高压输电线路绝缘子的选型及应用分析

高压输电线路绝缘子的选型及应用分析

亓鹏

国网莱芜供电公司 山东省莱芜市 271100

摘要：为更科学合理的选择高压输电线路的绝缘子，本文基于高压输电线路常见绝缘子类型，分析了高压输电线路绝缘子的选型标准，并提出了选型建议与应用建议，以期有助于进一步选出更合适的输电电路绝缘子，更好的保障高压输电线路的安全稳定运行。

关键词：输电线路；绝缘子；类型；应用

1、高压输电线路绝缘子的常见选型及标准

1. 1常见选型

常见的高压输电线路绝缘子类型有橡胶复合绝缘子、钢化玻璃绝缘子和瓷质绝缘子。其中，瓷质绝缘子是伴随电力工业发展而形成的最早绝缘子类型，截至目前也有广泛的应用，如常见的盘形悬式瓷绝缘子，不仅满足了耐热性、灵活性等要求，而且成本较低。但随着电网规模的不断扩大、容量的提升、智能化和自动化水平的增强，瓷质

绝缘子的缺陷也不断暴露，最主要的是在长期机电负荷或温度变化下会造成表面绝缘子老化，绝缘性降低，导致规模性的电力输送干扰。钢化玻璃绝缘子可视为瓷质绝缘子的“升级版”，它在制造的过程中形成了表层更大的压缩应力，在抗拉强度、耐电击穿方面都优于瓷质绝缘子，同时具有零值自爆的自我淘汰性优势，极大减轻了维护成本，并随着使用周期的延长，其稳定性也在不断地提升，这与瓷质绝缘子的性能恰好相反。橡胶复合绝缘子具有质量轻、无零值、强度大、不破碎等优势，尤其在抗污闪性能上表现优越，但在生产工艺上要求很高，一些优质产品还依赖进口，在我国的应用并不普遍。

1.2选型标准

(1)使用寿命周期。标准依据的是出厂标准的“最低寿命”，如果该指标不能满足，那么说明其安全性和性价比均存在问题。一般来说，钢化玻璃绝缘子的使用寿命为40年，橡胶复合绝缘子的寿命平均只有7年，而瓷质绝缘子的使用寿命周期跨度较大，15～25年均有可能。目前，国内使用的瓷质绝缘子规模较大、数量较多，因此在选型

中必须提高对外界环境的关注。

(2)失效率。关于失效率的计算方法，可用运行中失效绝缘子的总量和运行中需求绝缘子总量进行对比(一定周期内)。但这种计算方法并不合理，还应考虑生产工艺、材料、库管等因素后，进一步结合失效检出率来进行失效率计算。

(3)失效检出率。通常，绝缘子失效并不会立即对高压输电线路造成直接影响，检出率可更好地反映出绝缘子的失效形式、原因和概率。然而，针对不同绝缘子的类型，失效检出率的标准也是不同的，如瓷质绝缘子的检出率计算要以“零值”(或低值)为标准，而玻璃钢绝缘子则以“自我淘汰”为标准，橡胶复合绝缘子的检出率形式较为复杂，需考虑材料老化和外界因素影响，借助材料老化时间函数展开。

(4)事故率。事故率较为简单，大规模停电、跳闸、掉串等均可计入在内，所得事故率值为全部事故因素的对比。

(5)可靠性测试。基于试验室数据，目前已提出了可靠性测试评价的相关材料、结论，电力部门可进一步探索和有效应用。不同类型绝缘子的性能对比见表1。

2、绝缘子应用对比

2. 1瓷质材料绝缘子

瓷质材料绝缘子在我国具有广泛的应用，其优势表现在两个方面:一是性价比高，配合安装、维护技术等方面也是最成熟、经验最丰富的产品；二是良好的化学稳定性，瓷质材料基本上不会出现老化现象，同时机械性良好，与电气系统的配合方式较为简单。但是，瓷质材料的局限性很大，存在污染问题，在潮湿污秽严重的情况下，会导致高压输电线路的绝缘性能大幅下降，甚至出现电弧烧伤。由此可知，瓷质材料绝缘子适合干燥、少雨、少雷的环境，如西北戈壁地区。

2. 2钢化玻璃绝缘子

钢化玻璃绝缘子的寿命较长，试验数据表明超过50年后依然可发挥良好的作用。又因钢化玻璃绝缘子具有零值界限，在受到应力不均、外部打击的情况下，具有自动爆裂伞裙的功能，故不需检测绝缘电阻，极大减轻了工作量。实践证明，钢化玻璃绝缘子的机械强度十分优良，即便发生爆裂也不会出现“掉串”现象，可为更换新品预留

重组的时间。相应的，“自爆”也是钢化玻璃绝缘子的一个缺点，尤其是在雷区线路较多的情况下，会造成高压输电线路输送的不稳定性，同时自身的清洁能力较差，需加强表面污垢的清理频度，因此应尽量避免多雷雨的环境，在外部自然环境上需选择清洁度较高的大气区域。

2. 3橡胶复合绝缘子

硅橡胶复合材料是国内同类绝缘子产品中较为典型的类型，采用玻璃钢芯棒可提升抗拉强度(一般可达600MPa以上)，远比优质碳钢的抗拉强度优良。相应的，橡胶复合绝缘子的质量要轻得多，在施工、检修、抢险等过程中能发挥更好的效果。从性能上分析，橡胶复合绝缘子由于棒形结构的存在，内外极问距没有明显差别，可有效预防内部绝缘击穿，由此可产生史高的污闪电压抵抗力。同时，橡胶复合绝缘子本身有高分子材料形成伞裙保护套，憎水性很强，可避免形成连续的水膜导电层，便于运行维护，几乎不需进行污染物清扫工作。

根据以上分析可知，橡胶复合绝缘子的寿命很难准确进行判断，加上它本身必须有金属均压环来改变电压分布，造成了耐雷水平降低。如果在同一个高压输电线路上选择同类橡胶复合绝缘子产品，那么在出现规模化老化现象时，整体的更换量很大。由此可知，在橡胶复合绝缘子应用的过程中，应加强使用地区的雷电气候分析，若雷区

线路过多则不使用；建议在橡胶复合绝缘子产品选择过程中，对生产材料、工艺等进行综合评定，以提高质量；对于污染较严重的地区，可优先选择橡胶复合绝缘子产品。

3、结束语

高压输电线路建设规模越大，需要的绝缘子类型、数量就越多，安装和维护质量要求也越高。实践证明，绝缘子安装和维护质量的好坏，会对供电安全产生重大影响，甚至发生爆炸事故，造成重大经济损失，因此注重高压输电线路绝缘子的选型和应用的合理性十分重要。

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作者简介：亓鹏，1983年出生,,男，汉族，本科，工程师，从事电力技术工作。