架空输电线路绝缘子结构设计研究
时间：2020-03-30 05:15:57 来源：千叶帆 本文已影响人
（海南师范大学物理与电子工程学院，海南 海口 571158）
摘 要：绝缘子作为输电线路安全运行的重要设备之一，其各种技术性能应得到严格的保证。正确的选择和设计架空线路的绝缘子串对维护电力系统正常运作有着极其重要的作用。对架空输电线路绝缘子结构三维设计进行初步探讨研究，重点阐述绝缘串虚拟装配情况，已达到研究结果。
关键词：绝缘子；绝缘子串；结构设计
中图分类号：TB 文献标识码：A文章编号：1672-3198（2011）17-0346-01
1 绪论
绝缘子是用来支撑导线且可以保证导线和杆塔有足够的绝缘的绝缘体。它在运行中能够承受导线垂直方向的荷重和水平方向的拉力。通常分为可击穿型和不可击穿型。按应用场合又分为线路绝缘子和电站、电器绝缘子。绝缘子的基本性能包括电气、机械性能、热性能和耐污性能。此外，还有耐环境和耐老化等性能。当绝缘子电压等级提高时，其尺寸和重量也相应增加，但电气和机械性能并不按比例提高，耐热急变性能下降。因此，电压等级高的绝缘子制造起来比较困难。绝缘子作为输电线路安全运行的重要设备之一，其各种技术性能应得到严格的保证。因此，正确的选择和设计架空线路的绝缘子串对维护电力系统正常运作有着极其重要的作用。
2 绝缘子类型介绍
目前，输电线路上使用的绝缘子主要有三大类：盘形悬式瓷绝缘子、盘形悬式玻璃绝缘子、棒形悬式复合绝缘子。盘形悬式瓷绝缘子包括交流70kN.550kN、直流160kN.550kN各强度等级的各种造型（普通伞型、双层伞型、大小伞交替型、钟罩防雾型或深棱伞型、空气动力型等），盘形悬式玻璃绝缘子包括交流70kN.550kN、直流160kN.550kN各强度等级的各种造型（普通型、防污型），棒形悬式复合绝缘子则包括交流10kV.1000kV/70kN.550kN和±500kV.±800kV/70kN.550kN系列，高电压等级和高吨位产品已完全实现国产化。目前，我国已成为世界绝缘子制造工厂，其研究水平、制造技术和运行经验已居世界领先水平。
3 现存问题及建议
3.1 长期运行可靠性
对于低电压等级、低吨位产品，上述3类绝缘子的长期运行可靠性是较高的，我们一方面应重视高吨位产品的运行经验，另一方面制造企业应通过工艺改进和质量控制进一步提高产品的可靠性，稳定当前的劣化率水平。对于复合绝缘子，其硅橡胶长期老化特性、均压装置优化设计、长期机械强度、在线检测技术等仍是复合绝缘子行业重点关注的问题。对于瓷和玻璃绝缘子，水泥胶合剂在各种运行环境下的长期老化特性则是瓷和玻璃绝缘子制造企业应重点关注的问题。
3.2 使用环境
三类绝缘子各有所长，使用时应因地制宜。瓷和玻璃绝缘子具有较高的机械强度、寿命长、稳定性好，能抵抗环境老化，较适用于清洁的环境和需抵抗外力侵蚀的环境。复合绝缘子具有较高的机械强度、稳定性好，能抵抗环境老化、质量轻、防污性能优良、生产工艺简单、经济性好，适用于污染严重的地区。且电压等级越高，复合绝缘子的经济优势越明显。
3.3 选用原则
绝缘子的选用原则应参照DL/T 1000.2006和DL/T 864.2004等标准规定，并结合工程实际，从技术和经济上进行综合分析，确定合理的选择。一般来说，轻污秽地区建议采用瓷或玻璃绝缘子，重污秽地区建议采用复合绝缘子，林区不推荐使用复合绝缘子。耐张串宜采用自洁性能好的瓷或玻璃绝缘子。
4 绝缘串虚拟装配
绝缘子主要零件与装配三维图如图4.1-4.8所示，从左至右，由上而下依次是耳轴挂板、碗头挂板、球头挂环、挂板、 悬垂线夹、绝缘子与杆塔连接处局部图、绝缘子串与电线连接处局部图、绝缘子结构三维图：
5 结论
本论文主要是在绝缘子材料的选取和绝缘子的承载能力计算来改造现有的绝缘子。在绝缘子材料的选取上，伞裙护套采用硅橡胶材料具有良好的憎水性和耐污闪性。芯棒采用复合材料具有很好的抗拉伸能力。绝缘子串长为6020mm能够较好的保证导线与杆塔间的绝缘效果。
该绝缘子串也存在一些不足之处：为了适当的增加绝缘子串的结构高度，使用的连接金具比较多，故导致绝缘子串的重量偏重和结构偏长，在绝缘子的运输和安装上会存在一些不便。
参考文献
［1］Wei.Lian Qu.Study On Downburst.Induced Transmission Towers Damage Characteristics.The Seventh Asia.Pacific Conference On Wind Engineering［R］.2009.
［2］陆延昌.中国电力百科全书［M］.北京: 中国电力出版社，2011.
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