖8-47（b）所示，壓接后用螺栓固定， 接觸可靠，裝卸方便。,（4）跳線絕緣子串連接， 是靠跳線絕緣子串自身的重量來限制跳線的搖擺角度 不至過大，以增大跳線對桿塔的電氣間隙。 這種方法廣泛地應(yīng)用于耐張、轉(zhuǎn)角塔上。 跳線絕緣子串的組裝形式， 一般與導(dǎo)線用的懸垂絕緣子串相同，兩者通用。 由于跳線長度很小，受溫度影響很小， 因而各種情況下的跳線長度可按計(jì)算： Lm = L+8fm2/3L 式中L為連接兩端

58、的直線長度（單位：m）， fm跳線弧垂（單位：m）。 當(dāng)跳線利用絕緣子繞跳時， 它的整個長度可由各段長度總和而定。,（5）對干字型耐張塔的中相導(dǎo)線，因其跳線需要從塔的 一側(cè)繞至另一側(cè)安裝。若采用一般絕緣子串還不能滿足 對塔的間隙時，一般采用由跳線托架（俗稱扁擔(dān)線夾） 組成的跳線絕緣子串，使跳線遠(yuǎn)離塔身的方法進(jìn)行安裝。 跳線托架，均用角鋼做托架，有兩種結(jié)構(gòu)。 一種將角鋼的兩端壓成弧形，用四個鉤形螺栓將跳線固定， 見圖8-48(a); 另一種僅在托架之下掛兩個懸垂線夾，見圖8-48（b）。 這兩種形式的跳線托架目前均無定型產(chǎn)品， 需要時根據(jù)工程實(shí)際情況自行設(shè)計(jì)。 采用跳線托架懸掛跳線，在運(yùn)行中有其

59、缺陷，因引起注意。,圖8-48 由跳線托架組成的跳線絕緣子串,（a）裝有托架的跳線絕緣子串,（b）跳線絕緣子串掛架,二、單聯(lián)絕緣子串及組裝的方式設(shè)計(jì) 1、單聯(lián)絕緣子串及組裝的方式主要優(yōu)點(diǎn) 1）使用金具和絕緣子數(shù)量很少，所以費(fèi)用很低； 2)相應(yīng)的破損率也很少，更換、維護(hù)及檢修所需的費(fèi)用 也同時降低； 3）由于閃絡(luò)概率與絕緣子數(shù)量和串的數(shù)量成正比， 絕緣子數(shù)量減少，閃絡(luò)概率也就較低。 然而單聯(lián)絕緣子串一旦在串中出現(xiàn)破損絕緣子時， 其可靠性降低。 一般在擋距較大時、受力較為嚴(yán)重以及重要跨越處， 可采用雙聯(lián)或多聯(lián)絕緣子； 4）單串耐張絕緣子串，適用于懸掛中小截面導(dǎo)線 （185mm2以下）。,2、單聯(lián)絕緣子串及組裝的方法設(shè)計(jì) 當(dāng)線路上直線桿塔的相鄰桿塔懸掛點(diǎn)高差極大時， 而直線桿塔上導(dǎo)線懸垂角已超過線夾的允許范圍， 但經(jīng)過計(jì)算其垂直荷重并不超過絕緣子串