输电线路设计—绝缘子ppt课件.ppt
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1、1输输电线路电线路设计设计20112011年年7 7月月2222日日张 鸣 绝缘子绝缘子21、绝缘子的用途、分类绝缘子的用途、分类2、绝缘子的基本要求绝缘子的基本要求3、玻璃绝缘子玻璃绝缘子4、复合绝缘子复合绝缘子5、瓷绝缘子瓷绝缘子6、三种绝缘子优劣性能三种绝缘子优劣性能比较比较7、绝缘子设计选取绝缘子设计选取8、绝缘子常见的型号、绝缘子常见的型号、 参数参数9、绝缘子常见的故障绝缘子常见的故障 形式形式10、绝缘子串绝缘子串341 1、绝缘子用途绝缘子用途架空线路的绝缘子是用来支持导线,它同金具组合将导线固架空线路的绝缘子是用来支持导线,它同金具组合将导线固定在杆塔上,并使导线同杆塔可靠绝
2、缘,绝缘子在运行时不定在杆塔上,并使导线同杆塔可靠绝缘,绝缘子在运行时不仅要承受工作电压的作用,同时要承受操作过电压和雷电过仅要承受工作电压的作用,同时要承受操作过电压和雷电过电压的作用,加之导线自重、风力、冰雪以及环境温度变化电压的作用,加之导线自重、风力、冰雪以及环境温度变化的机械荷载的作用,所以绝缘子不仅要有良好的电气绝缘性的机械荷载的作用,所以绝缘子不仅要有良好的电气绝缘性能,同时要具有足够的机械强度。能,同时要具有足够的机械强度。高压针式绝缘子多用在高压针式绝缘子多用在10kV10kV直线杆塔上,顶部有一个槽型,直线杆塔上,顶部有一个槽型,将导线放置槽型中进行绑扎,它主要承受导线下压
3、力,其制将导线放置槽型中进行绑扎,它主要承受导线下压力,其制造安装简单,但耐雷水平低、容易闪络,主要用于是造安装简单,但耐雷水平低、容易闪络,主要用于是10kV10kV线线路上,或导线拉力不大的直线杆上。路上,或导线拉力不大的直线杆上。 5绝缘子分类绝缘子分类绝缘子可按电压等级、使用材料和功能进行分类。绝缘子可按电压等级、使用材料和功能进行分类。 (1)(1)按结构形式可分为针式绝缘子、棒式绝缘子和悬式按结构形式可分为针式绝缘子、棒式绝缘子和悬式绝缘子。绝缘子。 (2)(2)按功能不同可分为普通型绝缘子和防污型绝缘子。按功能不同可分为普通型绝缘子和防污型绝缘子。 (3)(3)按使用材料可分为瓷
4、质绝缘子、钢化玻璃绝缘子和按使用材料可分为瓷质绝缘子、钢化玻璃绝缘子和复合绝缘子。复合绝缘子。62 2、绝缘子的基本要求绝缘子的基本要求(1)(1)要有良好的绝缘性能,使其在干燥和阴雨的情况下,都能承受标准要有良好的绝缘性能,使其在干燥和阴雨的情况下,都能承受标准规定的耐压;规定的耐压;(2)(2)绝缘子不但承受导线的垂直荷重和水平荷重,还要承受导线所受的绝缘子不但承受导线的垂直荷重和水平荷重,还要承受导线所受的风压和覆冰等外加荷载,因此要求绝缘子必须有足够的机械强度;风压和覆冰等外加荷载,因此要求绝缘子必须有足够的机械强度;(3)(3)架空线路处于野外,受环境温度影响较大,要求绝缘子能耐受较
5、大架空线路处于野外,受环境温度影响较大,要求绝缘子能耐受较大的温度变化而不破裂;的温度变化而不破裂;(4)(4)绝缘子长期承受高电压和机械力的作用,要求其绝缘性能的老化速绝缘子长期承受高电压和机械力的作用,要求其绝缘性能的老化速度要比较慢,有较长的使用寿命;度要比较慢,有较长的使用寿命;(5)(5)空气中的腐蚀气体会使绝缘子绝缘性能下降,要求绝缘子应有足够空气中的腐蚀气体会使绝缘子绝缘性能下降,要求绝缘子应有足够的防污秽和抵御化学气体侵蚀的能力。的防污秽和抵御化学气体侵蚀的能力。 73 3、玻璃绝缘子玻璃绝缘子l用钢化玻璃做伞裙的悬式绝缘子叫钢化玻璃绝缘子用钢化玻璃做伞裙的悬式绝缘子叫钢化玻璃
6、绝缘子 是由石英砂、白云石、长石、石灰石和化工原料经过高温熔融成是由石英砂、白云石、长石、石灰石和化工原料经过高温熔融成 液体后冷凝而成的一种均质的非晶体。液体后冷凝而成的一种均质的非晶体。l玻璃绝缘子主要由铁帽、钢脚、玻璃件、弹簧销组成。玻璃绝缘子主要由铁帽、钢脚、玻璃件、弹簧销组成。l钢化玻璃绝缘子特点:钢化玻璃绝缘子特点:(1)(1)机械强度高,比瓷质绝缘子的机械强度高机械强度高,比瓷质绝缘子的机械强度高1 12 2倍;倍;(2)(2)性能稳定不易老化,其电气性能高于瓷质绝缘子;性能稳定不易老化,其电气性能高于瓷质绝缘子;(3)(3)生产工序少,生产周期短,便于机械化、自动化生产,生产效
7、率高;生产工序少,生产周期短,便于机械化、自动化生产,生产效率高;(4)(4)由于钢化玻璃具有透明性,故对伞裙进行外部检查时,容易发现细小的裂纹由于钢化玻璃具有透明性,故对伞裙进行外部检查时,容易发现细小的裂纹及各种内部缺陷或损伤;及各种内部缺陷或损伤;8(5)(5)钢化玻璃绝缘子的质量较瓷质绝缘子轻;钢化玻璃绝缘子的质量较瓷质绝缘子轻;(6)(6)因钢化玻璃绝缘子具有因钢化玻璃绝缘子具有“自爆自爆”特性,在线路运行中,不需对绝缘子进行预特性,在线路运行中,不需对绝缘子进行预防性测试。在巡视线路时,容易发现损坏的绝缘子,便于及时更换;防性测试。在巡视线路时,容易发现损坏的绝缘子,便于及时更换;
8、(7)(7)由于制造设备、工艺的原因,钢化玻璃由于制造设备、工艺的原因,钢化玻璃“自爆自爆”率较高,影响钢化玻璃绝缘率较高,影响钢化玻璃绝缘子的普遍应用。子的普遍应用。l玻璃绝缘子使用注意事项:玻璃绝缘子使用注意事项:(1)(1)不宜在居民区使用。不宜在居民区使用。(2)(2)污秽严重地区要慎用悬垂污秽严重地区要慎用悬垂 玻璃绝缘子串。玻璃绝缘子串。(3)(3)“自爆自爆”后应及时更换,以后应及时更换,以 保证保证每串最小片数和最小每串最小片数和最小 空气间隙空气间隙。系统标准电压系统标准电压(kV)(kV)202035356666110110220220330330500500雷电过电压间隙
9、雷电过电压间隙353545456565100100190190230(260)230(260)330(370)330(370)操作过电压间隙操作过电压间隙1212252550507070145145195195270270工频电压间隙工频电压间隙5 5lOlO2020252555559090130130悬垂绝缘子串的悬垂绝缘子串的绝缘子个数绝缘子个数2 23 35 57 7131317(19)17(19)25(28)25(28)线路绝缘子每串最小片数和最小空气间隙线路绝缘子每串最小片数和最小空气间隙94 4、复合绝缘子复合绝缘子l复合绝缘子复合绝缘子定义及其特点定义及其特点复合绝缘子是棒形悬式
10、有机硅橡胶绝缘子的简称。复合绝缘子是棒形悬式有机硅橡胶绝缘子的简称。复合绝缘子与传统的瓷质绝缘子、钢化玻璃绝缘子相比,具有质量轻、复合绝缘子与传统的瓷质绝缘子、钢化玻璃绝缘子相比,具有质量轻、体积小、便于运输和安装、机械强度高以及耐污秽性能好等优点,同时体积小、便于运输和安装、机械强度高以及耐污秽性能好等优点,同时在运行中可以免清扫,免预防性测试,可避免污闪事故。特别适用于城在运行中可以免清扫,免预防性测试,可避免污闪事故。特别适用于城市电网和中等以上污秽地区使用。市电网和中等以上污秽地区使用。由于复合绝缘子的表面多具有憎水性,其表面泄漏状况与瓷绝缘子完全由于复合绝缘子的表面多具有憎水性,其表
11、面泄漏状况与瓷绝缘子完全不同。在能源部能源办不同。在能源部能源办(1993)45(1993)45号文关于颁发电力系统电瓷防污有关号文关于颁发电力系统电瓷防污有关规定的通知中,暂定复合绝缘子单位泄漏距离规定的通知中,暂定复合绝缘子单位泄漏距离( (爬电比距爬电比距) )可按瓷绝缘可按瓷绝缘的的7575设计。设计。10l复合绝缘子复合绝缘子结构结构复合绝缘子是由伞盘、芯棒及金属端头三部复合绝缘子是由伞盘、芯棒及金属端头三部分组成,对电压等级为分组成,对电压等级为11OkV11OkV及以上线路使用及以上线路使用的复合绝缘子,为改善其电压分布,在复合的复合绝缘子,为改善其电压分布,在复合绝缘子两端绝缘
12、子两端( (或一端或一端) )装配有均压环。装配有均压环。l复合绝缘子复合绝缘子材料及特点材料及特点复合绝缘子的伞盘是由硅橡胶为基体的高分子聚合物制成,具有良好的复合绝缘子的伞盘是由硅橡胶为基体的高分子聚合物制成,具有良好的合水性,水在伞盘表面呈水珠状,不会形成放电通路。另外,复合绝缘合水性,水在伞盘表面呈水珠状,不会形成放电通路。另外,复合绝缘子伞盘还具有优良的耐电腐蚀性和良好的抗氧、抗臭氧及抗老化性能。子伞盘还具有优良的耐电腐蚀性和良好的抗氧、抗臭氧及抗老化性能。复合绝缘子的芯棒采用环氧玻璃纤维棒制成,具有很高的抗张强度,约复合绝缘子的芯棒采用环氧玻璃纤维棒制成,具有很高的抗张强度,约为普
13、通钢的为普通钢的1 15 52 2倍,为高强度瓷的倍,为高强度瓷的3 35 5倍。芯棒又具有良好的绝缘倍。芯棒又具有良好的绝缘性能和良好的减振性、抗蠕变性及抗疲劳断裂性能。性能和良好的减振性、抗蠕变性及抗疲劳断裂性能。 11l复合绝缘子均压屏蔽环复合绝缘子均压屏蔽环 输电线路绝缘子串所承受的电压,并不是均匀输电线路绝缘子串所承受的电压,并不是均匀分布于每个绝缘子上,在绝缘子串中间的绝缘子,分布于每个绝缘子上,在绝缘子串中间的绝缘子,所承受的电压比两端的小靠近导线的绝缘子承受所承受的电压比两端的小靠近导线的绝缘子承受的电压最大,而这种电压分布不均匀的情况,随线的电压最大,而这种电压分布不均匀的情
14、况,随线路电压的升高而严重,路电压的升高而严重,为使绝缘子串电压分布较均为使绝缘子串电压分布较均匀,匀,一般要求一般要求110kV110kV及以上线路上应装设均压屏蔽环。及以上线路上应装设均压屏蔽环。12l复合绝缘子金属端头的连接结构复合绝缘子金属端头的连接结构1 1、内楔式、内楔式 内楔式是将芯棒端部锯开一内楔式是将芯棒端部锯开一条切口,在切口压入楔形的金条切口,在切口压入楔形的金属件,芯棒外部是一个锥形内属件,芯棒外部是一个锥形内腔的套筒。相互之间靠静摩擦腔的套筒。相互之间靠静摩擦力来传递机械负荷。力来传递机械负荷。132 2、外楔式、外楔式 外楔式是将套筒做成锥形,外楔式是将套筒做成锥形
15、,套在芯棒的端部,再把三个环套在芯棒的端部,再把三个环形的外楔均匀地插入锥形内腔形的外楔均匀地插入锥形内腔与芯棒之间。楔片厚度大小非与芯棒之间。楔片厚度大小非常关键。相互之间也是靠静摩常关键。相互之间也是靠静摩擦力来传递机械负荷。擦力来传递机械负荷。143 3、压接式、压接式 压接式是将套筒套入芯棒后,压接式是将套筒套入芯棒后,用专用机械压接后使金属筒体用专用机械压接后使金属筒体与芯棒连成一体。压接式具有与芯棒连成一体。压接式具有以下特点:以下特点:1 1)结构简单、轻巧、外形美观;)结构简单、轻巧、外形美观;2 2)连接牢固可靠,分散性小;)连接牢固可靠,分散性小;3 3)便于机械化操作;)
16、便于机械化操作;4 4)工艺简单、工效高、生产周期)工艺简单、工效高、生产周期短。短。这种结构型式靠芯棒与金属端这种结构型式靠芯棒与金属端头的静摩擦来承受和传递负荷,头的静摩擦来承受和传递负荷,其摩擦力一般取决于正压力大其摩擦力一般取决于正压力大小。小。154 4、三种结构型式简单分析、三种结构型式简单分析 内楔式、外楔式和三种连接是通过被连接部件本身的过盈配合来内楔式、外楔式和三种连接是通过被连接部件本身的过盈配合来实现的,相互之间是靠静摩擦力来传递机械负荷,在连接区内,芯棒实现的,相互之间是靠静摩擦力来传递机械负荷,在连接区内,芯棒是在应力下受压缩而产生弹性变形,由弹性应力作为产生摩擦力的
17、正是在应力下受压缩而产生弹性变形,由弹性应力作为产生摩擦力的正压力。压接式端部附件的连接结构,由于应力状态较理想、结构和装压力。压接式端部附件的连接结构,由于应力状态较理想、结构和装配工艺简单,便于电脑监控,连接较理想,综合成本较低,被认为是配工艺简单,便于电脑监控,连接较理想,综合成本较低,被认为是目前较理想的的连接结构型式。目前较理想的的连接结构型式。5 5、复合绝缘子的优缺点、复合绝缘子的优缺点 优点:防污性能优越、安装方优点:防污性能优越、安装方 便、清扫,价格便宜。便、清扫,价格便宜。 缺点:界面击穿、芯棒断裂、缺点:界面击穿、芯棒断裂、 伞裙老化、抗扭性能差,伞裙老化、抗扭性能差,
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