1、絕 緣 子 的 選 擇,隨著我國輸電線路的不斷發(fā)展，輸電網(wǎng)絡(luò)的不斷完善以及對特高壓輸電工程的深入研究，未來我國的輸電線路行業(yè)無論在技術(shù)還是在應(yīng)用方面都會有突飛猛進的發(fā)展，作為線路不可或缺的一部分絕緣子的選擇，將會是影響線路是否能夠正常運行的的關(guān)鍵所在。 下面就從絕緣子的概念、選擇絕緣子時的要求、如何選擇絕緣子串和絕緣子片數(shù)來論述一下絕緣子的選擇。一、什么是絕緣子 絕緣子俗稱瓷瓶，它是用來支持導(dǎo)線的絕緣體。絕緣子可以保證導(dǎo)線和橫擔(dān)、桿塔有足夠的絕緣。它在運行中應(yīng)能承受導(dǎo)線垂直方向的荷重和水平方向的拉力。它還經(jīng)受著日曬、雨淋、氣候變化及化學(xué)物質(zhì)的腐蝕。因此， 絕緣子既要有良好的電氣性能， 又要有足

2、夠的機械強度。絕緣子的好壞對線路的安全運行是十分重要的。,絕緣子按結(jié)構(gòu)可分為支持絕緣子、懸式絕緣子、防污型絕緣子和套管絕緣子。架空線路中所用絕緣子， 常用的有針式絕緣子、蝶式絕緣子、懸式絕緣子、瓷橫擔(dān)、棒式絕緣子和拉緊絕緣子等。 二、選用絕緣子應(yīng)滿足哪些要求 (1)要有良好的絕緣性能，使其在干燥和陰雨的情況下，都能承受標準規(guī)定的耐壓； (2)絕緣子不但承受導(dǎo)線的垂直荷重和水平荷重，還要承受導(dǎo)線所受的風(fēng)壓和覆冰等外加荷載，因此要求絕緣子必須有足夠的機械強度； (3)架空線路處于野外，受環(huán)境溫度影響較大，要求絕緣子能耐受較大的溫度變化而不破裂；,(4)絕緣子長期承受高電壓和機械力的作用，要求其絕緣

3、性能的老化速度要比較慢，有較長的使用壽命； (5)空氣中的腐蝕氣體會使絕緣子絕緣性能下降，要求絕緣子應(yīng)有足夠的防污穢和抵御化學(xué)氣體侵蝕的能力。 三、絕緣子串的選擇 絕緣子機械強度的安全系數(shù)應(yīng)符合（表一）的規(guī)定。雙聯(lián)及多聯(lián)絕緣子串應(yīng)驗算斷一聯(lián)后的機械強度，其荷載及安全系數(shù)按斷聯(lián)情況考慮。 表一,絕緣子機械強度的安全系數(shù)K1應(yīng)按下式計算 K1=TR/T 式中：TR 絕緣子額定機械破壞負荷（kN）； T分別取絕緣子承受的最大使用荷載、斷線荷載、斷聯(lián) 荷載、驗算荷載或常年荷載（kN）。 注：常年荷載是指年平均氣溫條件下絕緣子所承受的荷載。驗算荷載是驗算條件下絕緣子所承受的荷載。斷線的氣象條件是無風(fēng)、有

4、冰、-5，斷聯(lián)的氣象條件是無風(fēng)、無冰、-5。 1、懸垂絕緣子串選擇 、在正常運行電壓下，絕緣子應(yīng)該有足夠的機電破壞強度，也就是說應(yīng)該按線路的運行電壓、絕緣子的機械強度以及擬承受的外荷載，并考慮一定的安全系數(shù)來選擇絕緣子型式。,、在正常運行電壓作用下，絕緣子應(yīng)該具有足夠的電氣強度。因為在正常工頻電壓作用下，特別是在絕緣子表面基有一定的污穢時，有可能沿絕緣子串表面發(fā)生閃絡(luò)，為了防止這類故障所需要的電氣絕緣強度，通常以絕緣子串的爬電距離來表示，根據(jù)所要求的爬電距離，并根據(jù)所選絕緣子單片的爬電距離數(shù)值即可確定所需絕緣子片數(shù)。 、絕緣子串還應(yīng)能耐受內(nèi)過電壓的作用，即絕緣子片數(shù)的選擇尚應(yīng)滿足操作過電壓要求

5、。,、一般不按外過電壓（雷電過電壓）的要求來選擇絕緣子串的強度，而是根據(jù)已選定的絕緣子水平來估計線路的耐雷水平。僅在個別高塔、大跨越，需要提高耐雷水平的情況下或個別高接地電阻桿塔上，才適當考慮耐受雷電過電壓的需要，酌量增加絕緣子片數(shù)。 2、耐張絕緣子串的選擇 耐張絕緣子串，由于其承受的機械應(yīng)力比懸垂絕緣子串大，出現(xiàn)零值絕緣子的概率比懸垂絕緣子串高且檢修困難，因此，其電氣強度應(yīng)略高于懸垂絕緣子串。 、當耐張絕緣子串所用的絕緣子型式和懸垂絕緣子串的絕緣子型式相同時，根據(jù)66kV及其以下架空輸電線路設(shè)計規(guī)范和110-750kV架空輸電線路設(shè)計規(guī)范，對于35350kV線路，耐張絕緣子串片數(shù)應(yīng)比懸垂串多

6、一片，500kV線路應(yīng)多兩片。,、當耐張絕緣子串所用的絕緣子型式和懸垂絕緣子串的型式不同時，其整體的機電性能應(yīng)不低于中對耐張絕緣子串的要求。 3、絕緣子串的可靠度 絕緣子串一般由多片絕緣子串聯(lián)組裝而成，只有每只絕緣子都能可靠運行，整串絕緣子才能可靠運行，只要其中一片斷掉，整串絕緣子就會產(chǎn)生故障。因此，整串絕緣子的可靠性與串中每片絕緣子的可靠性有關(guān)。根據(jù)可靠性理論，并假定單片絕緣子的可靠度均相等且為Ri,則片絕緣子相互串聯(lián)后，整串絕緣子的可靠度（Ri）為 RiRi （3-1）,若采用雙聯(lián)絕緣子串（即兩個單串并聯(lián)），令每串絕緣子的可靠度為，并假定當一串絕緣子斷裂（失效）后，另一串絕緣子仍能繼續(xù)工作

7、，則其可靠度（）為 （3-2） 式中：一串絕緣子的可靠度，按式（3-1）計算。 在超高壓送電線路上，特別對耐張絕緣子串，設(shè)計者有時需要考慮三聯(lián)、四聯(lián)乃至更多聯(lián)絕緣子串組合的方案進行比較，此時，其可靠度可按如下公式進行計算。 設(shè)有n串絕緣子并聯(lián)組成n聯(lián)絕緣子串，若允許其中有r串絕緣子斷裂，則可按下式將前r+1項加起來計算n聯(lián)絕緣子串的可靠度（Rn）。,Rn=R1n+nR1n-1R1+n(n-1)R1n-2R12/2+n!R1n-rR1r/r!(n-r)! （3-3） 式中 R1-串絕緣子的可靠度，可按式（3-1）計算； R1-串絕緣子的失效（斷裂）概率，R1=（1-R1）。 對于跨度比較大的檔距

8、和重要的跨越物（鐵路、高速公路等），在單聯(lián)絕緣子的機械滿足的情況下，為了其線路提高安全性建議使用雙聯(lián)或多聯(lián)絕緣子串。,四、絕緣子片數(shù)的選擇 在工頻電壓作用下，選擇絕緣子片數(shù)的方法一般有兩種：按各類污穢條件下的絕緣子串的成串污閃電壓來選擇；按各類污穢條件下絕緣子串的爬電距離（）來選擇。這兩種方法的基本出發(fā)點都是以一定的線路允許的污閃事故率為基礎(chǔ)，都需要首先確定線路所處地區(qū)的污穢等級。污穢等級確定見手冊（P81）。 1、按泄露比距要求選擇絕緣子型式與片數(shù) 據(jù)110750kV架空輸電線路設(shè)計規(guī)范推薦采用的一種方法，其公式為: nUm/Le=Um/(Ke*Lg) 式中 n-每串絕緣子所需要的片數(shù)； U

9、m-系統(tǒng)的最高電壓，kV ；,不同污穢條件下所需要的爬電距離，其值按手冊（P81） 表2-6-5中選取。 Le單片絕緣子有效爬電距離； Lg單片絕緣子幾何爬電距離； Ke絕緣子爬電距離的有效系數(shù)，以XP-70、XP-160為基礎(chǔ)，其 Ke取值為1。 由于這種選擇方法是以實際線路運行經(jīng)驗及事故率為依據(jù)的，零值絕緣子的影響已包含在內(nèi)，所以不需要考慮可能出現(xiàn)的零值絕緣子而再增加片數(shù)。 2、按絕緣子串的污閃電壓選擇絕緣子片數(shù) 測試單片絕緣子的污閃電壓（U50%），標準偏差系數(shù)取%=8%，,耐壓值(UR)取為系統(tǒng)的最高運行相電壓。 可用 UR=U50%(1-4%)=0.68U50%選取。計算中，對于高壓

10、線路不同于-A、C6-A的絕緣子，還要引入校正系數(shù)Ke,Ke一般取1.1-1.2。 絕緣子串中絕緣子片數(shù)的選擇除應(yīng)符合工頻電壓的泄露距離要求外，尚應(yīng)符合操作過電壓要求，其選擇方法如下： 、電壓較低的線路，當絕緣子串缺乏合適的操作沖擊閃絡(luò)電壓時，可用工頻濕閃絡(luò)電壓數(shù)據(jù)作為選擇依據(jù)。 此時，絕緣子串的工頻50%濕閃絡(luò)電壓峰值UNh應(yīng)滿足下式要求： UNh= KK0Upm kV K-濕閃絡(luò)電壓綜合校正系數(shù)，海拔1000及米以下取1.1； Upm-線路的最高運行相電壓有效值，kV ;,K0-操作過電壓倍數(shù)，35kV及其以下低電阻接地系統(tǒng)K0取3.2， 66kV及其以下K0取4.0，110kV和220k

11、V K0取3.0， 330kV K0取2.2，500kV K0取2.0。 、按絕緣子串操作沖擊閃絡(luò)電壓數(shù)據(jù)選擇絕緣子片數(shù) 對絕緣子串的干、濕閃絡(luò)電壓均分別按下式： Usub= K0Upm/(1-n%)Kd Usua= KhUpm/(1-n%)Kd 式中 Usub-絕緣子的操作沖擊50%濕閃絡(luò)電壓（峰值），kV； Usua-絕緣子的操作沖擊50%干閃絡(luò)電壓（峰值），kV； Kd-空氣密度校正系數(shù)，按手冊（P72表2-6-2）選?。?%-標偏系數(shù)；n-標偏系數(shù)的倍數(shù)；,1/(1-n%) 表示操作沖擊50%閃絡(luò)電壓和耐受電壓間的裕度， 220kV及以下的線路取1.17，3300kV及以下上的線路 取

12、1.25。 按照上面計算出來的Usub、Usua后分別查相應(yīng)的絕緣子串濕、干閃絡(luò)電壓曲線可得出所需要的絕緣子片數(shù)。 、對于零值絕緣子，考慮到規(guī)程規(guī)定，建議選出絕緣子后，尚應(yīng)再增加1-2片絕緣子以補償出現(xiàn)零值絕緣子的影響。 3、雷電過電壓作用下絕緣子片數(shù)選擇 一般不按雷電過電壓的要求來選擇絕緣子串的絕緣強度。但應(yīng)根據(jù)已選定的絕緣子水平來檢驗線路的耐雷水平，并應(yīng)符合相應(yīng)的規(guī)程規(guī)定。如果在某些情況下雷擊跳閘率太高，可根據(jù)具體情況酌量增加絕緣子片數(shù)。, 對裝有地線的桿塔，全高大于40米后，每增加10米增加一片絕緣子；全高超過100米后，絕緣子數(shù)量應(yīng)結(jié)合運行經(jīng)驗，通過雷電過電壓的計算來確定。 對無地線的大跨越檔，應(yīng)比規(guī)程規(guī)定增加1片絕緣子。 4、特殊情況 高海拔地區(qū)懸垂串的選擇 nH=ne0.1215m1(H-1000)/1000 式