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高压绝缘子的运行条件和技术要求电力设备一般包括导体、磁路、绝缘和机械结构等几部分,而其中绝缘部分常属于最薄弱的环节尤其是绝缘子,在电力系统中数量最多,其质量好坏,结构先进与否,将直接影响到线路和电力设备结构的先进性、经济性和运行可靠性对于某些高压电器来说,其能否发展常决定于高压绝缘子的发展因此,研究高压绝缘子的改进,对绝缘子提出合理的机电性能要求,就是一个极为重要的问题特别是随着我国电力系统向着超高压、特高压大容量方向的迅速发展,要求绝缘子能够满足一系列极其严格的要求本节简述高压绝缘子机电性能要求电气负荷和电气性能要求
1.在运行中,绝缘子一般会遭受到持续(工频)电压(()>暂时continuous powerfrequecyvoltage]过电压()和瞬时过电压()的作用因此,对绝缘temporary overvotagetransient overvotage子提出了各种电气性能要求在于燥和淋雨条件下的工频耐受电压❶和操作冲击耐受电压以及在干燥条件下的雷电冲击绝缘子在运行中还会遭受到各种不利的大气条件作用对于户外绝缘子,其外绝缘()❷在运行中常常会受到各种污秽和潮湿大气条external insulation件的作用(如雾、毛毛雨、粘雪、冰、凝露、工业污秽和盐雾等),因此要求污秽地区用的绝缘子应具有足够的耐污能力对于高海拔地区,由于空气密度低,空气的抗电强度下降,所以与低海拔地区相比,外绝缘的闪络电压下降因此,高海拔地区用的绝缘子在平原地区试验时其额定耐受电压应予以提高在运行中,绝缘子的电晕将引起能量损耗、噪声和无线电干扰;高压套管的局部放电❸对电容芯子会引起电、热和化学的破坏作用,即通常所称的电晕腐蚀或电老化过程因此,一般要求在正常工作相电压下不能存在这种有害的电晕和局部放电在电力系统的单相对地故障中,电弧可以在空气间隙中或是沿着绝缘子表面出现,电弧的高温可以导致绝缘子表面烧毁或剥落、伞裙破损或绝缘子炸裂等为此,需要对绝缘子组❹进行电弧试验,以考核绝缘材料的耐电弧能力以及绝缘子组的电弧防护器件的结构设计等电容套管在运行条件下介质损耗角的增大表明套管绝缘中存在水分、气体杂质以及其他污物套管绝缘中存在气体杂质可以导致气体游离并引起绝缘击穿因此,电容套管的介质损耗角正切值()tan6必须满足标准要求机械负荷和机械性能要求
2.绝缘子在运行中常经受导线或导电部件的重量、覆冰重量、风力、导线张力、设备操作时的机械作用力、电器内部的气体压力、系统短路电动力、绝缘子自重、导电部件或设备的振动、地震以及其他机械力的作用,要求其机械强度(如拉伸、压缩、弯曲、扭转、内压强度和耐地震等级等)应符合有关标准的规定热负荷和热性能要求
3.绝缘子在运行中不仅会受到盛夏气温高达+℃的酷热作用以及隆冬季节气温低至一℃的严4040寒作用,而且还常经受温度的急变(如在炎热的夏季来一阵雨),因此要求绝缘子耐冷热急变性能即耐受温度循环试验能力❺应符合有关标准的规定套管和空心绝缘子在运行中除了受到高电压作用外,还会受到从套管导体通过的工作电流和短路电流的作用以及电器设备内部绝缘气体或绝缘油的高温作用在这些电流或高温作用下,套管导体、绝缘件以及金属附件会发热,因此要求套管导体温升和热短时电流等应符合有关标准的规定环境作用因素和各种负荷的联合作用以及对绝缘子的要求环境作用因素有各种降水过程(雾、
4.露、毛毛雨、小雨、暴雨、冰、雪等)、空气中的水分、阳光(尤其是阳光中的紫外线)、空气中的氧和臭氧以及其他气体(如二氧化硫)和沉降物,电气设备内的各种油(如变压器油)和气体(如)等SF6实际上,绝缘子在运行中常受到上述各种作用因素的联合作用,如盘形绝缘子在电气、机械、热和环境作用因素的长期反复作用下,一般其机电强度会缓慢下降,复合绝缘子外套在潮湿、局部表面放电以及紫外线的照射下产生起痕、蚀损,严重的可导致芯棒暴露在大气中,最后引起断裂和击穿等为此,对绝缘子应提出各种性能和可靠性(寿命)要求绝缘子常因其价格较低而忽视其可靠性要求实际上,由于其用量极大,其可靠性对电力系统的正常运行关系非常密切制造部门需加强制造过程的全过程质量管理,进行各种提高可靠性的筛选和寿命试验;安装和运行部门需正确安装和加强维护、监测,才能不断提高产品的可靠性注❶操作冲击耐受电压仅对额定电压362kV及以上绝缘子有要求湿耐受或闪络电压仅对户外绝缘子有要求❷外绝缘是指空气间隙以及设备固体绝缘与外部空气接触的表面,它会承受到电压和大气的作用,还会受到诸如污秽、潮湿、虫害等其他外界条件的作用❸局部放电是指电极之间的绝缘被局部地桥接的一种放电现象这种放电可能但也未必发生在导体的邻近处❹绝缘子组(insulaorset)是指完整地装有运行中所要求的金具和防护器件的一个或多个绝缘子串彼此适当地连接起来的装配物❺温度循环试验的作用除了考核绝缘子耐受冷热急变性能以外,还可以用它来判断绝缘体内部由于组分不均匀性和瓷体烧成后可能存在的有害内应力和微小裂纹所造成的内部缺陷。