绝缘子和穿墙套管
第11讲-绝缘子及套管
高压套管材料
绝缘子及套管绝缘诊断
1、绝缘子电压分布测量诊断 （1）短路叉
绝缘子及套管绝缘诊断
（2）电阻\电容分压杆
绝缘子及套管绝缘诊断
2、绝缘子、套管绝缘电阻测量 清洁干燥的绝缘子绝缘电阻值很高。电瓷有裂纹时绝 缘电阻一般不会有明显的降低。 当电瓷龟裂处有湿气及灰尘、脏污时，绝缘电阻将显 著下降，这时阻值用兆欧表很容易测出。 绝缘子套管的绝缘电阻测量是为了初步检查其绝缘情 况，在进一步的交流耐压试验前后需进行。
绝缘子材料
高压电瓷 高压电瓷是目前高压绝缘子中主要的电介质，具有相 当良好的电气及机械性能、耐电晕和电弧性能、耐老化性 能，化学性能稳定，能较好的承受大气中各种不利条件的 作用。并且原料普遍，成本低廉。 高压电瓷在工频较为均匀的电场下，厚度为1.5mm左 右时，击穿电场强较高。当厚度增加或电场不均匀时，电 瓷的耐电强度大为下降。
绝缘子材料
高压电瓷
密度（g/cm3) 抗拉强度(N/m2) 抗压强度(N/m2) 抗弯强度(N/m2)
2.3~2.5 （300~400）×105 （4500~5500）×105 （800~1100）×105
在绝缘子设计中，电瓷机械强度比电气强度更重要。 电瓷的抗压强度比抗拉和抗弯高得多，因此在结构中要尽 可能使瓷不受张力和弯曲力，最好使瓷受压力。
绝缘子及套管绝缘诊断
1、绝缘子电压分布测量诊断 每一个绝缘子相当于一个电容器，因此一个绝缘子串 就相当于由许多电容器组成的串联回路。 由于每个绝缘子的电容量相等，因而在绝缘子串中， 每一片绝缘子分担的电压是相同的。 当绝缘子出现低值或零值时，绝缘子电压分布出现变 化，可通过电压分布测量方法对绝缘子进行诊断。
母线槽绝缘子与穿墙套管的安装
母线槽绝缘子与穿墙套管的安装绝缘子与穿墙套管安装前应进行检查．瓷件、法兰应完整无裂纹，胶合处填料完整，结合牢固。
绝缘子与穿墙套管安装前应按现行国家标准《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》的规定试验合格。
安装在同一平面或垂直面上的支柱绝缘子或穿墙套管的顶面，应位于同一平面上，其中心线位簧应符合设计要求。
母线直线段的支柱绝缘子的安装中心线应在同一直线上。
支柱绝缘子和穿墙套管安装时，其底座或法兰盘不得埋人混凝土或抹灰层内。
支柱绝缘子叠装时，中心线应一致．固定应牢固；紧固件应齐全。
三角锥形组合支柱绝缘子的安装，除应符合本规范有关规定外，并应符合产品的技术要求。
无底座和顶帽的内胶装式的低压支柱绝缘子与金属固定件的接触面之间应垫以厚度不小r l 5ram的橡胶或石棉纸等缓冲垫圈。
悬式绝缘子串的安装应符合下列要求：一、除殴计原因外，悬式绝缘子串应与地面垂直，当受条件限制不能满足要求时，可有不超过5。
的倾斜角。
二、多串绝缘子并联时，每串所受的张力应均匀。
三、绝缘子串组台时，联结盒具的螺栓、销钉及锁紧销等必须符合现行国家标准，且应完整，其穿向应一致，耐张绝缘子串的碗H应向上，绝缘子串的球头挂环、碗头挂板及锁紧销等应互相匹配。
四、弹簧销应有足够弹性，闭口销必须分开，并不得有折断或裂纹，严禁用线材代替。
五、均压环、屏蔽环等保护金具应安装牢固，位置应正确。
六、绝缘子串吊装前应清擦干净。
穿墙套管的安装应符合下列要求：一、安装穿墙套管的孔径应比嵌入部分大5mm以上，混凝土安装板的最大厚度不得超过50mm．二、额定电流在1500A及以上的穿墙套管直接固定在钢板上时，套管周围不应成闭合磁路。
三、穿墙套管垂直安装时，法兰应向上，水平安装时．法兰应在外。
四、600A及以上母线穿墙套管端部的金属夹板(紧固件除外)应采用非磁性材料，其与母线之间应有金属相连，接触应稳固，金属夹板厚度不应小于3rnm，当母线为两片及以上时，母线本身间应予固定。
电力系统培训第四章导体和绝缘子
第四章导体和绝缘子一、导体在输电线路中采用钢芯铝绞线，而钢芯铝绞线根据电压等级和跨越档距的不同又分为普通型、轻型和加强型，有防腐要求的又有轻防、中防和重防之分。
硬母线按所使用的材料不同，硬母线分为硬铜母线和硬铝母线、铝合金母线等；按截面形状不同硬母线又分为矩形、圆管形和槽形等结构。
铜的电阻率低、强度大、抗腐蚀性强，是很好的导电材料，矩形导体散热条件较好，便于固定和连接，但集肤效应较大小型水电站中常用矩形母线。
其型号表达为矩形竖放，散热较好，载流量大，但机械强度低；图（b）平放，散热差，载流量小，但机械强度高；图（c）三相母线垂直布置，它虽比图（a）、(b)水平布置易观察，但配电装置的高度有所增加。
对于手车式高压开关柜，为了减小柜体尺寸，母线还采用三角形布置。
总之，母线的布置方式应根据载流量的大小、短路电流水平和配电装置的具体情况而定。
矩形母线是用母线金具固定在支持绝缘子上的，为避免母线热胀冷缩对支持绝缘子产生较大的附加作用力，当矩形母线长度在20～30米之间时，母线间应加装伸缩补偿器，以消除由于温度变化引起的危险应力。
补偿器由厚度为0.2～0.5mm的薄片叠成，叠成后的截面应尽量不小于所连母线截面的1.25倍，材料与母线相同。
当母线厚度小于8mm时，可直接利用母线本身弯曲的办法使其得以伸缩。
为了便于识别相序，交流母线A相漆成黄色，B相漆成绿色，C相漆成红色。
着色后还可增加母线热辐射能力，提高其载流量，并能防止氧化腐蚀。
（a）（b）水平布置；（c）垂直布置3．电力电缆电力电缆是传送和分配电能的一种非裸露的特殊导线，具有防腐、防潮、防损伤、不易故障、布置紧凑等优点，但其具散热差、载流量小、有色金属利用率低、价格贵，一旦故障查找和修复较困难等缺点。
电力电缆多用于水电站、变电所中厂用电设备和直流设备的连接、单机容量较小的水电站中发电机、变压器与配电装置间的连接、城市的地下电网、工矿企业内部的供电、以及过江、过海峡的水下输电线。
10套管和绝缘子的试验
一、复合绝缘子的损坏
引起复合绝缘子损坏的主要原因有：芯棒断裂；界 面击穿；金具与芯棒的连接发生滑移或拉脱；外绝缘硅橡 胶严重劣化，造成芯棒暴露等。 1、芯棒断裂 （1）主要问题：脆断（在较低的机械应力作用下发生的 芯棒断裂） （2）产生原因：酸蚀 （3）解决方案：提高材料耐酸性能；加强端部密封
3
干、湿闪络电压之间的差别（实验规律）：
（1）雷电冲击电压下绝缘子的干、湿闪电压基本相同； （2）工频电压下两者相差较多； （3）而操作冲击电压下两者虽有差别，但不如工频电压 下显著。
4
绝缘子材料：
绝缘子组成：绝缘件；机械固 定用的金属附件；胶装绝缘件和金属 附件的胶合剂。
绝缘件：电瓷；玻璃；浇注环 氧树脂；复合绝缘子（环氧树脂玻璃 纤维芯棒，高分子聚合物伞盘，护套 ）
所谓等值是指这些量的盐溶于一定容积蒸馏水后形 成的溶液的电导率与实际污秽物溶于同样容积蒸馏水而形 成的溶液的电导率相等。
33
湿润污层的表面电导率
施加交流低电压，在受潮情况下测量绝缘子表面污 层的电导，根据表面电导和绝缘子外形可计算得到污层表 面电导率。它反映了绝缘子表面污秽物在受潮情况下的导 电能力，也可用来作为监测绝缘子脏污严重程度的一个特 征参数。
零值绝缘子：低值绝缘子的内部击穿电压为零时， 称为零值绝缘子。
电气性能
闪络电压：连通绝缘子两电极、沿绝缘体外部空气 的放电电压。
闪络电压分类： （1）干闪络电压：表面清洁、干燥的绝缘子的闪络电压 。是户内绝缘子的主要性能。 （2）湿闪络电压：表面洁净的绝缘子在淋雨时的闪络电 压。是户外绝缘子的主要性能。 （3）污秽闪络电压：表面脏污的绝缘子在受潮情况下的 闪络电压。
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充油套管
接地屏：最外层电容极板，用小套管引出，运行时接 地，试验时用来测量泄漏电流、局放信号等。
GB149-90电气装置安装工程母线装置施工及验收规范
电气装置安装工程母线装置施工及验收规范（GBJ 149—90）第一章总则第2.1.1条为保证硬母线、软母线、绝缘子、金具、穿墙套管等母线装置的安装质量，促进安装技术的进步,确保设备安全运行，制订本规范.第2.1.2条本规范适用于500kV及以下母线装置安装工程的施工及验收。
第2.1.3条母线装置应按已批准的设计进行施工。
第2.1.4条设备和器材的运输、保管,应符合本规范要求，当产品有特殊要求时,并应符合产品的要求。
第2.1.5条设备及器材在安装前的保管，其保管期限应为一年以下。
当需长期保管时，应符合设备及器材保管的专门规定。
第2.1.6条采用的设备和器材均应符合国家现行技术标准的规定,并应有合格证件。
设备应有铭牌。
第2.1.7条设备和器材到达现场后,应及时进行下列验收检查:一、包装及密封应良好。
二、开箱检查清点，规格应符合设计要求，附件、设备应齐全。
三、产品的技术文件应齐全.四、按本规范要求作外观检查。
第2.1.8条施工中的安全技术措施，应符合本规范和现行有关的安全技术标准及产品的技术文件的规定。
对重要工序，尚应事先制定安全技术措施。
第2.1.9条与母线装置安装有关的建筑工程施工应符合下列要求：一、与母线装置安装有关的建筑物、构筑物的工程质量应符合国家现行的建筑工程施工及验收规范中的有关规定；当设计及设备有特殊要求时，尚应符合其要求。
二、母线装置安装前，建筑工程应具备下列条件：1.基础、架构符合电气设备的设计要求；2.屋顶、楼板施工完毕，不得渗漏；3.室内地面基层施工完毕，不得渗漏；4.基础、构架达到允许安装的强度，焊接构件的质量符合要求,高层构架的走道板、栏杆、平台齐全牢固；5.有可能损坏已安装母线装置或安装后不能再进行的装饰工程全部结束;6.门窗安装完毕，施工用道路通畅；7.母线装置的预留孔、预埋铁件应符合设计要求。
三、母线装置安装完毕投入运行前，建筑工程应符合下列要求:1.预埋件、开孔、扩孔等修饰工程完毕;2.保护性网门、栏杆以及所有与受力部分隔绝的设施齐全；3.受电后无法进行的和影响运行安全的工作施工完毕；4.施工设施应拆除和场地应清理干净.第2.1.10条母线装置安装用的紧固件，除地脚螺栓外应采用符合国家标准的镀锌制品,户外使用的坚固件应用热镀锌制品。
绝缘子选用
关于支持绝缘子及穿墙套管的选型和使用概述：在成套产品设计、装配过程中，常常发现支持绝缘子装得过密、选择过大，没有适当利用穿墙套管的支持作用的现象，造成了很多不必要的浪费。
在部分人员中存有一个不当的观念，认为绝缘子选择由母排大小决定，套管无支持作用，绝缘子间的跨距在0.8～1米之间不能超过1米这一错误观点。
这种观念在公司内外（用户）存有一定的普遍性，故在这里作一简单叙述以引起我们的重视，并作好为用户解释工作。
一、支持绝缘子的选用绝缘子是按额定电压、使用环境来选择的，并对动稳定作校验。
目前公司内使用的有10kV 、35kV 两类，使用环境均为户内防污Ⅱ级。
通常情况下，绝缘子的机械破坏负荷与绝缘子直径、下法兰孔大小成对应关系。
下法兰M16，直径φ78左右的10kV 环氧树脂绝缘子抗弯负荷在B 级以上其值为≥10kN 。
下法兰M20，直径φ110左右的10kV 环氧树脂绝缘子抗弯负荷可达D 级其值为≥20kN 。
而目前使用的35kV 环氧树脂绝缘子下法兰为M16，抗弯负荷在≥10～12kN 之间。
动稳定校验按Fc ≤0.6ph FFc ——作用于绝缘子上的计算力 ph F ——绝缘子机构破坏负荷（由样本查得） Fc=0.173*K*Dl c *2ch ic l ——绝缘子间跨距D ——相间距i——三相短路冲击电流，kAchK ——绝缘子受力系数若绝缘子按10kN计，则Fc只要≤6kN便可，由此得各相间距下的最大跨距（见下表）：二、穿墙套管的选用穿墙套管的选择是按额定电压、额定电流、使用环境来选择的同样需进行短路电流校验动稳定，热稳定。
对于过孔类套管额定电流，热稳定由母排决定这里不作介绍。
目前，市场上使用的穿墙套管大部为抗弯负荷≥8kN，按户内Ⅱ级污秽地区设计。
由于环氧树脂穿墙套管在使用初期，存在质量缺陷，在大规格主母排的安放过程中易造成损伤，带来事故隐患，造成了主母线对地短路事故，一些地方电力部门要求在母线室加支持绝缘子。
(完整版)绝缘子和穿墙套管
1）按额定电压选择绝缘子和穿墙套管
UN ≥ UNS
UN-------支柱绝缘子或穿墙套管的额定电压
UNS -------电网额定电压
2）按额定电流选择穿墙套管
K IN ≥ Imax
Imax -------所在回路在各种合理运行方式下的最大持续工作电流
IN -------穿墙套管的额定电流
K ------温度修正系数
Fmax
Fmax
F1
F2 2
1.73 is2h
LC a
107 (N)
绝缘子：LC （L1 L2 ) / 2
套管：LC （L1 Lca ) / 2
10KV( 拉线 老式)棒 耐张 形悬式 合成 合成绝 绝缘 缘子 子
10K V绝 缘稳 线棒
新式 横担 合成 绝缘 子
FS-10/3 横担合 成绝缘 子
10K V针 式合 成绝 缘子
铁道用 双绝缘 悬式合 成绝缘 子
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参
数
500KV直流合成绝缘子
链 接
750KV合成绝缘子
户外棒形支柱绝缘子
当套管在环境温度高于+40℃，但不超过+60℃时，套管的工作电流建议按环境温度每增高1℃，额定
电流负荷降低1.8%。
套管按使用场所可分为：户内普通型、户外-户内普通型、户外-户内耐污型、户外-户内高原型、
户外-户内高原耐污型五种类型。
户内普通型:一般适用于安装地点海拔不超过1000m地区，但安装地点应是无明显污秽地区。
2.按安装地点分
（1）户内式（无伞裙） （2）户外式（有伞裙 ）
3. 按结构形式分 支柱式、套管式、盘形悬式
4.
按用途分
（1）电站绝缘子:支柱绝缘子和套管绝缘子 （2）电器绝缘子:支柱绝缘子和套管绝缘子
工程量计算-母线、绝缘子
第四节母线、绝缘子一、绝缘子及穿墙套管安装1、绝缘子有单串、双串之分的悬式绝缘子，以“串”为单位。
户内支持绝缘子，以“10个”为单位。
户外支持绝缘子，均按电压等级，以“柱”为单位。
穿墙套管按安装方式及电压等级，以“个”为单位套用定额。
2、悬式绝缘子串，不论其片数的多少，定额不作换算。
悬式绝缘子安装，系指垂直安装的提挂跳线，引下线或阻波器等设备的绝缘子串，绝缘子的耐压试验包括在本系统的调试定额内。
3、穿墙套管安装定额中，包括了其附属的油管路，放油阀等安装。
使用时不论是否是充油式套管，均不作换算。
穿墙套管不管是否带电流互感器，均属于装置性材料，应另计算费用。
4、绝缘子、穿墙套管的安装定额内未包括铁构件的制作及安装，应另套第六章“铁构作的制作及安装”子目。
二、软母线、引下线、跳线及组合软母线1、软母线安装，按电压等级及导线截面以“跨/三相”为计量单位套用定额，跨距为60米，设计跨距不同时，定额不准换算。
导线、绝缘子、线夹、驰度调节金具、均压环、间隔棒等，均按设计用量另计主材费。
2、软母线安装如果是两根以上的，可套用组合软母线安装定额。
每跨母线按两端是单串绝缘子考虑，如果采用双串绝缘子，可在原定额的基础上增补套用一个“2-270”子目。
3、组合软母线安装，按三相为一组计算，跨度（包括水平悬挂部分和两端引下部分之和）以45米为准，跨度的长与短，定额均不作调整，定额只列了26根以下的，如超过26根。
定额可作调整，调整系数由双方协商。
4、组合软母线的施工方法，是按地面组合好后用卷相机起吊挂上去的方法考虑的。
如果采用高空组合方法，定额不作换算。
定额中包括了组合导线两端的接线工作（编制预算时，注意不要把这部分工作作引下线处理），但不包括组合导线两端的铁构件的配制，支持绝缘子及带形母线的安装。
5、软母线两端的耐张绝缘子串的安装，包括在软母线安装定额内。
定额内未包括软导线、绝缘子、线夹、均压环、间隔棒的材料。
应另计主材费。
绝缘子(悬式绝缘子串、支柱式绝缘子及穿墙套管)安装质量标准及检验方法
瓷件外观
主要
光洁，完整无裂纹
观察检查
瓷铁胶合处检查
粘合牢固，无缝隙
绝缘子安装
绝缘子底座水平误差
≤5mm
用尺检查
母线支线段内各支柱绝缘子中心线误差
主要
≤2mm
用尺检查
叠状支柱绝缘子垂直误差
纯瓷绝缘子与金属接触面间垫圈厚度
主要
≥1.5mm
绝缘子固定
主要
螺栓齐全，紧固
用扳手检查
接地
接地线排列
方向一致
水平安装
法兰应在外
600A及以上套管
端部金属夹板
夹板材料
主要
非磁性材料
观察检查
厚度
≥3mm
与母线等电位连接
主要
牢固可靠
观察检查
充油套管
密封检查
主要
无渗漏
观察检查
油位指示
主要
正常
连接螺栓
主要
齐全，紧固
用扳手检查
接地端子及未用的电压抽取端子
主要
可靠接地
扳动并导通接地
绝缘子及穿墙套管等的安装
悬式绝缘子串安装检查
外观检查
规格型号核对
按设计规定
观察检查
瓷件外观
主要
光洁，完整无裂纹
瓷铁胶合处检查
主要
粘合牢固
连接金具及附件
齐全，完好
弹簧销检查
弹性充足
扳动检查
均压环及屏蔽罩检查
完整，无变形
观察检查
绝缘子串安装
绝缘子装配前试验
主要
合格
检查试验报告
连接螺栓、销钉、弹簧销等贯穿方向
一致
观察检查
球头挂环、碗头挂板及锁紧销间配合
绝缘子和套管的选择
案例二：某住宅区的套管选择和维护
总结词
考虑管道用途、管道材料和管道连接方 式
VS
详细描述
在某住宅区中，套管的选择需要考虑管道 的用途，如给水、排水、燃气等。根据不 同的用途，选择不同材料的套管，如金属 、塑料等。此外，管道连接方式也是需要 考虑的因素，如焊接、螺纹连接等。在维 护方面，需要定期检查套管的密封性和防 腐情况，及时进行维修或更换。
案例三：某高压输电线路的绝缘子和套管选择
总结词
考虑电压等级、环境条件和机械性能
详细描述
在某高压输电线路中，绝缘子和套管的选择需要考虑电压等级和环境条件。高电压等级 的输电线路需要选择耐高压的绝缘子和套管，同时需要考虑环境因素，如温度、湿度、 气候等。此外，由于输电线路长且跨度大，绝缘子和套管需要具备较高的机械性能，如
绝缘子和套管的选择
• 引言 • 绝缘子基础知识 • 套管基础知识 • 绝缘子和套管的选择原则 • 绝缘子和套管的安装和维护 • 案例分析 • 结论
01
引言
主题简介
01
绝缘子和套管在电力系统中起着 重要的作用，它们是保护输电线 路和设备的重要元件。
02
绝缘子和套管的选择对于电力系 统的安全、稳定运行至关重要。
用寿命。
确保系统稳定性
绝缘子和套管的性能和质量直接 影响电气设备和系统的稳定性， 选择合适的绝缘子和套管能够提
高系统的稳定性和可靠性。
提高电气设备和系统的安全性和可靠性
遵循安全标准
选择绝缘子和套管时应遵循国家 和行业的安全标准，确保所选产 品符合安全要求，提高设备和系
统的安全性。
考虑环境因素
在选择绝缘子和套管时，应充分考 虑环境因素对设备和系统的影响， 如温度、湿度、压力等，以确保设 备和系统的可靠性。
套管和绝缘子的绝缘试验
套管和绝缘子的绝缘试验一、套管绝缘试验套管的定期预防性试验项目主要有主绝缘及电容型套管末屏对地绝缘电阻的测试和对地tanδ的测试。
在大修后或必要时进行油中溶解气体色谱分析交流耐压试验和局部放电试验。
1、绝缘电阻的测试套管的绝缘电阻测量是为了初步检查套管的绝缘情况，在交流耐压试验前后均须进行。
测量前要先用干燥清洁的布擦去其表面污垢，并检查套管有无裂纹及烧伤情况。
应用2500V 兆欧表进行测量，兆欧表的两个端钮分别接在套管的导杆和法兰上。
2、介质损耗角正切和电容量的测量测量20kV及以上非纯瓷套管的介质损耗角正切和电容值是判断高压套管绝缘的一项重要指标。
因为套管劣化、受潮等都会导致其介质损耗角正切的增加，所以根据介质损耗角正切的变化可以较灵敏地反映出绝缘的劣化和其他局部缺陷。
测量套管的介质损耗角正切可采用QS1型西林电桥，用西林电桥测量单独套管的tanδ值，可采用正接线方式。
已安装于电力设备上的高压套管，其法兰盘与设备金属外壳直接连接并接地。
测量这些套管的tanδ值时，首先应将与套管连接的引线或绕组断开。
除接地屏经小套管引出时可用上述正接线法测量外，一般用反接线法测量。
在采用西林电桥测量套管的介质损耗角正切时，有时往往只测电容芯子的介质损耗角正切，或只测量油纸套管导电芯对抽压或测量端子间的tanδ，而不测量端子或抽压端子的介质损耗角正切。
由于套管内部初期进水受潮时，潮气和水分只进入末屏附近的绝缘层，故占总体积的比例甚小，往往反映不出来，这给电气设备安全运行留下隐患。
3、交流耐压实验套管在交接时或大修后需要进行交流耐压试验，试验时应先将被试套管表面擦干净。
对于变压器或油断路器等充油设备上的套管，应将下部浸于绝缘油内，法兰与油箱外壳连接并接地，接地屏同时接地，在导杆上施加试验电压。
4、局部放电测量对66kV及以上的电容型套管在大修后可测量局部放电作为辅助试验，关于局部放电试验请参阅本书相关章节，这里不再介绍。
6.8绝缘子和套管的选择
三、电站绝缘子的类型和特点
1.支柱绝缘子 支柱绝缘子 （1）户内支柱绝缘子 ）
逐步被淘汰 主要应用在6kV及以上屋外配电装置。 主要应用在6kV及以上屋外配电装置。 6kV及以上屋外配电装置 2.盘形悬式绝缘子 （b盘形悬式绝缘子 （）内胶装式支柱绝缘子 a）针式支柱绝缘子 体积小、质量轻、电气性能好等优点， 体积小、质量轻、电气性能好等优点，但机械强度较低 空心可击穿结构，较笨重， 空心可击穿结构，较笨重，易老 主要应用在35kV 主要应用在 化。 3.套管绝缘子 穿墙套管 套管 35kV及以上屋外配电装置和架 套管绝缘子(穿墙套管 套管) 套管绝缘子 穿墙套管/套管 35kV及以上屋外配电装置和架 空线路上。 空线路上。 （c）联合胶装式支柱绝缘子 （b）棒式绝缘子 35kV——3片 片 （1）户内式 尺寸小、泄漏距离大、电气性能好、机械强度高，适用 电气性能好、机械强度高， 尺寸小、泄漏距离大、，尺寸小、质量轻、便于制造和 实心不可击穿结构， 实心不可击穿结构 尺寸小、质量轻、 用于母线在屋内穿过墙壁或天花板， 110kV——7片 片 （～用于母线在屋内穿过墙壁或天花板，以及从屋内向屋外引 于潮湿和湿热带地区 ，一般 35kV，纯瓷结构， 6 2）户外式 ，逐步取代针式绝缘子。 35kV，纯瓷结构 维护等优点， 维护等优点 逐步取代针式绝缘子。 、变压器等）的载流部 或用于使有封闭外壳的电器（如断路器、 出，或用于使有封闭外壳的电器（如断路器 变压器等） 用于户内配电装置的载 户外式套管两端绝缘设 由瓷套、 由瓷套、接地法兰及载流导体 220kV——13片 片 分引出壳外，使导电部分与地绝缘，并起到支持作用。 分引出壳外，使导电部分与地绝缘，并起到支持作用。 流导体与户外的载流导体进 计：一端为户内式套管安装 三部分组成。 三部分组成。 330kV——19片 片 行连接，以及户外电器的载 在户内， 行连接，，一端为多伞裙的户 在户内 载流导体： 载流导体： 流导体由壳内向壳外引出。 外式套管（ 500kV）。 流导体由壳内向壳外引出。 外式套管（6～500kV）。 500kV——24片 片 矩形截面、圆形截面、 矩形截面、圆形截面、母线型 （a）外胶装式支柱绝缘子
电缆绝缘子和套管的选择
6~10kV三芯电缆电抗约为0.08Ω /km，35kV三芯电缆约为 0.12Ω /km。
一、电力电缆选择
【例6-2】某变电所10kV电压母线用双回电缆线路向一重要 用户供电，用户最大负荷5400kW，功率因数cosφ =0.9，最 大负荷利用小时数为5200h/年，当一回电缆线路故障时，要 求另一回仍能供给80%的最大负荷。线路直埋地下，长度为 1200m，电缆净距为200mm，土壤温度10℃，热阻系数 80℃·cm/W，短路电流I”=8.7kA，I1=7.2kA，I2=6.6kA， 短路切除时间为2s，试选择该电缆。 解 正常情况下每回路的最大持续工作电流为：
Q——电缆芯单位体积的热容量，铝心取0.59 J/ (cm3·℃)，铜心取0.81
J/ (cm3·℃)；
一、电力电缆选择
α ——电缆芯在20℃时的电阻温度系数,铝心取0.00403/℃， 铜心取0.00393/℃；
Ks——电缆芯在20℃时的集肤效应系数，S<150mm2的三芯 电缆Ks=1，S=150~240mm2的三芯电缆Ks =1.01~1.035；
《风电厂电气系统》
第六章 导体和电气设备的原理 与选择
第七节 电缆、绝缘子和 套管的选择
教学内容
本节教学内容
一、电力电缆选择 二、支柱绝缘子和穿墙套管的选择
首页
一、电力电缆选择
一、电力电缆选择
1．电缆型号的选择
基本结构：由导电线芯、绝缘层和保护层三部分组成。 线芯材料：铜芯和铝芯两种。 常用的线芯数目： 单芯充油电缆（用于110kV及以上） 三芯电缆（用于35kV及以下三相系统） 双芯电缆（用于单相系统） 四芯、五芯电缆（用于380/220V三相四线系统或有一线芯用于安全接地）。 线芯绝缘：有油浸纸绝缘，塑料绝缘和橡皮（胶）绝缘三类。保护层：塑 料电缆的保护层由聚乙烯做成。 油浸纸绝缘电力电缆保护层由内保护层和外保护层构成，内保护层目的是 防潮和防漏油，有金属铝包和铅包两种；外保护层防机械损伤和防腐蚀， 有钢带铠装（抗压）、钢丝铠装（抗拉）等种类，铠装层外还有防腐蚀外 被层。
电气设备基本知识与选择
目的：为了防止熔体在通过变压器励磁涌流和保 护范围以外的短路及电动机自启动等冲击电流 时误动作
保护电力电容器时 INfs = K INc
电力电容器回 路的额定电流
K－可靠系数（对限流式高压熔断器，当一台电力电容器 时K=1.5~2.0，当一组电力电容器时K=1.3~1.8）
目的：当系统电压升高或波形畸变引起回路电流 增大或运行中产生涌流时不应误熔断
X*L
X*
X *
( Id I
X
*
)
Ud Id
IN UN
100%
XL
U d I d ：基准电压、电流
２）按正常运行时电压损失校验
要求 U 5% ，考虑到 U 主要由Ｉ的无功分量 Imax sin
产生，电压损失
U (%)
X L (%)
I max IN
sin
３）母线残压校验
5%？
要求：
导体的经济截面：
SJΒιβλιοθήκη I max J需注意的两点：
尽量选择接近的截面，若无合适规格的导体，选小于 经济截面的导体。
按经济电流密度选择的导体截面，其允许电流必须大 于导体的最大持续工作电流
３）电晕电压校验
对110KV以上的裸导体，按晴天不发生全面 电晕条件校验：
裸导体的临界电压 Ucr ≥ Umax
与裸导体不同之处在于修正系数与敷设方式和环境温度有关。
敷设时电缆应保持一定的弯曲半径。应尽量将三芯电缆的截面限 制在185mm2及以下
4）允许电压降校验
对供电距离远、容量大的电缆线路，应校验 其电压损失，一般应满足电压降不超过5%
U % 173Imax L(r cos x sin ) /U 5）热稳定校验
支持绝缘子和穿墙套管如何安装？低压母线过墙如何施工？
支持绝缘子和穿墙套管如何安装？低压母线过墙如何施工？支持绝缘子和穿墙套管安装(一)户内支持绝缘子的安装支持绝缘子用于变配电装置中，作为导电部分的绝缘和支持的作用。
根据安装地点的不同，绝缘子分户内和户外两种。
按其结构形式分：户内支持绝缘子有内胶装式和外胶装式两类，户内支持绝缘子外形高压户内支持绝缘子外形 (a)外胶装；(b)内胶装；(c)联合胶装1.绝缘子安装前的准备绝缘子安装前应进行外观检查，检查绝缘子的规格、型号是否符合设计要求，表面有无破损和裂纹，铁件表面是否锈蚀。
如铁件已生锈，可用蘸有汽油或煤油的抹布擦净。
安装前应测量绝缘子绝缘电阻或做交流耐压试验。
测量绝缘电阻时用2500V摇表测得绝缘电阻值不低于300MΩ。
交流耐压试验往往和母线测试同时进行。
2.绝缘子安装：支持绝缘子大多数固定在墙上、金属支架或混凝土平台上。
应根据绝缘子的安装孔尺寸做好基础螺栓预埋或金属支架加工。
安装时将绝缘子法兰孔套入基础螺栓或对准支架上的孔眼，套上螺帽拧紧即可。
如果要求安装的绝缘子是在同一直线上，一般应先安装首尾两个，然后拉一直线，依此直线安装其他绝缘子，以保证各个绝缘子都在同一中心线上。
在安装绝缘子的过程中，要严防绝缘子损坏。
安装完毕，对绝缘子底座、顶盖以及金属支架都要刷一层绝缘漆，颜色一般为灰色。
(二)高压穿墙套管：高压套管和穿墙板是高低压引入(出)室内或导电部分穿越建筑物或其他物体时的引导元件。
穿墙套管分户内、户外两类，按结构分为软导线穿墙套管和硬母线穿墙套管。
根据额定电压、额定电流和机械强度不同，穿墙套管规格型式有多种类型。
其基本结构都是由瓷套、安装法兰及导电部分装配而成。
外形如图9-21所示。
穿墙套管的安装方法通常有两种：方法一是在土建施工时，把套管螺丝直接预埋在墙上，并预留三个套管圆孔，将套管直接固定在墙上。
方法二是土建施工时在墙上留一长方孔，将角铁框装在长方孔上，用以固定钢板，套管固定在钢板上。
(三)低压母线过墙板：1.基本结构：低压母线过墙时要经过过墙隔板，过墙隔板由石棉水泥板或电工胶木板制成，分上下两部分，下部石棉板开槽，母线从槽中通过。
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8
9
FXBW4-220/100
FXBW4-220/160
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220
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2240±30
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6300
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穿墙套管
【 详细内容 】： 穿墙套管适用于工频交流电压为35kV及以下电厂、变电站的配电装置和高压电 器，作导电部分穿过墙壁或其它接地物的绝缘和支持用。套管适用于环境温度-40℃~+40℃， 当套管在环境温度高于+40℃，但不超过+60℃时，套管的工作电流建议按环境温度每增高1℃，额定 电流负荷降低1.8%。 套管按使用场所可分为：户内普通型、户外-户内普通型、户外-户内耐污型、户外-户内高原型、 户外-户内高原耐污型五种类型。 户内普通型:一般适用于安装地点海拔不超过1000m地区，但安装地点应是无明显污秽地区。 户外-户内耐污型:适用于安装地点海拔不超过1000m的污秽地区，对于严重及特重污秽区用35kV套管。 户外-户内高原型:适用于安装地点海拔为3000m以下地区。 户外-户内高原耐污型:适用于安装地点海拔为3000m以下的污秽地区。 套管可分为铝导体、铜导体以及不带导体（母线式）的三种类型.（特殊要求的穿墙套管导电排可按 用户要求设计生产）： 型号说明 CL——户内铝导体穿墙套管 CLB——户内铝导体穿墙套管（加强型） C——户内铜导体穿墙套管 CWL——户外—户内铝导体穿墙套管 CW——户外—户内铜导体穿墙套管 CWLB——户外—户内铝导体穿墙套管（加强型） CWWL——户外—户内耐污型铝导体穿墙套管 CWW——户外—户内耐污型铜导体穿墙套管 CM——户内母线穿墙套管 CMWW——户外—户内耐污型母线式穿墙套管 字母后数字为设计顺序号。 对带导体套管，短横后分数：分子为套管额定电压千伏数；Q表示大爬距；分母为套管额定电流 安培数；第二个短横后数字为污秽等级号；第三个短横后字母G表示高原型。 对母线式套管，字母后第一个短横后数字为额定电压千伏数；第二个短横后数字为套管瓷套内孔 径直径毫米数；第三个短横后数字为污秽等级号。
户外棒形支柱绝缘子结构图
户内支柱绝缘子
户内支柱绝缘子结构图
高压线路柱式绝缘子
高压线路柱式绝缘子结构图
高压针式绝缘子
高压针式绝缘子结构图
盘形悬式绝缘子
盘形悬式绝缘子结构图
瓷横担绝缘子
瓷横担绝缘子结构图
低压架空电力线路绝缘子
低压架空电力线路绝缘子结构图
电车线路类绝缘子
电车线路类绝缘子结构图
Imax -------所在回路在各种合理运行方式下的最大持续工作电流
IN -------穿墙套管的额定电流
K ------温度修正系数 3） 穿墙套管的热稳定校验 Qk----短路电流产生的热效应 It 、t-----套管允许通过的热稳定电流和时间 I t2 t ≥ Qk
4）支持绝缘子和套管的动稳定校验
1015
110
90
176
25.8
200
4
48
82383
CWWL-35/1000－3
9a
35
1000
20
1015
110
90
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25.8
200
4
49
82384
CWWL-35/1600－3
9b
35
1600
30
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110
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
25.8
200
4
51
82385
CWWL-35/1000－4
9a
35
1000
380±15 650±15 670±15 940±15 940±15 1240±15 1240±15
190 470 450 700 685 1035 1015
480 1280 1260 1900 1870 3180 3150
115 230 230 410 410 550 550
45 95 95 185 185 230 230
F -----短路时作用在支柱绝缘子或穿墙套管的电动力 Fde -----支柱绝缘子或穿墙套管的抗弯破坏负荷
F ≤ 0.6 Fde
H1 F Fmax H F1 F2 2 LC 7 Fmax 1.73 ish 10 ( N) 2 a 绝缘子：L C （L1 L 2 ) / 2 套管：L C （L1 L ca ) / 2
套管绝缘子
---用于母线在屋内穿过墙壁或天花板，以及从屋内向 屋外引出，或用于使有封闭外壳的电器的载流部分引出 壳外。 按结构形式分：带导体型、母线型
盘形悬式绝缘子
机电破坏负荷：当电压和机械负荷同时加于绝 缘子上，在电压一定、机械负荷升高时，绝缘子 的任一部分丧失其机械或电气性能的机械负荷值， 单位：t或kN
（1）外胶装
（2）内胶装
铸铁底座和圆形铸铁帽均用水泥胶合剂 胶装在瓷件的外表面 将绝缘子的上、下金属配件均胶装在瓷 件孔内
（3）联合胶装 上金属配件采用内胶装，下金属配件采 用外胶装
支柱绝缘子的型号
机械破坏负荷（抗弯破坏负荷）：表示绝缘子的机械强度，指 在绝缘子固定的情况下，在绝缘子顶帽的平面上施加与其轴线垂 直、使绝缘子受到弯矩作用而被破坏的机械负荷值，单位：kN
了解绝缘子和穿墙套管
制作： 钟上定 组员： 钟上定 刘凯 刘一杰 欧官宝 张权辉 刘晓雄 演讲： 钟上定
绝缘子
一、绝缘子的作用和分类 作用：支持和固定裸载流导体，并使裸载流导 体与地绝缘，或使装置中处于不同电位的载流导体之间 绝缘。 （1）高压绝缘子（1000V以上） 1.按额定电压分 （2）低压绝缘子（1000V及以下） （1）户内式（无伞裙） 2.按安装地点分 （2）户外式（有伞裙 ）
在校验35KV及以上水平安装的支柱绝缘子的机械强 度时，应计及绝缘子的自重、母线重量和短路电动力 的联合作用。
1）按额定电压选择绝缘子和穿墙套管 UN-------支柱绝缘子或穿墙套管的额定电压 UNS -------电网额定电压 2）按额定电流选择穿墙套管
UN ≥ UNS
K IN ≥ Imax
10KV( 老式)棒 形悬式 合成绝 缘子
拉线 耐张 合成 绝缘 子 10K V绝 缘稳 线棒
新式 横担 合成 绝缘 子
FS-10/3 横担合 成绝缘 子
10K V针 式合 成绝 缘子
铁道用 双绝缘 悬式合 成绝缘 子
返回
500KV直流合成绝缘子
参 数 链 接
750KV合成绝缘子
户外棒形支柱绝缘子
主要参数表
代号 型 号 图 号 额 定 电 压 kV 10 额定 电流A 5秒 钟 短 时 电 流 kA 40
工频电压kVr.m.s不小于
户外端 公称爬 电 距离mm BIL Kv Peak 不小 于 80 －
干 耐受
湿 耐受
击 穿
可见 电晕
弯曲 破坏 负荷 kN 不小 于 8
重 量 kg
82439
1 2 3 4 5 6 7
FXBW6-10/70 FXBW4-35/70 FXBW4-35/100 FXBW4-66/70 FXBW4-66/100 FXBW4-110/70 FXBW4-110/100
10 35 35 66 66 110 110
70 70 100 70 100 70 100
16 16 16 16 16 16 16
通信线路瓷绝缘子
通信线路瓷绝缘子结构图
复合悬式绝缘子主要技术参数及尺寸
额定 机械 拉伸 负荷 (KN) 最小公 称 爬电距 离 (mm)
序 号
型号
额定 电压 (KV)
连接 标记 结构
结构 高度 (mm)
最小电 弧距离 (mm)
雷电冲击 耐受电压 (峰值) 不小于kV
工频lmin温 耐受电压 (有效值) 不小于kV
30 29
14.8
82455
CWWL20/3150
5b
20
3150
60
400
75
50
120 14.8
125
8
33
35~40.5KV
主要参数表
代号 型 号 图 号 额定 电压 kV 额定 电流A 5秒钟短 时 电流kA
返回
户外 端公 称爬 电 距离 mm
1015
工频电压kVr.m.s不小于
BIL Kv Peak 不小于 200 25.8
20
1256
115
100
176
25.8
210
4
52
82386
CWWL-35/1600－4
9b
35
1600
30
1256
115
100
176
25.8
210
4
55.5
绝缘子 穿墙套管的选择
3、绝缘子、穿墙套管的选择
支柱绝缘子应按额定电压和类型选择，并进行短时 动稳定校验。
穿墙套管应按额定电压、额定电流和类型选择，按 短路条件校验热稳定和动稳定。 母线型穿墙套管因本身无导体，不必按额定电流选 择和校验热稳定，只需保证套管的型式与穿过母线的 尺寸相配合。
CWWL10/2000 CWWL10/3150
4a
2000
230
47
30
75
17
82446
4b
10
3150
60
230
47
30
75 －
80
8
20
82448 82454 CWWL20/2000
4c 5a
10 20
4000 2000
80 40