高强度耐污闪的瓷复合绝缘子

国内某公司研制开发的高压线路复合伞裙耐污盘形悬式瓷绝缘子(简称瓷复合绝缘子) ,成功地解决了诸如界面结合、精密定位等一系列难题。其成果获得国家专利保护(专利号:双层伞0 2 2 70 62 5.9、钟罩伞0 0 2 2 69481 .1 )。该复合绝缘子在超高压线路中的应用,消除了1 1 0 k V～750 k V线路耐张串中对复合绝缘子机械强度的稳定性所存在的疑虑。瓷复合绝缘子具有以下优点:1该绝缘子的端部连接金具(钢脚、铁帽)全部采用盘形悬式瓷绝缘子的结构,因此具有稳定可靠的机械负荷性能;2该绝缘子在瓷盘表面以及相关界面采用特殊工艺严密的包履热硫化一次…     

±800kV支柱瓷芯复合绝缘子与瓷绝缘子 仿真计算比较研究

采用有限元计算方法,分别对瓷芯复合支柱绝缘子和瓷支柱绝缘子在静力及地震动作用下进行计算,对比分析了两种绝缘子在静力及地震谱作用下的位移和应力。在相同外载作用下,±800 kV瓷芯复合支柱绝缘子和瓷支柱绝缘子的最大位移基本一致,瓷芯复合支柱绝缘子应力均匀变化,而瓷支柱绝缘子应力变化较大,瓷根部位置以及伞裙根部的应力值均大于70 MPa。     

地线复合绝缘子及金具防风探讨

架空地线复合绝缘子连接着地线和杆塔,由复合绝缘子和金具两部分组成。受到风振的影响,地线绝缘子发生大量故障如金具磨损、绝缘子伞裙撕裂等。分析了绝缘子伞裙撕裂问题、地线金具磨损故障分布,指出故障集中的部位。提出了有针对性的改进措施,包括绝缘子伞裙优化、加大金具连接区域接触面积、改变连接方式等,并对优化后的地线绝缘子进行了模拟实验、耐磨性试验和现场试用,改进后的防风优化满足设计要求,复合绝缘子伞裙未见撕裂行为,优化结构的金具磨损损失率减少1/3,现场应用效果良好。     

复合绝缘子及金具抗风性能本质提升方法

风沙灾害带来的输电线路故障中线路绝缘子风偏、连接金具磨损等问题尤为突出.笔者从复合绝缘子伞裙和金具两方面展开抗风性能本质提升方法研究.首先在复合绝缘子伞裙部分研究引入新型高聚物环氧材料,开展了材料选型和改性研究,具备优异电气绝缘性能、耐老化性能和较高的机械性能,有效解决大风沙尘对复合绝缘子伞裙的损伤难题.然后对于绝缘子金具,采用添加抗磨损涂层的方式提升机械性能.通过溶胶-涂覆法在抛光后的金具表面制备保护型涂层,以Al2O3为主要涂层,ZrO2为改善层,制备了同层数的复合涂层,研究了ZrO2对金具表面Al2O3涂层微结构的影响,在金具表面形成致密且平整的涂层.研究结果表明,通过对绝缘子伞裙和金具的整体设计与材料研究,有效提升了复合绝缘子抗风抗磨损性能.     

棒形悬式复合绝缘子伞裙和护套间界面粘接性能研究

主要研究为采用端部压接式、芯棒挤包护套伞裙套装工艺生产的棒形悬式复合绝缘子。为了确保棒形悬式复合绝缘子伞裙和护套间界面粘接性能,保证线路运行安全性,分别对样品进行耐盐水性能、耐低温性能、水扩散试验、X射线及陡波冲击耐受电压试验等方法对伞套界面强度进行研究。研究表明:通过上述试验棒形悬式复合绝缘子伞裙和护套间界面粘接性能良好,满足输电线路运行要求。     

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。     

±800kV瓷芯支柱复合绝缘子硅橡胶及粘接工艺的研究

对±800kV瓷芯支柱复合绝缘子用硅橡胶进行了研究,为保证硅橡胶在注射硫化过程中与瓷芯棒粘接牢固,且不能产生气隙,选用110-2甲基乙烯基硅橡胶,分子量为630000～650 000。不同配方硅橡胶与瓷芯棒的粘接强度、耐漏电起痕和电蚀损性能对比试验结果表明:在配方中添加少量的复合阻燃剂,可以使硅橡胶护套伞裙材料的直流电压下耐漏电起痕和电蚀损性达到1A4.5级。确定了硅橡胶的混炼工艺和配合体系以及粘接剂的制备方法,并对瓷芯棒与硅橡胶的粘合进行了对比实验,确定了粘合工艺和硫化工艺。生产出的瓷芯支柱复合绝缘子的产品性能达到要求。     

±800kV瓷芯支柱复合绝缘子硅橡胶及粘接工艺的研究

对±800kV瓷芯支柱复合绝缘子用硅橡胶进行了研究．为保证硅橡胶在注射硫化过程中与瓷芯棒粘接牢固,且不能产生气隙。选用110—2甲基乙烯基硅橡胶．分子量为630000～650000。不同配方硅橡胶与瓷芯棒的粘接强度、耐漏电起痕和电蚀损性能对比试验结果表明：在配方中添加少量的复合阻燃剂．可以使硅橡胶护套伞裙材料的直流电压下耐漏电起痕和电蚀损性达到1A4．5级。确定了硅橡胶的混炼工艺和配合体系以及粘接剂的制备方法．并对瓷芯棒与硅橡胶的粘合进行了对比实验．确定了粘合工艺和硫化工艺．生产出的瓷芯支柱复合绝缘子的产品性能达到要求。     

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。     

直流悬式系列瓷绝缘子设计性能及应用

介绍了不同结构造型直流悬式瓷绝缘子外绝缘设计上的特点、产品瓷质结构、主要机电性能和质量控制水平。通过直流人工污秽选型试验,直流绝缘子串自然积污试验,设计优化出大盘径大爬距钟罩型、大盘径大爬距双伞型和大小伞相间三伞型系列瓷绝缘子。分析讨论了瓷绝缘子外绝缘设计技术参数和相互之间的关系,给出了影响产品污耐压特性相关技术参数的较佳取值范围。产品线路运行经验表明,直流悬式瓷绝缘子结构造型优异,机电性能可靠,产品质量稳定,系列等级完善,达到了国产化直流悬式瓷绝缘子为特高压直流输电工程建设配套的目的。     

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。     

400kN盘形悬式瓷绝缘子的研制

通过对４００ｋＮ盘形悬式瓷绝缘子钢脚的精心选材和对该产品结构及强度配合设计, 成功地使瓷件的强度得到了较好地发挥, 使钢脚的强度＜ 铁帽的强度＜ 瓷件的强度, 实现了用金属附件钢脚强度的正态分布控制产品的综合机电性能这一理想的设计思想     

±800kV 直流系统用棒形支柱瓷芯复合绝缘子研究

介绍了机械固定用±800kV棒形支柱瓷芯复合绝缘子的设计、计算、制造、试验等试制情况。根据产品的使用特点,对高温硫化硅橡胶伞套材料配方进行了改进与完善;采用"ANSYS"三维有限元对金属附件进行了分析论证;对水泥胶合剂和硅橡胶与瓷芯棒用粘接剂进行了一系列的摸索研究;通过对绝缘子的电场分布计算,优化了绝缘子的整体结构设计和均压环配置;同时,进行了特高压输电系统用支柱绝缘子的结构抗震稳定性计算。试验结果表明,产品通过了所要求的23项定型试验。     

三种绝缘子性能及其在特高压线路应用研究

对三种绝缘子的预期寿命、失效检出率、机械强度、尺寸重量、电击穿强度、电压分布、耐电弧性能、掉串事故、耐污性能应用场合和经济性分别进行比较。结合日本和俄罗斯特高压线路绝缘子选型经验,比较了我国±800kV直流特高压线路和1000kV交流特高压线路绝缘子选型区别,得出主要结论:在我国特高压线路上,Ⅱ级及以上污秽地区可考虑采用复合绝缘子;0和Ⅰ级污秽地区可考虑采用玻璃绝缘子;特高压直流输电线路上应考虑采用复合绝缘子。对于复合绝缘子在特高压线路应用中存在的问题,可以在导线侧挂若干个玻璃防污绝缘子来改善芯棒脆断;合理设计复合绝缘子的均压环来改善电压分布不均匀;采用合理的招弧设计来改善雷击闪络性能;采用2只组合结构来改善工频大电弧性能。     

±800kV直流棒形悬式复合绝缘子的研究

介绍了±800kV直流棒形悬式复合绝缘子的研究、设计及试验等情况.研究的硅橡胶伞套材料直流配方,经1 500h紫外线老化试验,其性能指标均超过中国南方电网有限责任公司企标<±800kV直流输电用线路棒形悬式复合绝缘子>的规定;采用低碱玻璃纤维芯棒制成的 复合绝缘子,在长期直流电压作用下不会因离子迁移导致其机械性能显著下...     

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。     

均压环安装错误对电场分布的影响

复合绝缘子的结构特点导致其电位分布不均匀,两端金具附近具有强电场区。某供电公司因为施工中的错误安装,导致110 kV的复合绝缘子均压环安装在端部护套上,运行中发生绝缘子均压环对端部金具的放电。笔者对这种错误安装均压环的110 kV复合绝缘子电场进行了计算,结果表明采用错误的安装方式时,电场畸变较为严重,其最大电场远远超过了硅橡胶表面能承受的最大场强,导致出现放电烧蚀现象,强电场加速了复合绝缘子有机硅橡胶的老化。     

绝缘子饱和盐密适用性探讨

饱和盐密理论指出绝缘子表面污秽经历一定时间积污会达到饱和,这是建立在绝缘子表面得到有效的雨水冲洗基础上的.但是,盘形悬式瓷绝缘子下表面向内凹陷,无法得到雨水有效冲洗,因此其下表面污秽会不断积累.通过对空挂和运行绝缘子多年的盐密测量,验证了绝缘子下表面污秽极难饱和的结论.     

开发棒形悬式瓷绝缘子的展望

简要介绍了棒形悬式瓷绝缘子的结构特点及发展史。通过与盘形悬式瓷和玻璃绝缘子对比 ,说明了其特有的优良性能 (如没有零值劣化现象、耐污闪能力较强等 )。通过与复合绝缘子对比 ,说明其几乎不存在老化问题。如果采用半导体釉新技术 ,在耐污性能上甚至可以超过复合绝缘子。另外 ,还介绍了半导体釉的发展和使用情况 ;对棒形悬式瓷绝缘子制造成本与经济效益进行了初步估算 ;最后指出目前技术成熟 ,条件具备 ,生产棒形悬式瓷绝缘子有着良好的经济效益和社会效益