绝缘予和富压套管

102第一节 绝 缘 子一、概述架空输电线路的导线、变电所的母线和各种电气设备的带电体，都需要用绝缘子支持，使之与地绝缘。在运行中，绝缘子承受着工作电压和各种过电压的作用，承受着导线质量、自重、覆冰质量、风力、系统短路电动力、设备操作机械力以及震惊力等作用；此外，由于绝缘子大多数暴露在大气中工作，还受到大气条件变化以及环境污染的影响，工作条件是格外恶劣的。因此，对绝缘子的性能要求是多种多样的，一般可以概括为机械性能、电气性能和热稳定性三方面。绝缘子按其绝缘体内最短击穿距离是否小于其外部空气的闪络距离的一半，分为“可击穿型”和“不行击穿型”两类。因空气的击穿强度比固体介质的击穿强度低。故当电压上升时，不行击穿型在空气中首先发生闪络，绝缘体内部不会击穿。可击穿型则内部有可能先被击穿。绝缘子按应用场所不同，分为线路绝缘子和电站电器绝缘子。其分类如下 针式绝缘子 线路绝缘子蝶形绝缘子可击穿型

盘形悬式绝缘子针式支柱绝缘子电站电器绝缘子空心支柱绝缘子 套管 横担绝缘子线路绝缘子 棒形悬式绝缘子不行击穿型电站电器绝缘子棒形支柱式绝缘子 容器瓷套二、绝缘子检验工程为了保证绝缘子满足各项机、电和冷热性能要求，对出厂的绝缘子要进展检验。检验标准和方法按GB775—87GB311—83《高压输变电设备的绝缘协作高电JB3568—84术条件进展。例行试验工程对制成的每一个绝缘子都要进展例行试验，以剔除有制造缺陷的制品，其试验工程见表6—1。抽查试验工程在例行试验合格的一批产品中，任意抽取肯定数量的绝缘子进展抽查试验，其目的是检查制造绝缘子的原材料质量和工艺方法是否适宜。绝缘子分批以及抽取数量按相应标准规定6—2。针式绝缘子√盘形悬瓷针式绝缘子√盘形悬瓷式绝缘 钢化玻√√√√√瓷横担绝缘子支柱绝 √√√√√√缘子型纯瓷穿墙套管√√高压瓷用电容式油纸套管胶纸√√√√绝缘子种类 尺寸及例行机械试验例行电气试验瓷件超钢化下介质损局部放密封检外表检查拉伸弯曲内压工频火花耐压瓷壁耐压声波探伤班件热冷冲击失测量电测量查试验√子 璃不行击 √ √穿型主绝缘 √用非绝缘 √√套 容器及 √ √支持用高强度 √√瓷套√√√√√√型式试验工程在产品定型或者产品修改构造6—16—3其次节 高压 套 管一、高压套管特点和分类特点电场格外集中，简洁导致外表滑闪放电。部放电问题。有导体发热、介质损耗和热击穿等问题。绝缘子种类尺寸及机械破坏试验机电联合试验绝缘子种类尺寸及机械破坏试验机电联合试验工频穿 冷热试 孔隙性 锌层检 电晕电 热态介针式绝缘子盘形悬 瓷式绝缘 钢化玻子璃瓷横担支柱绝 缘子型不行击穿型纸瓷穿墙套管套主绝缘用用容器及支持用高强度瓷套油纸套管胶纸√外表检弯曲扭转内压1h破坏试验验试验查压测量质损耗查√√√√√测量√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√*√√√√√√√√√**√√√√√√√√注“√”表示应试验工程。*仅对户外棒形支柱绝缘子进展。**20kV绝缘子种类针式绝缘子√盘形悬式瓷绝缘子种类针式绝缘子√盘形悬式瓷绝缘子钢化玻璃瓷横担绝缘子支柱绝缘可击穿型子 不行击穿型纯瓷穿墙套管√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√*√√高压瓷套主绝缘用非绝缘用容器及支持用高强度瓷套√√√√√√电容式套油纸管胶纸√√√√√√√√√√**冲击闪工频闪络或耐拉伸长期温络或耐受试验破坏升试验受试验受试验受试验干 湿试验验试验定试验6—l6—2*仅对户内支柱绝缘子进展。**60kV分类按绝缘构造和主绝缘材料分类如下：纯瓷套管仅以电瓷(或兼以空气)作为内外绝缘的套管单一绝缘套管树脂套管仅以树脂(或兼以空气)作为内外绝缘的套管充油套管瓷套内部充绝缘油作为主绝缘复合绝缘套管充胶套管瓷套内部充填胶状绝缘混合物作为主绝缘充气套管瓷套内充SF等压缩气体作为主绝缘 6油纸电容式套管以油浸纸作为主绝缘材料,鞋并在内部设置假设干箔状电极以均匀电场分布电容式套管胶纸电容式套管以胶纸作为主绝缘材料,并在内部设有假设干箔状电极以均匀电场分布高压套管也可以依据用途不同而分为穿墙套管和电器套管两大类。电器套管又可按具体配套对象分为变压器、互感器、断路器和电容器套管等。目前，35kV及以下多用纯瓷套管和充油套管，60kV及以上多用胶纸、油纸电容式套管。随着全封闭组合电器的进展，充气套管和树脂套管也得到了进展。二、高压套管绝缘构造纯瓷套管绝缘构造纯瓷套管构造有两类，一类是有空气腔绝缘的，见图6—1；另一类是空气腔被短路的，即瓷套内壁有导电层并与载流导体用金属连接，见图6—2。由于电晕，一般前者适用于较低电压(10～20kV20kV以上的穿墙套管，为了抑制滑闪问题，常在法兰两边设置大裙并涂覆导电层，以均匀电场。导电层一般承受半导体釉或喷铝，承受半导体釉性能较好。充油套管绝缘构造35kV60～220kV简洁、制造便利，但因直径大、性能较差，已被电容式套管所取代。电压较低(20kV绝缘和径向附加绝缘的作用。电压较高的充油套管，由于油隙加大和导体四周电场增高，通常需在导体外面套上绝缘管或包电缆纸(5～15mm)，以减弱油中最大场强，缩小径向尺寸。当电压更高时，由于油隙加得很大，往往在油隙中插入几个胶木筒，把大油隙变成几个小油隙，以提高油的击穿强度，这种构造通常也称油屏障绝缘。充油套管的油一般与设备本体油连通，称为连通型。假设套管安装在设备上，当设备注满油后，套管内腔不能布满油，就要用独立型充油套管(套管内的油与设备油不连通)。连通型充油套管又可分为穿缆式和导杆式两种，见图6—3，前者油中局部较短；安装比较便利，但600A35kV600A20kV放气孔，并使套管内腔布满变压器油。电容式套管绝缘构造电容式套管一般由电容芯子、瓷套、连接套筒和其它固定附件所组成。电容芯子为套管的主绝缘，瓷套作为外绝缘和保护芯子的容器。油纸电容芯子是以电缆纸和油作为绝缘。胶纸电容芯子是以涂有酚醛树脂(110kV以下)属化纸和半导体纸共同组成电极的。的两端一般车削成锥形，外表涂绝缘漆以提高防潮力量和电气性能。油纸套管由于芯子必需全部浸在优质变压器油中工作，因而上下均有瓷套。其整体连接通常承受弹簧压紧的方法(见图6—4连接处还辅以机械卡装措施。充变压器油的套管，为防止油变质影响芯子性能，需承受完全与外界隔绝的密封构造，因此需设油枕以免运行时内部产生过高的压力。垂直安装的套管，油枕一般设在顶部；水平安装的电容式穿墙套管，其油枕一般在连接套筒上用管子另行接出。为了保证密封，套管在一端设有弹性板。以补偿导管和其它零部件间因温度变化而产生的长度差异。为便于检测，还设有油表和取油装置等附属构造。60kV以上的电容式套管，一般设有介质损耗测量端子，用小瓷套自末屏(芯子最外层电子最外层的前一层电极引出抽头，作为电压测量用。用于变压器的电容式套管，一般承受穿缆式接线。由引入中心导管的电缆载流。尾部为了屏蔽零部位尖角，缩小与变压器箱壳的绝缘距离，带有绝缘掩盖的均压球。电容式穿墙套管和油断路器套管，直接以中心导管载流，通过接线板连接。第三节 工厂试验一、电气试验绝缘子的电气试验包括雷电冲击电压、操作冲击电压、工频电压耐受和闪络试验，还有工频火花电压试验、油中击穿电压试验、绝缘电阻试验，支柱和悬式绝缘子串在运行中测量电压分布。前面几种耐受和闪络试验的方法与标准见GB311．2～GB311．6—83《高电压试验6—4二、机械试验绝缘子的机械试验包括机械和机电联合试验，其试验方法见表6—5。三、冷热试验试品先浸入热水浴中，经过肯定时问后快速移人相隔肯定温差的冷水浴中，经过一样时问后取出(此过程称为一个循环)并快速移人热水浴中，依次循环进展。各类瓷绝缘子的冷热6—6。四、物理和化学性能试验孔隙性试验0．5％品红酒精溶液中(1000g505g14．71MPa下维持一段时间，其时间(h)与压力(MPa)的乘积应不少于60，然后将试块取出和烘干，击碎后断面应无渗透现象。瓷件超声波检查2.5MHz冲反射法，纵波探伤。探伤前先用与试品一样型号的瓷件标准试样(人工缺陷试样)确定探测灵敏度。检查时试品被测面应先光滑平坦，与探头接触处应敷一层接触剂(如水等)，并施加肯定的压力，使探头与试品接触良好。分别在被测面上均匀移动进展探测，观看其示波图，并进展分析推断，较长的瓷件应在其两端面上进展探测。此外，还可以在瓷件圆柱侧外表上进展探测。表6—4 绝缘子电气试验方法试验名称适用范围试品和试验装置试验程序工频火花可击穿型试品须清洁、枯燥。针式和在绝缘子两电极间施加工频电压，使电压试验绝缘子一半以上试品外表发生连续火花放使用装置电，试验持续肯定时间，一般为3—5min。试验终结时，试品不应有开裂或特别发热工频击穿３5kV及试品须清洁、枯燥，依据试在绝缘子两电极间施加工频电压，并电压试验以下可击快速上升，直到绝缘子击穿为止。击穿型绝缘完全浸入绝缘油门穿电压值不应低于额定值子瓷壁工频高压瓷套试品两面覆以面积不小于在两电极间施加工频电压，上升直至击穿电压10cm2的金属薄片，试品尺击穿为止。不同瓷件壁厚δ的额定工试验寸应保证在加上额定击穿频击穿电压Ｕ应不小于下表规定值电压后不致产生外表放电，δ(mm)j10152025试验可在绝缘油①中或空气U(kV)j658090100中进展δ(mm)30405060U(kV)j105115125135瓷壁耐压试验局部绝缘用高压瓷将瓷套一端封闭，注满水。或者在瓷套内孔壁贴上金在两电极间施加工频电压，升压至Ｕj值的一半，维持１min，不应发生击穿套可以是湿布或金属链条等，将其安放在伞棱下面或其口处2.5mm10～２０kV。绝缘油的电气性能对工频击穿电压影响很大。热镀锌层均匀性试验试验时先对附件进展外表处理，除去附着的油脂，再按规定次数浸入中性过滤过的硫酸铜溶液中，每次浸渍1min。每次浸渍后，附件应在流淌的水中用非金属刷子刷洗，并用软布擦干，除最终一次浸渍外，应马上浸于溶液中。最终一次浸渍后，在镀层外表不应附有擦洗不掉的红色金属铜沉淀。试验期间硫酸铜溶液温度应保持在18～22℃(20℃时其密度应为1.170±0．010)。第四节预防性试验一、绝缘子预防性试验为保证电力系统安全运行，应定期对运行中的绝缘子进展检测，检测工程一般有测量绝缘电阻、电压分布和沟通耐压三项。沟通耐压可以代替绝缘电阻和电位分布测量。(一)测量绝缘电阻由多元件组合的绝缘子，其绝缘电阻的测量，可在停电和带电状况下进展；而单元件绝缘子则只能在停电下测量。影响绝缘电阻测量结果的因素很多，如温度、湿度、绝缘子外表清洁及枯燥程度等。测量应在良好天气下进展，用2500V兆欧表测量多元件支柱绝缘子的每一元件的绝缘电阻。表6—5 绝缘子机械试验方法试验名称

适用范围 试品和试验装置 试验程序坏试验坏试验

针式、瓷横担、支 将试品一端结实地固定在试柱绝缘子和套管等 验机上在另一端垂直于轴线方向施加负荷支柱绝缘子等 将试品按近似正常使用状况线方向施加负荷

平稳地上升负荷直至破坏，破坏值不应低于额定值平稳地上升负荷直至破坏，破坏值不应低于额定值坏试验坏试验１h验

棒形支柱绝缘子高强度瓷套和容器用高压电器瓷套盘形悬式绝缘子

试品不受弯矩将试品两端按近似正常使用状况密封，试品内腔注满水间施加电压

平稳地上升负荷直至破坏，破坏值不应低于额定值平稳地上升负荷直至破坏，破坏值不应低于额定值先沿试品轴线方向施加拉力至规定数值，然后施加约为７５％～８０％的额定工频干闪络电压，在此机电负荷下维持１h试品不应损坏或击穿坏试验

盘形悬式绝缘子 将干净枯燥的试品安装在试级或二级的绝缘子与试品串品与试验机连接端接地

将电压和拉力同时加于试品上，电压值约为７５％～８０％的额定工频干闪络电压，上升拉力直至破坏或击穿为止，发生击穿或破坏时的拉力不应低于额定值负荷〔一般为额定破坏负荷的50％～６０％〕维持１５～１６s,这时绝缘子不应发生损伤。带电测量绝缘子的绝缘电阻是借高电阻接至带电的绝缘子上，并用处于地电位的兆欧表进展测量，从测得的电阻值中减去高电阻的电阻值，即为被测绝缘子的绝缘电阻。带电测量绝缘子绝缘电阻6—5R10～20kΩ／V、O.5～1.5kV／cm1～2W；C是接地电容，可使兆欧表处于地电位。C的绝缘电阻应到达兆欧表的最大量限，以保证测量的准确度。C的电容量为O．01～O.05μF，电压要求能承受直流3000V以上。(二)测量电压分布悬式绝缘子串中的每个绝缘子及支柱绝缘子的各元件上的电压分布，是与各元件的电容量成反比分布的。各元件的电容量受对地电容对导线的电容使远离导线的绝缘子分担的电压较高；通常绝缘子本身的电容量大于对地及对导线的电容量，而对地电容又大于对导线的电容。因此，悬式绝缘子串和支柱绝缘子的电压分布，都是靠近导线部分的比靠接地局部的电压分布高些，中局部布的电压较低。运行中的绝缘子由于受外表电导的影响，潮湿状态的污秽绝缘子，由于电导显著增加，电压分布不完全打算于电容，在很大程度上取决于绝缘子的外表电阻。所以电压分布不均匀程度将减小。枯燥条件下的污秽绝缘子与正常状况下的电压分布差不多，但绝缘良好的和劣化了的，其电压分布有显著差异。当绝缘子串中有劣化绝缘子时，其电压分布的百分数将与正常状况的分布不同，劣化绝缘子上分布的电压一般为正常值的50导通时，其分布的电压为零，电压转移到串中其它绝缘良好的绝缘子上，这时与劣化绝缘子靠近的绝缘子分担的较高。劣化程度一样的绝缘子在串中所处的位置不同，其分担的电压也不一样。因此，可利用测量电压分布的方法来检测劣化绝缘子。测量方法，可用电阻分压杆或电容分压杆。备注d——瓷件最大杆径Ｈ——产品总高；Ｄ——瓷件最大外件；备注d——瓷件最大杆径Ｈ——产品总高；Ｄ——瓷件最大外件；δ——瓷件最大壁厚；d——瓷件最大杆径；当按瓷件直径、高度和壁厚确定的温差值不一样时，以较小的温差值作为试验值绝缘子类别和尺寸〔mm〕温差〔℃〕循环次数针式、悬式以及低压绝缘子７０２瓷横担绝缘子，３５kV及以下纯瓷穿墙套管６０２户内支柱绝 一般６０２缘子 d≥130，不击穿型绝缘子户外棒形支 一般柱绝缘了子 Ｈ≥１２００，d≥１３０者可击穿 D≤400 H≤1000 δ≤40５０６０５０７０２２２２高压型及空心瓷件400＜D≤7501000＜H≤150040＜δ≤50６０２瓷750＜D1500＜H50＜δ４０２件不行击d≤50——７０２穿型瓷50＜d≤——６０２件130130＜d——５０２电阻分压杆图6—6(a)(b6—6(c)(d)是测量某点对地电位的外部接线和内部连接图。前者用于测量110kV及以上的变电所和线路35kV6—610～20