復(fù)合絕緣子又稱合成絕緣子,其主要結(jié)構(gòu)一般由硅橡膠傘裙護(hù)套、玻璃纖維環(huán)氧樹脂引拔棒、端部金具三部分組成,如下圖。
1.復(fù)合懸式絕緣子基本介紹
復(fù)合懸式絕緣子由玻璃纖維環(huán)氧樹脂引拔棒,硅橡膠傘裙,金具三部分組成。其硅橡膠傘裙采用整體注壓工藝,從而解決了影響復(fù)合絕緣子可靠性的關(guān)鍵問題界面電氣擊穿。玻璃引拔棒與金具的聯(lián)接采用最先進(jìn)的壓接工藝,配有全自動(dòng)聲波探傷檢測(cè)系統(tǒng),強(qiáng)度高,外型美觀,體積小,重量輕,金具鍍鋅可防銹蝕,可與瓷絕緣子互換使用,本產(chǎn)品結(jié)構(gòu)可靠,不損傷芯棒,能充分發(fā)揮其機(jī)械強(qiáng)度。
復(fù)合懸式絕緣子電氣性能優(yōu)越,機(jī)械強(qiáng)度高,內(nèi)部承載的環(huán)氧玻璃引拔棒抗張抗彎強(qiáng)度比普通鋼材高2倍,是高強(qiáng)度瓷材料的8~10倍,有效提高了安全運(yùn)行的可靠性。
復(fù)合懸式絕緣子耐污性能好,抗污性能好,抗污閃強(qiáng)力強(qiáng),其濕耐受電壓和污穢耐受電壓為相同爬距瓷絕緣子的2~2.5倍。且不需清掃,能在重污穢的去安全運(yùn)行。
復(fù)合懸式絕緣子體積小、重量輕(僅為同電壓等級(jí)瓷絕緣子的1/6~1/9).結(jié)構(gòu)輕巧,便于運(yùn)輸和安裝。
復(fù)合懸式絕緣子硅橡膠傘裙具有良好憎水性能,其整體結(jié)構(gòu)保證了內(nèi)絕緣不受潮,不需進(jìn)行預(yù)防性絕緣監(jiān)測(cè)試驗(yàn),不需清掃,減少了日常維護(hù)工作量。
復(fù)合懸式絕緣子密封性能好,耐電蝕能力強(qiáng),傘裙材料耐漏電起痕達(dá)TMA4.5級(jí)水平,具有良好的耐老化、耐腐蝕、耐低溫性能,可適用于-40℃~-50℃地區(qū)。
復(fù)合懸式絕緣子具有很強(qiáng)的抗沖擊性和防震性能,其良好的防脆性和抗蠕變性,不易破碎、抗彎曲、抗扭強(qiáng)度高,可承受內(nèi)部壓強(qiáng),防爆力強(qiáng),可與瓷、玻璃絕緣子互換作用。
由于復(fù)合絕緣子的表面多具有憎水性,其表面泄漏狀況與瓷絕緣子完全不同。在能源部能源辦(1993)45號(hào)文《關(guān)于頒發(fā)電力系統(tǒng)電瓷防污有關(guān)規(guī)定的通知》中,暫定復(fù)合絕緣子單位泄漏距離(爬電比距)可按瓷絕緣的75%設(shè)計(jì)。
2.復(fù)合絕緣子結(jié)構(gòu)
復(fù)合絕緣子是由傘盤、芯棒及金屬端頭三部分組成,對(duì)電壓等級(jí)為11OkV及以上線路使用的復(fù)合絕緣子,為改善其電壓分布,在復(fù)合絕緣子兩端(或一端)裝配有均壓環(huán)。
3.復(fù)合絕緣子材料及特點(diǎn)
復(fù)合絕緣子的傘盤是由硅橡膠為基體的高分子聚合物制成,具有良好的合水性,水在傘盤表面呈水珠狀,不會(huì)形成放電通路。另外,復(fù)合絕緣子傘盤還具有優(yōu)良的耐電腐蝕性和良好的抗氧、抗臭氧及抗老化性能。
復(fù)合絕緣子的芯棒采用環(huán)氧玻璃纖維棒制成,具有很高的抗張強(qiáng)度,約為普通鋼的1.5~2倍,為高強(qiáng)度瓷的3~5倍。芯棒又具有良好的絕緣性能和良好的減振性、抗蠕變性及抗疲勞斷裂性能。
4.復(fù)合絕緣子均壓屏蔽環(huán)
輸電線路絕緣子串所承受的電壓,并不是均勻分布于每個(gè)絕緣子上,在絕緣子串中間的絕緣子,所承受的電壓比兩端的小.靠近導(dǎo)線的絕緣子承受的電壓最大,而這種電壓分布不均勻的情況,隨線路電壓的升高而嚴(yán)重,為使絕緣子串電壓分布較均勻,一般要求110kV及以上線路上應(yīng)裝設(shè)均壓屏蔽環(huán)。
5.復(fù)合絕緣子金屬端頭的連接結(jié)構(gòu)
a內(nèi)楔式
內(nèi)楔式是將芯棒端部鋸開一條切口,在切口壓入楔形的金屬件,芯棒外部是一個(gè)錐形內(nèi)腔的套筒。相互之間靠靜摩擦力來傳遞機(jī)械負(fù)荷。
b外楔式
外楔式是將套筒做成錐形,套在芯棒的端部,再把三個(gè)環(huán)形的外楔均勻地插入錐形內(nèi)腔與芯棒之間。楔片厚度大小非常關(guān)鍵。相互之間也是靠靜摩擦力來傳遞機(jī)械負(fù)荷。
c壓接式
壓接式是將套筒套入芯棒后,用專用機(jī)械壓接后使金屬筒體與芯棒連成一體。壓接式具有以下特點(diǎn):
1)結(jié)構(gòu)簡單、輕巧、外形美觀;
2)連接牢固可靠,分散性小;
3)便于機(jī)械化操作;
4)工藝簡單、工效高、生產(chǎn)周期短。
這種結(jié)構(gòu)型式靠芯棒與金屬端頭的靜摩擦來承受和傳遞負(fù)荷,其摩擦力一般取決于正壓力大小。
d三種結(jié)構(gòu)型式簡單分析
內(nèi)楔式、外楔式和三種連接是通過被連接部件本身的過盈配合來實(shí)現(xiàn)的,相互之間是靠靜摩擦力來傳遞機(jī)械負(fù)荷,在連接區(qū)內(nèi),芯棒是在應(yīng)力下受壓縮而產(chǎn)生彈性變形,由彈性應(yīng)力作為產(chǎn)生摩擦力的正壓力。壓接式端部附件的連接結(jié)構(gòu),由于應(yīng)力狀態(tài)較理想、結(jié)構(gòu)和裝配工藝簡單,便于電腦監(jiān)控,連接較理想,綜合成本較低,被認(rèn)為是目前較理想的的連接結(jié)構(gòu)型式。
6. 復(fù)合絕緣子的機(jī)械承載能力
目前制作復(fù)合絕緣子用的芯棒一般采用抗拉強(qiáng)度 為800-1000MPa的芯棒。計(jì)算時(shí)一般取值500MPa。
復(fù)合絕緣子芯棒的直徑d可用以下公式計(jì)算:
式中:,T--設(shè)計(jì)抗拉力。
例:試計(jì)算T=100kN的復(fù)合絕緣子需用多大直徑的芯棒。
7.復(fù)合絕緣子的優(yōu)缺點(diǎn)
a它具有以下優(yōu)點(diǎn)
(1)機(jī)械性能優(yōu)越:由于心棒由環(huán)氧玻璃纖維制成,其擴(kuò)張強(qiáng)度為普通鋼的1.5倍,是高強(qiáng)瓷的3~4倍,軸向拉力特別強(qiáng),并具有較強(qiáng)的吸振能力,抗震阻尼性能很高,為瓷絕緣子的1/7~1/10。
(2)復(fù)合絕緣子串抗污閃性能好:復(fù)合絕緣子具有憎水性,下雨時(shí)在復(fù)合絕緣子的傘形波紋表面不會(huì)沾濕形成水膜,而是呈水珠狀滴落,不易構(gòu)成導(dǎo)電通道,其污閃電壓較高,為同電壓等級(jí)瓷絕緣子的3倍。
(3)耐電蝕性優(yōu)異:絕緣子表面漏電閃絡(luò)形成不可逆性劣變起痕現(xiàn)象,一般標(biāo)準(zhǔn)為不低于4.5級(jí)(即4.5kV),而復(fù)合絕緣子為6~7級(jí)。
(4)抗老化性能好:經(jīng)十年實(shí)踐檢測(cè)表明,復(fù)合絕緣子除顏色略有變深并介電常數(shù)和介質(zhì)損失角稍有增加外,對(duì)表面不沾濕性及耐電蝕起痕性均無變化,說明抗老化性能良好。
(5)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好:一般瓷懸式絕緣子是內(nèi)膠裝配結(jié)構(gòu),由于電化腐蝕,運(yùn)行中會(huì)產(chǎn)生低零值絕緣電阻,而復(fù)合絕緣子為外膠裝配結(jié)構(gòu),其內(nèi)心為實(shí)心棒絕緣材料,不存在劣化合擊穿,不會(huì)出現(xiàn)零值絕緣子。
(6)線路運(yùn)行效率高:由于復(fù)合絕緣子的風(fēng)雨自潔性好,又不產(chǎn)生零值絕緣子,故清掃檢查工作可改為每4~5年一次,從而縮短檢修、停電時(shí)間。
(7)重量輕:含成絕緣子自身重量輕在運(yùn)輸、施工作業(yè)中,可大大減輕工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。
b存在一些缺點(diǎn)
(1)復(fù)合絕緣子價(jià)格高。
(2)復(fù)合絕緣子承受的徑向(垂直于中心線)應(yīng)力很小,因此,使用于耐張桿的高壓絕緣子嚴(yán)禁踩踏,或任何形式的徑向荷重,否則將導(dǎo)致折斷。
(3)復(fù)合絕緣子在施工或平時(shí)運(yùn)行時(shí)嚴(yán)禁硬物跌落、碰擦,因其傘部為硅橡膠,質(zhì)地比較柔嫩,極易損傷而破壞密封性,導(dǎo)致絕緣性能下降。
8.復(fù)合絕緣子參數(shù)
序號(hào) |
產(chǎn)品型號(hào) |
產(chǎn)品代碼 |
額定電壓KV |
額定機(jī)械拉伸符合KN |
連接結(jié)構(gòu)標(biāo)記 |
結(jié)構(gòu)高度mm |
最小電弧距離mm |
最小公稱爬電距離mm |
雷電全波沖擊耐受電壓KV≥ |
操作沖擊耐受電壓 |
工頻一分鐘濕耐受電壓≥ |
重量kg |
1 |
FXBW4-10/100-1 |
111201 |
10 |
100 |
16R |
430±15 |
230 |
500 |
|
|
48 |
1.9 |
2 |
FXBW4-10/100-2 |
111202 |
10 |
100 |
16R |
430±15 |
230 |
450 |
|
|
48 |
1.8 |
3 |
FXBW2-35/100-3 |
112203 |
35 |
100 |
16R |
660±15 |
460 |
880 |
230 |
|
95 |
2.3 |
4 |
FXBW4-35/100-4 |
112204 |
35 |
100 |
16R |
660±15 |
460 |
1015 |
230 |
|
95 |
2.4 |
5 |
FXBW4-66/100-1 |
113201 |
66 |
100 |
16R |
940±15 |
740 |
1900 |
410 |
|
185 |
3.2 |
6 |
FXBW3-66/100-2 |
113202 |
66 |
100 |
16R |
910±15 |
710 |
1850 |
410 |
|
185 |
3.1 |
7 |
FXBW3-66/100-6 |
113206 |
66 |
100 |
16R |
870±15 |
670 |
1900 |
410 |
|
185 |
3.1 |
8 |
FXBW3-66/100-11 |
113211 |
66 |
100 |
16R |
1010±15 |
810 |
2200 |
410 |
|
185 |
3.7 |
9 |
FXBW4-110/70-5 |
114105 |
110 |
70 |
16R |
1440±30 |
1200 |
3150 |
550 |
|
230 |
4.8 |
10 |
FXBW2-110/100-3 |
114203 |
110 |
100 |
16R |
1240±15 |
1000 |
2520 |
550 |
|
230 |
4.2 |
11 |
FXBW2-110/100-4 |
114204 |
110 |
100 |
16R |
1240±15 |
1000 |
3150 |
550 |
|
230 |
5.4 |
12 |
FXBW4-110/100-5 |
114205 |
110 |
100 |
16R |
1440±30 |
1200 |
3150 |
550 |
|
230 |
4.8 |
13 |
FXBW2-110/100-6 |
114206 |
110 |
100 |
16R |
1360±30 |
1150 |
2800 |
550 |
|
230 |
4.5 |
14 |
FXBW2-110/100-36 |
114236 |
110 |
100 |
16R |
1290±30 |
1090 |
2750 |
550 |
|
230 |
4.2 |
15 |
FXBW1-220/100-1 |
115201 |
220 |
100 |
16R |
2160±30 |
1900 |
5600 |
|
|
305 |
9.3 |