概述:
盤形絕緣子國內又稱為盤形懸式絕緣子,簡單地稱為懸式絕緣子,是使用得普遍和重要的一種線路絕緣子。用于額定電壓高于1000V、頻率不超過100Hz的交流架空電力線路、變電站和電氣化鐵路接觸網中,作絕緣和固定導線用。
在輸電事業發展的初期,用低壓傳輸電能時,使用一般的低壓針式絕緣子也就行了。當使用較高電壓傳輸電能時,這種絕緣子的閃絡電壓就顯得不夠,于是出現了高壓線路針式絕緣子,它的特點是尺寸加大并且傘棱形狀和布置方式不同,以增大絕緣子的閃絡距離,提高干、濕閃絡電壓。針式絕緣子制造簡單、成本低、安裝方便,所以至今仍廣泛使用在6~35KV架空線路上。
為了保證必需的閃絡電壓,例如當額定電壓超過35KV時,針式絕緣子尺寸的加大,導致它們的機械強度不能滿足要求。這是由于導線的張力和風力所造成的機械負荷垂直于絕緣子軸線,因而即使當負荷的數值不變的情況下,彎矩也將隨著絕緣子高度的增加而增大,這就促使產生了盤形絕緣子。
盤形絕緣子與針式絕緣子的區別在于導線張力和風力所造成的機械負荷的方向是沿著絕緣子軸線的,不造成彎曲應力,同時由于其結構上采取了使瓷件變受拉狀態為受壓狀態的措施,獲得了優越的機電強度。此外,通過元件的串接,可以獲得任何電壓等級的絕緣子串。因而它廣泛地使用于高壓、超高壓和特高壓線路上,是重要的線路絕緣子。
盤形絕緣子與長棒形絕緣子相比具有絕緣件損壞時導線一般不落地的優點。
盤形絕緣子的缺點是:為了保證必要的導線對地間的距離,電桿必須較高。在35KV電壓級以下,使用盤形絕緣子時的線路建設費用比使用針式絕緣子時高,因此盤形絕緣子主要使用在35KV及以上線路,而針式絕緣子主要使用在6~35KV線路,特別是6~10KV線路。
盤形絕緣子一般均串接成串使用,故絕緣子元件無一定的額定電壓,而按機電破壞負荷分為:70、100、120、160、210、300、400和530KN八個等級。
盤形絕緣子按絕緣介質材料來分,有瓷絕緣子和鋼化玻璃絕緣子。瓷絕緣子在國內外已有悠久歷史,由于它具有一系列優良性能,具有相當良好的電氣、機械和化學穩定性,能較好地耐受各種氣候條件的作用,原料普遍且成本低廉,因此目前應用廣泛。
盤形絕緣子絕緣件做成盤形,其中間部分向上突起,稱作絕緣件頭部?,F代盤形絕緣子絕緣件頭部形狀有圓錐形和圓柱形兩種。具有圓錐形頭部的瓷絕緣子,其絕緣件外表面和內表面都上了一層光滑的釉,這就使頭部內、外表面與膠合劑間有相對移動的可能性,從而可以避免由于環境溫度變化時在絕緣子頭部產生危險的熱應力。我國目前大量生產的是具有圓錐形頭部的瓷絕緣子。
盤形懸式瓷絕緣子由鐵帽、絕緣件(瓷件)和鋼腳用水泥膠合劑膠合而成。使用時一般均串接成不同的串,用于各種電壓等級和不同地區的線路上。因此,根據使用要求可分為球窩連接和槽型連接二種。球窩連接結構,撓性大,可轉動,無方向性并具有裝拆方便的優點,特別是便于帶電更換絕緣子,因此高壓和超高壓線路上一般均采用球窩連接結構。槽型連接結構,其連接金具較為簡單,但不便于帶電作業,在我國一般使用在較低電壓等級(10KV)線路中。為了保證運行中絕緣子不致從串中脫落,每個絕緣子都附有鎖緊裝置,其中在球窩連接中采用鎖緊銷鎖緊,在槽型連接結構中采用圓柱銷,并用開口銷或駝背銷鎖緊。此類絕緣子與針式絕緣子一樣,同屬于內膠裝結構,帽和腳與膠合劑接觸表面涂有緩沖層(目前一般為瀝青),腳頂端與絕緣件之間有彈性襯墊(一般為油氈紙)。帽一般采用可段鑄鐵鑄成,腳用普通碳素鋼、低合金鋼或優質碳素鋼鍛制。鎖緊銷采用有良好彈性的不銹鋼制造,以保證經多次裝拆后不失去其鎖緊能力。槽型連接所帶圓柱銷采用普通碳素鋼制造。金屬附件表面全部熱鍍鋅。膠合劑采用強度等級42.5R以上的硅酸鹽水泥和石英砂配制而成。帽下口邊緣與絕緣件之間留有適當間隙,以避免材料膨脹時絕緣件受應力破壞。
瓷件表面一般上白釉,根據需要也可以上棕釉或藍灰釉。
目前被大量使用的絕緣子形狀主要有三大類:普通型、鐘罩型和空氣動力型,空氣動力型又分為單傘形、雙傘形和三傘形。
普通型絕緣子瓷件傘裙的棱與棱之間留有較大的間隙,棱槽寬,清潔方便,鋼腳球頭一般均伸出在傘裙外,有利于帶電作業。普通型絕緣子的結構形狀簡單、造價低,適用于清潔地區。普通傘絕緣子是使用量多、歷史久的一種絕緣子,一般可以滿意地運行。但由于其單位高度的污穢耐受電壓梯度較小,為達到必需的爬電距離,需要較長的絕緣子串,從而增大了桿塔高度。
鐘罩型絕緣子的下表面有較深的棱槽,傘下內腔不易受潮,而當內腔充分愛潮時.傘上表面已過分受潮,導致其污穢流失,從而提高絕緣子的污穢耐受電壓,這就是這種傘保護爬電距離長的作用。這種傘裙的缺點是風雨自潔性差,且不易清掃。被保護爬電距離較大,在沿海鹽霧地區餓使用效果較好。下裙傘型絕緣子像雙層傘,又像鐘罩傘,因為其很長的下裙像鐘罩傘的外裙,起到遮蔽的作用,因而按造型看它更接近于鐘罩傘。
空氣動力型絕緣子:
草帽傘絕緣子傘裙直徑特別大,傘下無棱,屬于流線型傘,風雨自潔性好,積污量小。這種絕緣子適用于沙漠地區。此外,將它穿插在絕緣子串的上部和中部可以抑制冰溜和鳥糞,避免或減少污閃。
雙層傘絕緣子傘裙平滑無下棱,傘形開放,有利于風雨白潔,積塵速率低,風雨自潔性能好,因而其積污量比普通傘絕緣子小。這種傘裙還便于人工清掃,容易掃得干凈,這也是其積污量小的原因之一,在粉塵比較多的內陸污穢地區使用效果比較好。這種絕緣子由于爬距較高,單位高度污穢耐受電壓較高,與普通傘絕緣子相比可縮短串長,降低桿塔高度。
三層傘結構,在兩大傘中間增加一個小傘裙,兩大傘之間的傘間距較雙層傘絕緣子增加了42%,提高了耐污閃和濕閃性能;上面大傘直徑大于下傘直徑,可減少冰雪天氣狀況下傘間短路的機會;大傘裙與小傘裙之間空間距離較大,便于人工沖洗和清掃;爬距大,可達到545mm,比爬距為400mm和450mm雙層傘絕緣子分別提高36.3%和21.1%;在相同污穢條件下,人工污閃電壓比同級普通絕緣子可提高46%以上,防污性能好。