1.6 绝缘子
绝缘子用来支持和悬持导线,并使之与杆塔绝缘,因为绝缘子要承受电压和机械力的作用,还要受大气变化的影响。所以绝缘子不仅应满足绝缘强度和机械强度的要求,还需能承受温度的骤变及大气中化学杂质的侵蚀,有足够的抗御能力。
绝缘子的表面被做成伞裙状:一是增加绝缘子的爬电距离,同时波纹能起到阻断电弧的作用;二是从绝缘子上流下的雨和污水不会直接从绝缘子上部流到底部,避免污水柱造成短路事故,起到阻断水流的作用;三是当污秽物质落到绝缘子上时,因其凹凸不平的波纹特点,污秽物质将不能均匀地附在绝缘子上,在一定程度上提高了抗污能力。
绝缘子按照材质分类可分为瓷绝缘子、玻璃绝缘子和合成绝缘子三种;绝缘子按结构分类可分为柱式绝缘子、悬式(盘形、棒形)绝缘子和拉紧绝缘子等。
架空配电线路常用的绝缘子有针式瓷绝缘子、柱式瓷绝缘子、悬式绝缘子、拉线瓷绝缘子、瓷横担绝缘子等。
(1)针式瓷绝缘子。针式瓷绝缘子主要用于直线杆和角度较小的转角杆支持导线,其外形如图1-9所示。针式瓷绝缘子的支持钢脚用混凝土浇装在瓷件内,形成“瓷包铁”内浇装结构。
图1-9 针式瓷绝缘子
(2)柱式瓷绝缘子。用途与针式瓷绝缘子基本相同。柱式瓷绝缘子的绝缘瓷件浇装在底座铁靴内,形成“铁包瓷”外浇装结构,如图1-10所示。但采用柱式瓷绝缘子时,架设直线转角杆的角度不能过大,侧向力不能超过柱式瓷绝缘子容许抗弯强度。
(3)悬式绝缘子。它是一种由一个盘状的绝缘件,以及沿着绝缘子轴线布置的钢帽和钢脚所组成的绝缘子,钢帽浇装在绝缘件上,钢脚浇装在绝缘件孔内,因而悬式绝缘子具有较大的机械强度和良好的电气性能。通常的10kV架空配电线路,耐张杆塔一般采用2片悬式绝缘子组成的绝缘子串就能满足机械强度和绝缘强度。悬式绝缘子金属附件的连接方式分球窝型和槽型两种,如图1-11所示。
图1-10 PS-20/5.0型柱式瓷绝缘子
图1-11 悬式绝缘子
(4)拉线瓷绝缘子。一般用于架空配电线路的终端、转角、耐张杆等穿越导线的拉线上,使下部拉线与上部拉线绝缘。部分拉线瓷绝缘子结构如图1-12所示。
图1-12 部分拉线瓷绝缘子结构
(5)瓷横担绝缘子。瓷横担绝缘子是一种一端装有金属附件的实心瓷体组成的绝缘子,为外浇装结构,如图1-13所示。一般用于10kV线路直线杆。瓷横担绝缘子在结构上有其独特优点,泄漏距离大,自洁性能好,抗污闪能力强,它的实心结构使其不易击穿老化;但是瓷横担绝缘子机械强度较弱,存在一定的安全隐患,已被逐渐淘汰。
图1-13 瓷横担绝缘子
绝缘子按材质可分为以下几种:
(1)瓷绝缘子:具有良好的绝缘性能、适应气候的变化性能、耐热性和组装灵活等优点,被广泛用于各种电压等级的线路。瓷绝缘子是属于可击穿型的绝缘子。
(2)玻璃绝缘子:用钢化玻璃制成,具有产品尺寸小、重量轻、机电强度高、电容大、热稳定性好、老化较慢、寿命长、“零值自破”、维护方便等特点。
(3)合成绝缘子:又名复合绝缘子,它是由棒芯、伞盘及金属端头铁帽三个部分组成。①棒芯:一般由环氧玻璃纤维棒、玻璃钢棒制成,抗张强度很高,棒芯是合成绝缘子机械负荷的承载部件,同时又是内绝缘的主要部件;②伞盘:以高分子聚合物(如聚四氯乙烯、硅橡胶等)为基体,添加其他成分,经特殊工艺制成,伞盘表面为外绝缘,给绝缘子提供所需要的爬电距离;③金属端头:用于导线杆塔与合成绝缘子的连接,根据负荷载重量的大小采用可锻铸铁、球墨铸铁或钢等材料制造而成。为使棒芯与伞盘间结合紧密,在它们之间加一层黏结剂和橡胶护套。合成绝缘子具有抗污闪性强、强度大、质量轻、抗老化性好、体积小、质量轻等优点。但承受的径向(垂直于中心线)应力很小,因此,使用于耐张杆的绝缘子严禁踩踏和任何形式的径向荷重,否则将导致折断。运行数年后还会出现伞裙变硬、变脆的现象,也容易发生鼠等动物咬噬而导致损坏。