我国绝缘子的发展现状及应考虑的问题

介绍了我国交直流悬式瓷、玻璃和复合绝缘子以及变电站和换流站支柱瓷、复合绝缘子和空心瓷、复合绝缘子及套管制造技术的发展历程和技术水平。并结合我国绝缘子的运行经验、制造技术水平以及对技术的认识,提出了不同类型绝缘子在制造、设计、选型、运行方面应考虑的问题及建议。如:330 kV及以上支柱瓷绝缘子应采用等静压干法成型工艺;制造企业应控制悬式瓷和玻璃绝缘子的铁帽、绝缘件和水泥胶装剂机械强度的分散性;160 kN、210 kN、300 kN、400 kN、530 kN机械强度等级的绝缘子,应分别采用φ24、φ24或φ28、φ30、φ34或φ38、φ38或φ40芯棒制造绝缘子。超高压和特高压可选该系列中芯棒较大值。不能在同一电压等级采用同一直径的芯棒来制造不同机械强度等级的绝缘子。c级及以下污秽等级复合绝缘子的爬电系数(C.F)不大于3.2;d级及以上污秽等级爬电系数(C.F)不大于3.5;e级及以上污秽等级爬电系数(C.F)不大于3.8;等。     

1000kV交流输电线路用绝缘子技术关键的探讨

根据1000kV交流输电线路对绝缘子的技术要求,对我国现有的瓷、玻璃盘形悬式绝缘子和棒形悬式复合绝缘子的等级规格、电气特性和机械特性进行了分析;结合运行的要求指出特高压系统用的绝缘子应解决的关键技术是污秽问题,同时要完善和开发高吨位等级的各种大爬距的绝缘子;特高压绝缘子串的电位分布对绝缘子的性能影响应引起重视;除了执行GB/T1001-2003和GB/T19519,还应增加补充打击负荷试验(仅是普通型)、可见电晕电压试验、无线电干扰试验、工频电弧试验、机械振动试验和长串机械试验。     

三峡—华东直流输电线路的绝缘子选择研究

根据三峡—华东直流输电线路的污区分布及盐密预测，综合分析玻璃绝缘子、瓷绝缘子和合成绝缘子的机电性能及运行维护方面的优缺点，提出了绝缘子型式的选择方案。认为在轻污秽区域，以瓷绝缘子、玻璃绝缘子为首选型式；在重污秽区域，以合成绝缘子为首选型式。     

1000 kV交流特高压支柱瓷绝缘子制造技术

根据晋东南-荆门1 000 kV特高压交流试验示范工程对支柱瓷绝缘子机械、电气、耐地震等性能的要求,首次采用污耐压法对其进行了污秽外绝缘设计、耐地震计算分析和耐地震性能评价、成功地研制了结构高度10m、额定弯曲破坏负荷16kN、扭转破坏负荷10 kN.m、爬电距离30 250 mm的1 000 kV特高压工程用支柱瓷绝缘子。该支柱绝缘子由五个单元件组成,具有优良的机械强度特性、污耐压特性和耐地震能力,可运行于c级污秽等级。试验验证和运行经验皆表明研制的支柱瓷绝缘子的电气、机械特性等满足晋东南-荆门1 000 kV特高压交流试验示范工程的要求。     

防掉串用环-环型±800kV特高压直流复合绝缘子的研制

绝缘子是保证高压输电线路安全可靠运行的关键技术之一,防掉串±800kV直流复合绝缘子系列产品采用环-环型金具结构代替球头-球窝结构,防止掉串事故的发生。这种防掉串用环-环型特高压复合绝缘子的研制开发严格按照满足±800kV直流特高压工程要求进行设计和选材,采用完善的生产工艺和制造技术,总结加工经验,确保制造质量。产品机电性能能够满足特高压直流输电线路在重污秽、高海拔、覆冰等复杂气候地理环境下的安全使用要求。     

浅析浙江省多雷区送电线路外绝缘配置的选择

针对多雷区送电线路特点,对玻璃、复合两种绝缘子的特性、参数进行对比,得出,110kV线路玻璃绝缘子的耐雷水平是复合绝缘子的138%,220kV线路为132%;110kV线路玻璃绝缘子的有效泄漏比距是复合绝缘子的116%,220kV线路为117%。并提出了在多雷区送电线路上,应选择玻璃防污绝缘子,既提高了线路的耐雷水平,又兼顾了绝缘子耐污水平,从而降低了送电线路雷击跳闸率和运行维护成本;对粉尘污染严重段,采用了复合绝缘子与玻璃绝缘子组合,排除了高压端芯棒易受损脆断的隐患。     

1000kV特高压绝缘子运行特性研究方向

介绍了晋东南-南阳-荆门1000kV交流试验示范工程中线路用盘形悬式瓷、玻璃和复合绝缘子的使用情况。分析研究了特高压绝缘子运行的积污、电气、机械和劣化等性能方面的情况,认为:应加强对特高压绝缘子积污特性、绝缘子直径对雨闪特性的影响,串形对绝缘子的机械特性影响,绝缘子运行的可靠性和劣化特性及机械振动特性的研究。建议待建特高压工程支柱绝缘子采用双柱并列式或三角锥式;及时开展盘形悬式瓷绝缘子劣化率、复合绝缘子憎水性和机械特性及钢脚腐蚀检测等工作。为制订1000kV特高压绝缘子相关运行规程和待建特高压工程绝缘子优化选型奠定基础。     

特高压直流输电线路用玻璃绝缘子 运行性能研究

面对我国能源分布不均、发电能源与用电负荷分布不平衡的现状,远距离、大规模输电成为有效解决这一问题的主要方案,其中特高压直流输电更是因其具备输电容量大、输送距离远、节约输电走廊的特点而成为首选,由我国自主设计研发投入使用的世界上第一条±800 k V楚穗直流输电工程,自投运以来一直未开展相关抽检研究工作,且无国内外相关运行经验可以参考借鉴,其较高的输电地位决定了其安全稳定运行的重要性,本文对取自楚穗直流输电线路的共计48片玻璃绝缘子开展了电气性能测试、材料性能测试、机械强度测试、金属附件测试等一系列机电特性测试试验,对楚穗直流输电线路挂网运行的玻璃绝缘子的运行性能进行分析,同时为后续特高压直流输电线路绝缘子运行维护及选型提供借鉴。     

±660kV直流复合绝缘子的研制

介绍了±660 kV直流复合绝缘子硅橡胶配方优化设计、均压环优化设计,原材料选用与处理以及其它新技术和新装备的应用情况。对复合绝缘子的伞裙进行优化设计后,不仅改善了其直流污闪特性,明显提高了单位绝缘距离的污闪电压,而且能够在减少积污、提高耐湿闪能力方面起到积极的作用;加装所设计的均压环后,能有效的抑制起晕场强,满足不起晕的要求;采用优化的硅橡胶配方显著提高了硅橡胶伞裙护套的工艺性能、耐漏电起痕性能和憎水性;改进HTV密封设计和选用芯棒新材料能够为产品长期安全运行提供可靠保证;试验结果表明,研制的±660 kV直流棒形悬式复合绝缘子系列产品能够满足±660 kV直流输电线路的使用要求。     

运行30～40年后玻璃绝缘子寿命周期的性能测试

对运行30～40年后的玻璃绝缘子进行了机械破坏负荷、工频击穿电压及残留强度等试验。结果表明,玻璃绝缘子运行后的测试值分别与出厂值基本一致。说明了绝缘子玻璃件在钢化处理(760℃～780℃)时获得了均匀分布的内应力,这种内应力能保持玻璃绝缘子在运行过程中,机电强度不会产生衰减(即不老化)。玻璃绝缘子的自爆主要出现在投运初期,其自爆率呈逐年下降的趋势,最终稳定在一定的水平上。并认为应加大力度开发1000kV交流和±800kV直流特高压线路用玻璃绝缘子。     

输配电线路复合绝缘子的选择与防污闪措施

分析了输配电线路绝缘子污闪的危害,指出,选择伞裙上表面为小倾角、下表面为平板无滴水沿结构的复合绝缘子,可以明显减少污秽物堆积、防止伞裙结构变形;最好选择水平串绝缘子,其上下均能被雨水冲刷,而且自洁性好。提出了检修时防污闪的方法:增加串联盘形悬式绝缘子的片数(35kV线路用4～5片,110kV线路用8～10片);采用耐污秽型且伞形扩张较大的盘形悬式绝缘子;增加棒形绝缘子伞数或采用特殊伞形。使用高温硅橡胶密封可明显减少芯棒脆断的发生,同时增加绝缘子串长以抵抗雷击。     

超高压线路不同电解质材料绝缘子串组合技术的研究与应用

通过仿真理论计算、实验室真型电气试验研究和运行线路上实测各类不同型式的玻璃、复合绝缘子组合串的电位分布值,优化比较后推荐出500kV线路悬垂串采用横担端1片、导线端6片盘径Φ360mm、结构高度170mm、爬电距离550mm的大盘径标准型或550mm爬距的钟罩防污型玻璃绝缘子,中间配相应长度的复合绝缘子和上扛式悬垂线夹的组合方式,计算和试验表明,该组合方式的复合绝缘子导线端电位分布由原纯复合绝缘子时的41%降至11%,同时可取消下挂式线夹时的均压装置,运行线路上实测优化组合时的复合绝缘子导线端分布电压值在22kV以下。     

玻璃绝缘子在浙江省500kV电网的运行概况

介绍了玻璃绝缘子在浙江省500kV电网的运行情况,按照相关标准对自破玻璃绝缘子的残锤和同串未自破的LXHY3-160型产品进行测试,结果表明,自破后的机械破坏负荷依然达到要求,同串LXHY3-160型产品也均达到要求。玻璃绝缘子在浙江省500kV电网的运行分析表明:玻璃绝缘子在运行初期(1～2年),其自破率偏高,尔后逐年呈下降趋势并稳定在一定水平上;每年7～9月,玻璃绝缘子自破率高于其他月份;耐张串上的玻璃绝缘子的自破率高于直线串;从多条输电线路运行电压的升高情况来看,产品的自破率未见明显上升。     

复合绝缘子芯棒脆断原因分析

分析了河南省2起220kV输电线路复合绝缘子芯棒断裂掉串的原因。断串均发生在绝缘子的高压端,端口垂直于芯棒轴线,断口大部分光滑平整;产品采用内锲式连接工艺、室温硫化硅橡胶封堵和普通芯棒;发生断串的档距都接近700 m,属于大档距。结合拉力抽检实验,提出220kV以上输电线路,应采用压接式复合绝缘子,其端部采用高温硫化硅橡胶、多层密封工艺,采用耐酸芯棒;对于大跨越线路段,全部采用双悬垂串、"V"形串或"八"字形串绝缘子,并尽可能采用双独立挂点。     

线路绝缘子性能及运行情况分析

比较了线路上盘形悬式瓷绝缘子、玻璃绝缘子、棒形悬式复合绝缘子及长棒形悬式瓷绝缘子的特性。指出,盘形悬式瓷绝缘子具有良好的绝缘、机电性能及耐磨、耐热冲击及抗气候变化等特点,但需进行零值检查,防污性能较差;盘形悬式玻璃绝缘子零值自破,残垂不易掉线,但闪络绝缘子的巡检较困难,而且价格较高;棒形悬式复合绝缘子抗污闪性能好,耐电蚀性优异,质量小,运行维护方便,但没有行之有效的检测技术,易老化,易脆断,憎水性易遭破坏;长棒形悬式瓷绝缘子的金具较少,抗耐电蚀能力强,防电弧,但瓷件本身较重,安装运输不方便,生产技术要求较高,耐压水平低。实际运行表明,棒形悬式复合绝缘子及长棒形悬式瓷绝缘子耐污性能优良,可提高线路运行的稳定性,宜在线路上广泛使用。     

劣化绝缘子检测方法的对比分析

分析了2006年年初郑州供电区域220kV线路零值自爆掉串导致导线落地事故,结合实际测量的数据和试验室数据,讨论了近年来高压输电线路上悬式绝缘子串检测零值绝缘子的各种方法:短路叉法、火花间隙法、小球放电法、红外热像仪法、绝缘电阻法、激光多谱勒振动法、电压分布法、紫外成像法和智能绝缘子检测仪法,并比较了各种方法的优缺点。认为,检测劣化绝缘子必须严格按照规程规定的应在绝缘子表面干燥时测量绝缘电阻,建议对重要线路或变电站进行改造时,应将盘形悬式和玻璃绝缘子更换为复合绝缘子。     

输电线路保护用有串联间隙避雷器间隙特性的研究

采用线路避雷器进行防雷保护是输电线路防雷的重要措施。通过对220kV输电线路用有串联间隙避雷器绝缘配合及结构的研究分析,提出了线路避雷器的技术参数及串联间隙的设计原则,确定了线路避雷器的间隙结构。对两种类型的220kV绝缘子串和避雷器进行了雷电冲击放电特性试验,结果表明:线路避雷器与绝缘子串的正极性雷电冲击50%放电电压的配合系数为1.39;线路避雷器与绝缘子串的负极性雷电冲击50%放电电压的配合系数为1.34,其配合系数大于1.18,对绝缘子串保护的有效率超过99.993%;线路避雷器正极性雷电冲击放电伏秒特性曲线至少比绝缘子串的低16%,线路避雷器负极性雷电冲击放电电压伏秒特性曲线至少比绝缘子串的低15%。220kV避雷器的放电特性满足了线路绝缘配合的要求,实现了对不同类型的绝缘子串的保护。