高压线路盘形悬式瓷绝缘子

高压线路盘形悬式瓷绝缘子

Cap and pin insulators of ceramic material for high voltage overhead lines 概述：

盘形绝缘子国内又称为盘形悬式绝缘子，简单地称为悬式绝缘子，是使用得最普遍和最重要的一种线路绝缘子。用于额定电压高于1000V、频率不超过100Hz的交流架空电力线路、变电站和电气化铁路接触网中，作绝缘和固定导线用。

在输电事业发展的初期，用低压传输电能时，使用一般的低压针式绝缘子也就行了。当使用较高电压传输电能时，这种绝缘子的闪络电压就显得不够，于是出现了高压线路针式绝缘子，它的特点是尺寸加大并且伞棱形状和布置方式不同，以增大绝缘子的闪络距离，提高干、湿闪络电压。针式绝缘子制造简单、成本低、安装方便，所以至今仍广泛使用在6~35KV架空线路上。

为了保证必需的闪络电压，例如当额定电压超过35KV时，针式绝缘子尺寸的加大，导致它们的机械强度不能满足要求。这是由于导线的张力和风力所造成的机械负荷垂直于绝缘子轴线，因而即使当负荷的数值不变的情况下，弯矩也将随着绝缘子高度的增加而增大，这就促使产生了盘形绝缘子。

盘形绝缘子与针式绝缘子的区别在于导线张力和风力所造成的机械负荷的方向是沿着绝缘子轴线的，不造成弯曲应力，同时由于其结构上采取了使瓷件变受拉状态为受压状态的措施，获得了优越的机电强度。此外，通过元件的串接，可以获得任何电压等级的绝缘子串。因而它广泛地使用于高压、超高压和特高压线路上，是重要的线路绝缘子。

盘形绝缘子与长棒形绝缘子相比具有绝缘件损坏时导线一般不落地的优点。

盘形绝缘子的缺点是：为了保证必要的导线对地间的距离，电杆必须较高。在35KV电压级以下，使用盘形绝缘子时的线路建设费用比使用针式绝缘子时高，因此盘形绝缘子主要使用在35KV及以上线路，而针式绝缘子主要使用在6～35KV线路，特别是6～10KV线路。

盘形绝缘子一般均串接成串使用，故绝缘子元件无一定的额定电压，而按机电破坏负荷分为：70、100、120、160、210、300、400和530KN八个等级。

盘形绝缘子按绝缘介质材料来分，有瓷绝缘子和钢化玻璃绝缘子。瓷绝缘子在国内外已有悠久历史，由于它具有一系列优良性能，具有相当良好的电气、机械和化学稳定性，能较好地耐受各种气候条件的作用，原料普遍且成本低廉，因此目前应用最广泛。

盘形绝缘子绝缘件做成盘形，其中间部分向上突起，称作绝缘件头部。现代盘形绝缘子绝缘件头部形状有圆锥形和圆柱形两种。具有圆锥形头部的瓷绝缘子，其绝缘件外表面和内表面都上了一层光滑的釉，这就使头部内、外表面与胶合剂间有相对移动的可能性，从而可以避免由于环境温度变化时在绝缘子头部产生危险的热应力。我国目前大量生产的是具有圆锥形头部的瓷绝缘子。

盘形悬式瓷绝缘子由铁帽、绝缘件（瓷件）和钢脚用水泥胶合剂胶合而成。使用时一般均串接成不同的串，用于各种电压等级和不同地区的线路上。因此，根据使用要求可分为球窝连接和槽型连接二种。球窝连接结构，挠性大，可转动，无方向性并具有装拆方便的优点，特别是便于带电更换绝缘子，因此高压和超高压线路上一般均采用球窝连接结构。槽型连接结构，其连接金具较为简单，但不便于带电作业，在我国一般使用在较低电压等级（10KV）线路中。为了保证运行中绝缘子不致从串中脱落，每个绝缘子都附有锁紧装置，其中在球窝连接中采用锁紧销锁紧，在槽型连接结构中采用圆柱销，并用开口销或驼背销锁紧。此类绝缘子与针式绝缘子一样，同属于内胶装结构，帽和脚与胶合剂接触表面涂有缓冲层（目前一般为沥青），脚顶端与绝缘件之间有弹性衬垫（一般为油毡纸）。帽一般采用可段铸铁铸成，脚用普通碳素钢、低合金钢或优质碳素钢锻制。锁紧销采用有良好弹性的不锈钢制造，以保证经多次装拆后不失去其锁紧能力。槽型连接所带圆柱销采用普通碳素钢制造。金属附件表面全部热镀锌。胶合剂采用强度等级42.5R以上的硅酸盐水泥和石英砂配制而成。帽下口边缘与绝缘件之间留有适当间隙，以避免材料膨胀时绝缘件受应力破坏。

瓷件表面一般上白釉，根据需要也可以上棕釉或蓝灰釉。

目前被大量使用的绝缘子形状主要有三大类：普通型、钟罩型和空气动力型，空气动力型又分为单伞形、双伞形和三伞形。

普通型绝缘子瓷件伞裙的棱与棱之间留有较大的间隙，棱槽宽，清洁方便，钢脚球头一般均伸出在伞裙外，有利于带电作业。普通型绝缘子的结构形状简单、造价低，适用于清洁地区。普通伞绝缘子是使用量最多、历史最久的一种绝缘子，一般可以满意地运行。但由于其单位高度的污秽耐受电压梯度较小，为达到必需的爬电距离，需要较长的绝缘子串，从而增大了杆塔高度。

钟罩型绝缘子的下表面有较深的棱槽，伞下内腔不易受潮，而当内腔充分爱潮时．伞上表面已过分受潮，导致其污秽流失，从而提高绝缘子的污秽耐受电压，这就是这种伞保护爬电距离长的作用。这种伞裙的缺点是风雨自洁性差，且不易清扫。被保护爬电距离较大，在沿海盐雾地区饿使用效果较好。下裙伞型绝缘子像双层伞，又像钟罩伞，因为其很长的下裙像钟罩伞的外裙，起到遮蔽的作用，因而按造型看它更接近于钟罩伞。

空气动力型绝缘子：

草帽伞绝缘子伞裙直径特别大，伞下无棱，属于流线型伞，风雨自洁性好，积污量小。这种绝缘子适用于沙漠地区。此外，将它穿插在绝缘子串的上部和中部可以抑制冰溜和鸟粪，避免或减少污闪。

双层伞绝缘子伞裙平滑无下棱，伞形开放，有利于风雨白洁，积尘速率低，风雨自洁性能好，因而其积污量比普通伞绝缘子小。这种伞裙还便于人工清扫，容易扫得干净，这也是其积污量小的原因之一，在粉尘比较多的内陆污秽地区使用效果比较好。这种绝缘子由于爬距较高，单位高度污秽耐受电压较高，与普通伞绝缘子相比可缩短串长，降低杆塔高度。

三层伞结构，在两大伞中间增加一个小伞裙，两大伞之间的伞间距较双层伞绝缘子增加了42%，提高了耐污闪和湿闪性能；上面大伞直径大于下伞直径，可减少冰雪天气状况下伞间短路的机会；大伞裙与小伞裙之间空间距离较大，便于人工冲洗和清扫；爬距大，可达到545mm，比爬距为400mm和450mm双层伞绝缘子分别提高36.3％和21.1%；在相同污秽条件下，人工污闪电压比同级普通绝缘子可提高46%以上，防污性能好。

技术标准：

GB/T 1001.1-2003 《标称电压高于1000V的架空线路绝缘子第1部分：交流系统用瓷或玻璃绝缘子元件——定义、试验方法和判定准则》

GB/T 4056-2008 《绝缘子串元件的球窝连接尺寸》

GB/T 7253-1987 《盘形悬式绝缘子串元件尺寸与特性》

JB 9681-1999 《高压线路耐污盘形悬式瓷绝缘子》

GB/T 7253-2005 《标称电压高于1000V的架空线路绝缘子交流系统用瓷或玻璃绝缘子元件——盘形悬式绝缘子元件的特性》

型号说明：

GB/T 7253-1987和JB 9681-1999标准规定（老型号）：

XP——普通型盘形悬式瓷绝缘子；

XWP——耐污盘形悬式瓷绝缘子；

XHP——钟罩伞耐污盘形悬式瓷绝缘子；

XMP——草帽型耐污盘形悬式瓷绝缘子；

数字1，2，3…为设计顺序号；

“—”后数字为额定机电破坏负荷值，kN；

kN值后面的C为槽型连接结构，T为球窝帽-扁脚连接结构，球窝连接结构不表示。

GB/T 7253-2005标准规定（新型号）：

U——悬式绝缘子；

U后数字表示规定的机电或机械破坏负荷值，kN；

B或C表示球窝或槽形连接；