输电线路组成(金具、绝缘)

架空输电线路组成

（金具与绝缘）一、金具在输电线路上，将杆塔、绝缘子、导线、地线及其它电气设备按照设计要求，连接组装成完整的输电线路所用的定型零件统称为金具。金具的作用：在架空线路上用于悬挂、固定、保护、联结、接续导线或绝缘子以及在拉线杆塔的拉线结构上用于连接拉线。按照其性能与用途分类：连接金具、接续金具、固定金具、保护金具、拉线金具等。1、连接金具连接金具是用于绝缘子串与杆塔、绝缘子串与其他金具、绝缘子串之间的连接，承受机械荷载的金具。如球头挂环，碗头挂板等。2、接续金具接续金具是用来连接导线或避雷线的，主要为导线各种压接方式（钳压、液压、爆压等）所用的接续管及补修管、并沟线夹、预绞丝等。导线的连接方法主要有钳接和压接，当导线截面小于等于240mm2时，采用钳接管连接，当导线截面大于等于300mm2时，采用压接管连接，例如用液压或爆压方法连接，避雷线均采用压接法连接。10kV电缆接续架空导线、地线连接3、固定金具固定金具是用来将导线固定在绝缘子串上，或将避雷线固定在金具串上，如悬垂线夹，耐张线夹。耐张线夹在一个线路耐张段的两端固定架空线的金具，主要用在耐张、转角、终端杆塔的绝缘子串上。悬垂线夹用于悬挂导线（跳线）于绝缘子串上和悬垂地线于横担上。4、保护金具它包括导线及避雷线的防振金具和绝缘金具。防振金具有：防震锤、护线条、阻尼线、补修条、铝包带等。绝缘金具有：间隔棒、均压环、屏蔽环、重锤等。1）间隔棒。使用在分裂导线上，作用是防止导线之间的鞭击，抑止微风振动，抑止次档距震荡。2）均压环。用来均匀绝缘子上电压分布的环，以使绝缘子每片承受的电压基本均匀。均压环按用处不同，可分为避雷器均压环、防雷均压环、绝缘子均压环、互感器均压环、高压试验设备均压环、输变电线路均压环等。在使用瓷或玻璃的绝缘子线路上，仅只在500KV及以上线路采用均压环，但使用复合绝缘子的线路上，在110KV—220KV线路上差不多都使用均压环，这是因为复合绝缘子较之瓷或玻璃绝缘子，其电压分布更不均匀。对地电容量大的绝缘子电压分布趋于均匀，反之则不均匀。随着电压等级升高，线路绝缘子串越来越长，其电压分布也越不均匀。线路绝缘子串电压分布一般呈“U”形曲线分布，绝缘子两端承受电压较高，中间绝缘子承受电压较低。局部放电往往从局部场强较高处产生并发展，承受电压最高的绝缘子易先发生放电，并逐步发展成闪络，因此降低靠近导线一侧的绝缘子承受电压和改善绝缘子串电压分布是提高绝缘子串起晕电压和闪络电压的一种有效措施。复合绝缘子较之瓷或玻璃绝缘子的对地电容小，则电压的不均匀分布是显而易见的了。而复合绝缘子这种电压的不均匀分布，电压等级越高，表现越加明显。3）屏蔽环。用来降低金具上电晕强度的环称为屏蔽环。均压环和屏蔽环虽然因为安装的地方不同造成其作用不同，但是它们的构造和最终目的是相似的。均压环的作用是控制绝缘子上的电晕。屏蔽环的作用则是控制金具上的电晕。4）重锤。可以抑制悬垂绝缘子串或跳线绝缘子串摇摆过大、直线杆塔上导线和避雷线被上拔。5）防震锤。可以减少振动的振幅，从而减少导线的振动。5、拉线金具由杆塔至地锚之间连接、固定、调整和保护拉线的金属器件，用于拉线的连接和承受拉力之用。主要包括：可调式UT型线夹、钢线卡子、及双拉线联板等。一、作用绝缘子绝缘子二、绝缘子绝缘子是线路绝缘的主要元件，用来支撑或悬吊导线使之与杆塔、大地保持绝缘，保证线路具有可靠的电气绝缘强度，用来支持或悬挂导线，并使导线与杆塔间不发生闪络的原件，是支撑导线并使之与杆塔绝缘的物体，它是由硬质陶瓷或玻璃、塑料制成的。绝缘子不但要承受工作电压和过电压作用，同时还要承受导线的垂直荷载、水平荷载和导线张力。因此，绝缘子必须有良好的绝缘性能和足够的机械性能。绝缘子的作用：1.支持导线，并使导线与杆塔可靠绝缘。2.承受导线垂直荷载和水平荷载的作用。绝缘子的分类：按结构形式分类：1.针式绝缘子、2.横担绝缘子、3.悬式绝缘子等。按绝缘介质分类：1.瓷质绝缘子、2.玻璃绝缘子、

3.复合绝缘子等。按连接方式分类：1.球型、2.槽型。按承载能力的大小分为：40、60、70、100、160、210、300、420、550kN等多个等级。每种绝缘子又分为：1.普通型、2.耐污型、3.空气动力型、4.球面型等类型。(A-1)针式绝缘子，如图所示。针式绝缘子主要用于线路电压不超过35kV，导线张力不大的直线杆或小转角杆塔。优点是制造简易、价廉，缺点是耐雷水平不高，容易闪络。针式绝缘子绑扎导线作业标准（A-2）瓷横担绝缘子，如图所示。这种绝缘子已广泛用于110kV及以下线路，它具有许多显著的优点，如：绝缘水平高；同时起到横担和绝缘子的作用，能节约大量钢材，并能提高杆塔悬挂点高度，可节约线路投资25%~30%；运行中便于雨水冲洗。（A-3）悬式绝缘子，如图所示。在35kV及以上架空线路采用。通常把它们组装成绝缘子串使用，每串绝缘子的数目与额定电压有关。按其制造材料可分为瓷绝缘子和钢化玻璃绝缘子；按其金属附件连接方式分为球形和槽形。按机电破坏荷载可分为4t，6t，7t，10t，16t，21t，30t等7个级别。

标准型悬式玻璃绝缘子LXY-120(B-1)电瓷绝缘子电瓷是应用于电力系统中主要起支持和绝缘作用的部件，兼做其它电气部件的容器。其机械性能、电气性能、耐环境性能（冷热、抗污秽、老化等）有较高的要求。电瓷绝缘子，即瓷质材料的绝缘子，具有良好的绝缘性和机械强度。

高压线路柱式绝缘子及棒形悬式绝缘子PS-35A低压线路针式绝缘子PD-2T高压线路瓷横担绝缘子S1-35/5(B-2)玻璃绝缘子玻璃绝缘子具有与瓷绝缘子同样的环境稳定性。生产工艺简单，较易实现机械化，生产效率高。玻璃绝缘子主要成分是由SiO2、B2O3、Al2O3等酸性氧化物与Na2O、K2O等碱性氧化物组成，原料为包括这些成分的硅砂、长石、硼砂、碳酸钙，还有其他许多天然原料和工业药品。还要加少量辅助材料作为澄清剂和还原剂。在1300℃以上的高温下熔融成型后进行退火处理。急冷钢化使玻璃表层得到钢化。经过退火和钢化处理后，玻璃表面形成永久性的压应力，阻止其表面微裂纹的形成和扩散，使玻璃件机械强度显著提高。（生产过程与工艺）1、由于玻璃绝缘子表层的机械强度高，钢化玻璃的机械强度可达到80～120MPa，是陶瓷的2～3倍，使表面不易发生裂缝。玻璃的电气强度一般在整个运行期间保持不变，老化过程比瓷要缓慢得多，因此玻璃绝缘子由于自损坏而报废，在运行第一年内发生，可是瓷绝缘子的缺陷只有在运行几年以后才开始发现。2、玻璃绝缘子特点是成串电压分布均匀，玻璃的介电常数为7～8，比瓷的介电常数5～6大一些，因而玻璃绝缘子具有较大的主电容。3、无需定期预防试验。这是因为钢化玻璃的每种损坏都会造成绝缘子的破坏，运行人员在巡线时很容易发现它。当绝缘子损坏时，钢帽和铁脚附近的玻璃碎片被卡住，绝缘子剩余部分的机械强度足以防止绝缘子串断脱。4、用来制造玻璃绝缘子的原料，比制造电瓷用的原料更为稳定，为稳定玻璃的电气特性和机械特性创造了良好的条件。5、由于玻璃的透明性，检验容易发现细小裂缝以及各种内部缺陷和损伤。6、钢化玻璃的机电性能高，制造同等类型的绝缘子，而其尺寸和重量比瓷绝缘子要小得多。但由于工艺的原因，无法像瓷绝缘子通过双伞或三伞增加爬距，防污型玻璃绝缘子为取得较大的爬电距离，只有在伞裙下表面增加数个深棱来实现。当用于粉尘污染较严重的地区，因这种钟罩深棱的伞型自洁能力差、清扫不便，下表面结垢严重，造成耐污闪能力大大降低。遇外力破坏时裙件易裂，较瓷绝缘损坏率高，特别是早期自爆率较高，自爆后的残锤必须尽快更换，否则会因残锤内部玻璃受潮而烧熔，会发生断串掉线事故。（B-3）复合绝缘子复合绝缘子其主要结构一般由伞裙护套、玻璃钢芯棒和端部金具三部分组成。其中伞裙护套一般由高温硫化硅橡胶、乙丙橡胶等有机合成材料制成，芯棒一般是玻璃纤维作增强材料、环氧树脂作基体的玻璃钢复合材料；端部金具一般是外表面镀有热镀锌层的碳素铸钢或碳素结构钢。

复合绝缘子的特点是质量轻、体积小，质量只有瓷质或玻璃钢绝缘子的10％～15％，方便安装、更换和运输。复合绝缘子属于棒形结构，内外极间距离几乎相等，一般不发生内部绝缘击穿，也不需要零值检测。绝缘子表面具有很强的憎水性，防污效果好，延长了清扫周期，大大降低了劳动强度。缺点是投运时间短，使用寿命有待确定。抗弯、抗扭性能差，承受较大横向压力时，容易发生脆断。伞盘强度低，不允许踩踏、碰撞。积污不易清扫，长期下去会逐步丧失憎水性。芯棒与护套、护套与伞盘、芯棒与金属端头、金属端头与伞盘多次形成结合面，每一个界面空气未排干净就会留有气泡或水分，在强电场作用下会首先放电炭化，并逐步扩大直至形成贯穿通道而击穿。（生产过程与工艺）球型连接的，绝缘子钢脚是一个球头，铁帽处是一个内部为碗状的球窝，连接时，只需要将一片绝缘子的球头放进另一片绝缘子的球窝，就可以完成连接，但为了防止球头滑出，需要用特制的弹簧销锁紧。球型连接有连接强度大，绝缘子可以任意转动，绝缘子串可挠性好等优点，因此在35kV以上线路的绝缘子串（一般是3片以上）中得到了广泛应用。但球型连接所需的金具结构复杂，除了特殊形状的专用弹簧销之外，与横担以及耐张线夹的连接要使用直角挂板、球头挂环、碗头挂板等专用特殊形状金具。（C-1）球型悬挂绝缘子球型连接绝缘子（C-2）槽型悬挂绝缘子槽型连接的绝缘子钢脚是一个中间有孔的片状构造，铁帽处是中间开槽然后槽两边有孔的结构。连接时，将一片绝缘子钢脚插入另一片绝缘子的槽中，孔对齐，插入销子，销子端再用开口销锁紧防止滑出，即完成连接，连接结构很像自行车链条链节之间的连接方式。这种连接方式绝缘子显然是不能随意转动的，绝缘子串也只在一定方向上可以弯曲，因此一般只适合10kV以下线路的耐张杆，这种耐张杆的绝缘子串一般只有两片。但槽型连接所需的金具结构简单，连接横担和耐张线夹只需要简单金具，例如连接横担只需要U型挂环，连接耐张线夹只需要开孔片状结构的简单金具，某些情况下连接耐张线夹甚至可以不需要额外金具。（E-2）球面型（E-3）空气动力型空气动力型绝缘子的特点是头部尺寸小。重量轻，强度高和爬电距离大。可节约金属材料和降低线路造价。（E-4）防污型双伞型和三伞型于普通型绝缘子相比，爬电距离比较大，伞形光滑，积污量少，便于人工清扫。钟罩型绝缘子是伞棱深度比普通型大得多，伞槽间距离小，易于积污，且不便于人工清扫。流线型绝缘子由于其表面光滑，不易积污，便于人工清扫，因而比普通型或其它防污型绝缘子有一