鐵道專業(yè)畢業(yè)論文

1、北北 京京 交交 通通 大大 學(xué)學(xué)畢畢 業(yè)業(yè) 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) （論文）（論文）題目：題目：電力機(jī)車車頂絕緣子耐污情況分析姓名姓名 ： 武曉天 專業(yè)專業(yè)： 鐵道機(jī)車車輛工作單位：工作單位： 吉林鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院 職職 務(wù)務(wù)： 學(xué) 生 準(zhǔn)考證號(hào)：準(zhǔn)考證號(hào)： 291712101091 聯(lián)系電話：聯(lián)系電話：設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)( (論文論文) )指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師： 宋年武 發(fā)題日期：2013 年 6 月 1 日完成日期：2013 年 6 月 30 日畢畢 業(yè)業(yè) 設(shè)設(shè) 計(jì)（論文）評(píng)計(jì)（論文）評(píng) 議議 意意 見見 書書專 業(yè)鐵道機(jī)車車輛姓 名武曉天題 目電力機(jī)車車頂絕緣子耐污情況分析指導(dǎo)教師評(píng)

2、閱意見成績(jī)?cè)u(píng)定： 指導(dǎo)教師：年 月 日答辯組意見答辯組負(fù)責(zé)人：年 月 日備注畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：高速客運(yùn)專線機(jī)車運(yùn)用工作研討一、 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文內(nèi)容本文主要介紹了我國(guó)鐵路跨越是發(fā)展下，隨著六次大提速，高速客運(yùn)專線應(yīng)運(yùn)而生，針對(duì)于目前我國(guó)客運(yùn)專線的建設(shè)和發(fā)展，結(jié)合國(guó)外先件技術(shù)，圍繞客運(yùn)專線動(dòng)車組的運(yùn)用效率的提高，對(duì)動(dòng)車組的運(yùn)用、檢修、編制運(yùn)行計(jì)劃等方面進(jìn)行了探討。 二、 基本要求了解我國(guó)鐵路的六次大提速，知道目前我國(guó)現(xiàn)有的、已建的和正在規(guī)劃建設(shè)的客運(yùn)專線，我國(guó)客運(yùn)專線的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，熟悉我國(guó)客運(yùn)專線現(xiàn)行動(dòng)車組類型?？傮w掌握客運(yùn)專線的動(dòng)車組運(yùn)用及檢修方式，從

3、動(dòng)車組運(yùn)用方案、編制計(jì)劃及檢修設(shè)備的配置情況等方面。格式上符合工科論文的格式，能從總體上把握論文的主題，不偏題，不跑題，論據(jù)充分。三、 重點(diǎn)研究問(wèn)題 （一）客運(yùn)專線概述 （二）客運(yùn)專線動(dòng)車組類型介紹（三）動(dòng)車組的運(yùn)用與維修方式（四）動(dòng)車組運(yùn)用檢修設(shè)施設(shè)置要求（五）客運(yùn)專線運(yùn)輸安全保障四、 主要技術(shù)指標(biāo)（1）運(yùn)用與整備、維修一體化思想（2）本線列車運(yùn)行時(shí)速 300km，跨線列車運(yùn)時(shí)速200km。（3）多目標(biāo)多約束的 TSP ( Traveling SalesmanProblem)的應(yīng)用（4）動(dòng)車段、所集中檢修、分散存放，動(dòng)車組運(yùn)用設(shè)施設(shè)置 300 米以上為間隔設(shè)置 五、 其他需要說(shuō)明的問(wèn)題由于某

4、些技術(shù)發(fā)展不完善和條件的限制等原因，文章可能對(duì)某些觀點(diǎn)的闡述不準(zhǔn)確，也可能因?yàn)樽髡咚降脑颍瑢?duì)某些觀點(diǎn)的闡述可能有錯(cuò)誤。望給予批評(píng)指正。 下達(dá)任務(wù)日期： 2013 年 6 月 1 日 要求完成日期： 2013 年 6 月 30 日 指 導(dǎo) 教 師： 武曉天 開題報(bào)告我國(guó)電網(wǎng)正處于快速、健康、持續(xù)發(fā)展的新時(shí)期。以三峽電網(wǎng)為中心，電網(wǎng)互聯(lián)，形成全國(guó)統(tǒng)一大電網(wǎng)的局面將很快形成。截至 2003 年底，我國(guó) 66 kV 及以上的輸電線路總長(zhǎng)度約為 38.6 萬(wàn) km。其中 110 kV(包括 66 kV)輸電線路長(zhǎng)度為 19.4 萬(wàn) km，220 kV 輸電線路為 13.6 萬(wàn) km，330 kV輸電

5、線路為 1.3 萬(wàn) km，500 kV 輸電線路為 3.9 萬(wàn) km，500 kV 直流輸電線路為 0.35 萬(wàn) km。投入運(yùn)行的絕緣子總數(shù)約為 5700 萬(wàn)片。所以綜合分析3 種類型絕緣子的運(yùn)行性能及特點(diǎn)，研討絕緣子在運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題及解決措施，對(duì)于提高線路的運(yùn)行可靠性，是很有必要的。摘要絕緣子的外絕緣電氣指標(biāo)主要有:標(biāo)準(zhǔn)雷電沖擊耐受電壓,工頻干耐受電壓,工頻濕耐受電壓,工頻污耐受電壓。本文著重分析與討論了絕緣子耐污染的情況。 通過(guò)對(duì)此課題的學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)，使學(xué)生能更好的理解電力機(jī)車電氣原理及故障處理方法，掌握電力機(jī)車實(shí)際運(yùn)用中的基本專業(yè)技能。培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)的能力，提高學(xué)生

6、利用所學(xué)基本理論和自身具備的技能來(lái)綜合分析解決本專業(yè)相應(yīng)問(wèn)題的能力，使學(xué)生樹立正確的設(shè)計(jì)思想，掌握工程設(shè)計(jì)的一般程序和方法，完成電氣工程技術(shù)人員必須具備的基本能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：電力機(jī)車 車頂絕緣子 閃絡(luò) 解決措施目目 錄錄引引 言言.- 1 -1 1 絕緣子絕緣子.- 2 -1.1 絕緣子結(jié)構(gòu)及特點(diǎn) .- 2 -1.2 絕緣子運(yùn)行實(shí)踐中的突出問(wèn)題 .- 3 -1.3 絕緣子運(yùn)行故障及事故評(píng)價(jià) .- 6 -2 2車頂絕緣子閃絡(luò)原因分析車頂絕緣子閃絡(luò)原因分析.- 7 -3 3 已采取的措施及效果分析已采取的措施及效果分析.- 10 -3.1 設(shè)備改造方面采取的措施：.- 10 -3

7、.2 管理制度方面采取的措施：.- 11 -4 4 硅膠復(fù)合絕緣子硅膠復(fù)合絕緣子.- 13 -41 復(fù)合絕緣子外絕緣憎水性機(jī)理.- 13 -42 機(jī)械性能研究 .- 14 -43 老化性能研究.- 14 -44 運(yùn)動(dòng)性能 .- 15 -45 有機(jī)復(fù)合絕緣子的應(yīng)用與應(yīng)用效果研究 .- 16 -4.6 硅橡膠復(fù)合絕緣子作用及特點(diǎn) .- 17 -5 5 絕緣子運(yùn)用效果與存在的問(wèn)題分析絕緣子運(yùn)用效果與存在的問(wèn)題分析.- 19 -51 常規(guī)絕緣子與新型絕緣子效果上的比較.- 19 -52 新型絕緣子存在的問(wèn)題.- 19 -結(jié)結(jié) 論論.- 22 -致致 謝謝.- 23 -參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).- 24 - 1

8、 -引 言南京東機(jī)務(wù)段現(xiàn)有 HXD3 型和 SS4G 型兩種機(jī)型的電力機(jī)車。各型電力機(jī)車車頂絕緣子絕緣可靠性不足問(wèn)題,一直困繞著電力機(jī)車的運(yùn)行管理部門,部分環(huán)境污染嚴(yán)重的地區(qū)這個(gè)問(wèn)題尤顯突出。隨著繁忙干線的電氣化及客運(yùn)的快速化,電力機(jī)車車頂絕緣子閃絡(luò)事故造成的損失及社會(huì)影響也越來(lái)越大。為滿足我國(guó)鐵路向高速、安全、快捷方向發(fā)展的要求，保證電力機(jī)車在各種氣候和工況下安全運(yùn)行，必需研究制作出機(jī)械強(qiáng)度高，絕緣性能好，抗低溫，耐污閃并抗覆冰閃絡(luò)的新型絕緣子，解決絕緣子因污穢、凝露、覆冰等因素造成的爬電及炸裂的問(wèn)題，從而有效減少機(jī)車的機(jī)破、臨修事故，降低應(yīng)用部門的維修費(fèi)用以及減輕操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。本文將

9、針對(duì)電力機(jī)車車頂絕緣子運(yùn)行故障率偏高情況，研究我國(guó)絕緣子的開發(fā)與應(yīng)用情況，指出其在高可靠性的運(yùn)用要求方面的不足，并分析產(chǎn)生這些問(wèn)題的根本原因，對(duì)目前還不能解決的問(wèn)題提出解決的措施和想法。- 2 - 1 絕緣子在輸電線路上采用的絕緣子按結(jié)構(gòu)形式分有盤型懸式和棒型懸式二大類，而按電介質(zhì)材料分類，有瓷、玻璃、有機(jī)合成絕緣子 3 種類型。在長(zhǎng)期的運(yùn)行中，絕緣子會(huì)受到雷擊、污穢、鳥害、冰雪、高濕、溫差等環(huán)境因素的影響，在電氣上要承受強(qiáng)電場(chǎng)、雷電沖擊電流、工頻電弧電流的作用，在機(jī)械上要承受長(zhǎng)期工作荷載、綜合荷載、導(dǎo)線舞動(dòng)等機(jī)械力的作用。1.11.1 絕緣子結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)絕緣子結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)盤形懸式瓷絕緣子盤形懸式

10、瓷絕緣子的電瓷是由石英砂、黏土和長(zhǎng)石等原料，經(jīng)球磨、制漿、煉泥、成形、上釉、燒結(jié)而成的瓷件，與鋼帽、鋼腳經(jīng)高標(biāo)號(hào)水泥膠裝成為帽腳式盤形懸式瓷絕緣子。鋼帽和鋼腳承受機(jī)械拉力，瓷件主要承受壓力，瓷件的頸部較薄，也是電場(chǎng)強(qiáng)度集中的區(qū)域。當(dāng)瓷件的頸部存有微氣孔等缺陷，或在運(yùn)行中出現(xiàn)裂紋時(shí)，有可能將瓷件擊穿，出現(xiàn)零值絕緣子，因此這種類別的絕緣子為可擊穿型絕緣子。盤形懸式鋼化玻璃絕緣子 玻璃件與鋼帽、鋼腳經(jīng)高標(biāo)號(hào)水泥膠裝成為帽腳式盤形懸式鋼化玻璃絕緣子。其結(jié)構(gòu)、外形與瓷絕緣子十分接近，當(dāng)運(yùn)行中的玻璃件受到長(zhǎng)期的機(jī)械力和電場(chǎng)的綜合作用而導(dǎo)致玻璃件劣變時(shí)，鋼化玻璃體的傘盤會(huì)破碎，即出現(xiàn)“自爆” 。鋼化玻璃絕緣

11、子最顯著的特點(diǎn)是，當(dāng)鋼化玻璃絕緣子出現(xiàn)劣質(zhì)絕緣子時(shí)它會(huì)自爆，因而免去了絕緣子須逐個(gè)檢測(cè)的繁雜程序。棒懸式復(fù)合絕緣子- 3 - 有機(jī)復(fù)合絕緣子的硅橡膠傘盤為高分子聚合物，芯棒為引拔成型的玻璃纖維增強(qiáng)型環(huán)氧樹脂棒，制造成型的棒懸式有機(jī)復(fù)合絕緣子是由硅橡膠傘裙附著在芯棒外層與端部金具連接成一體，兩端金具與芯棒承受機(jī)械拉力。就目前情況來(lái)看，芯棒與端部金具的連接方式主要有外楔式、內(nèi)楔式、內(nèi)外楔結(jié)合式、芯棒羅紋膠裝式和壓接式。復(fù)合絕緣子由于硅橡膠傘盤的高分子聚合物所特有的憎水性和憎水遷移性使得復(fù)合絕緣子具有優(yōu)良的防污閃性能。另外，由于其制造裝備和制造工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，復(fù)合絕緣子產(chǎn)品質(zhì)量較輕，因而頗受使用部門的

12、歡迎。長(zhǎng)棒型瓷絕緣子長(zhǎng)棒型瓷絕緣子為實(shí)心瓷體，采用高鋁配方的 C-120 等高強(qiáng)度瓷，因而其機(jī)電性能優(yōu)良。燒制成的瓷材，除了有較高的電氣性能之外，機(jī)械性能有了大幅的提高。長(zhǎng)棒型瓷絕緣子僅在瓷體兩端才有金具，幾乎不含有任何內(nèi)部結(jié)應(yīng)力，因而其機(jī)電應(yīng)力被分離。它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)改變了傳統(tǒng)的瓷件受壓為抗拉，使得金具數(shù)大為減少，輸電損耗降低，也降低了對(duì)無(wú)線電和電視廣播的干擾。其外形可使自潔性能提高，不僅在單位距離內(nèi)比盤形絕緣子爬電距離增加 1.11.3 倍，同時(shí)可有效利用爬電距離，其最大特點(diǎn)是屬不可擊穿型絕緣結(jié)構(gòu)。1.21.2 絕緣子運(yùn)行實(shí)踐中的突出問(wèn)題絕緣子運(yùn)行實(shí)踐中的突出問(wèn)題（1）劣化老化問(wèn)題復(fù)合絕緣子的

13、故障率較國(guó)產(chǎn)瓷絕緣子的劣化率及玻璃絕緣子的自爆率低，國(guó)產(chǎn)瓷絕緣子的年劣化率約為千分之一，玻璃絕緣子的自爆率約為萬(wàn)分之幾。目前，從運(yùn)行情況來(lái)看，復(fù)合絕緣子的運(yùn)行可靠性較瓷、玻璃絕緣子好，但隨著運(yùn)行時(shí)間的增長(zhǎng)，有機(jī)材料的老化劣勢(shì)將逐步突出。一是傘裙材料的老化將會(huì)降低防污性能及電氣絕緣性能，二是芯棒多年運(yùn)行后- 4 -因芯棒蠕變特性將降低機(jī)械強(qiáng)度，并暴露出端部金具連接中的問(wèn)題。而且，由于國(guó)內(nèi)不少產(chǎn)品是楔接式，在長(zhǎng)期的運(yùn)行中可能出現(xiàn)微量滑移，使密封膠開縫，在金具端部強(qiáng)電場(chǎng)的作用下，導(dǎo)致加速老化。（2）使用壽命問(wèn)題玻璃絕緣子具有零值自爆的特性，自爆原因一是來(lái)自制造過(guò)程中玻璃中的雜質(zhì)和結(jié)瘤，若雜質(zhì)和結(jié)瘤分

14、布在內(nèi)張力層時(shí)，在產(chǎn)品制成后的一段時(shí)間內(nèi)，部分會(huì)發(fā)生自爆。所以制造單位在產(chǎn)品制造后應(yīng)存放一段時(shí)間，以便發(fā)現(xiàn)制造中存在的質(zhì)量隱患。若雜質(zhì)或結(jié)瘤分布在外壓縮層，在輸電線路上運(yùn)行一段時(shí)間后，在遇到強(qiáng)烈的冷熱溫差和機(jī)電負(fù)荷作用下，有可能引發(fā)玻璃絕緣件自爆。另外，運(yùn)行中玻璃絕緣子在表面的積污層受潮后，在工頻電壓作用下會(huì)發(fā)生局部放電。由局部放電引起的長(zhǎng)期發(fā)熱會(huì)導(dǎo)致玻璃件絕緣下降，引起零值自爆。所以在污穢嚴(yán)重地區(qū)運(yùn)行的玻璃絕緣子其自爆率會(huì)有所增高。但是，玻璃絕緣子的自爆率不同于瓷絕緣子的劣化率和有機(jī)復(fù)合絕緣子的老化率。玻璃絕緣子的自爆率屬早期暴露，隨著運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)，自爆率呈逐年下降趨勢(shì)，而瓷絕緣子的劣化率

15、屬后期暴露，隨著時(shí)間延長(zhǎng)，在機(jī)電聯(lián)合負(fù)荷的作用下，其劣化率會(huì)逐漸增加。復(fù)合絕緣子由于有機(jī)材料本身的老化特性，其老化率及劣化率會(huì)隨著時(shí)間增大，國(guó)外一般認(rèn)為玻璃絕緣子和瓷絕緣子的老化壽命為 50 年左右，而復(fù)合絕緣子的老化壽命不超過(guò) 25 年。（3）絕緣子檢測(cè)問(wèn)題瓷絕緣子由于瓷件與鋼帽、水泥粘合劑之間的溫度臌脹系數(shù)相差較大，當(dāng)運(yùn)行中瓷絕緣子在冷熱變化時(shí)，瓷件會(huì)承受較大的壓力和剪應(yīng)力，導(dǎo)致瓷件開裂，而且瓷絕緣子的瓷件存在剝釉、剝砂、臌脹系數(shù)大等問(wèn)題，受外力作用時(shí)，會(huì)產(chǎn)生有害應(yīng)力引起裂紋擴(kuò)展。瓷絕緣子的劣化表現(xiàn)為頭部隱形的“零值”和“低值” ，對(duì)零值或低值瓷絕緣子，必須登桿進(jìn)行逐片- 5 -檢測(cè)，每年

16、需花費(fèi)大量的人力和物力。由于檢測(cè)零值和劣質(zhì)的準(zhǔn)確度不高，即使每年檢測(cè)一次，也會(huì)有相當(dāng)數(shù)量的漏檢低值絕緣子仍在線路上運(yùn)行，導(dǎo)致線路的絕緣水平降低，使線路存在著因雷擊、污穢閃絡(luò)引起掉串的隱患。玻璃絕緣子有缺陷時(shí)傘裙會(huì)自爆，只要堅(jiān)持周期性的巡檢，就能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和更換。復(fù)合絕緣子的在線檢測(cè)在目前還缺乏適當(dāng)?shù)臋z測(cè)裝置及方法，在國(guó)內(nèi)外都是一個(gè)正在研究的課題。由于復(fù)合絕緣子是棒型結(jié)構(gòu)，一旦失效，對(duì)線路的影響將大于由多個(gè)絕緣子組成的絕緣子串。（4）機(jī)電破壞強(qiáng)度問(wèn)題機(jī)電破壞負(fù)荷試驗(yàn)是檢測(cè)絕緣子運(yùn)行特性的一項(xiàng)重要指標(biāo)。機(jī)電破壞負(fù)荷試驗(yàn)結(jié)果差的產(chǎn)品，隨著運(yùn)行時(shí)間的增長(zhǎng)，其機(jī)械強(qiáng)度會(huì)呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢(shì)。對(duì)在線路上運(yùn)行年

17、限不同的瓷絕緣子、玻璃絕緣子進(jìn)行機(jī)電性能對(duì)比試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)部分瓷絕緣子在運(yùn)行 1525 年后，試驗(yàn)值已低于出廠試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)值，不合格率隨運(yùn)行年限增加。而玻璃絕緣子的穩(wěn)定性和分散性要好于瓷絕緣子。對(duì)瓷和玻璃絕緣子進(jìn)行高頻振動(dòng)疲勞試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明振后玻璃絕緣子的機(jī)電強(qiáng)度變化不大，而振后瓷絕緣子的機(jī)電強(qiáng)度明顯下降。這一方面是因?yàn)閲?guó)產(chǎn)瓷絕緣子廠家較多，由于材質(zhì)及制造工藝等方面的因素，造成產(chǎn)品質(zhì)量分散性大。另一方面，由于瓷質(zhì)繞結(jié)體是不均勻材料，在長(zhǎng)期的運(yùn)行過(guò)程中，受各種機(jī)械沖擊力、振動(dòng)力的作用，可能對(duì)瓷體造成損失，導(dǎo)致機(jī)械性能下降。從目前國(guó)內(nèi)外瓷絕緣子運(yùn)行記錄來(lái)看，國(guó)產(chǎn)瓷絕緣子水平與國(guó)際水平尚存較大差距。復(fù)合

18、絕緣子在運(yùn)行若干年后取下進(jìn)行機(jī)械強(qiáng)度試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)存在程度不同的機(jī)械強(qiáng)度下降問(wèn)題。有的是芯棒在額定機(jī)械負(fù)荷下出現(xiàn)滑移，有的是芯棒從端部金具中脫出，有的是出現(xiàn)斷裂。分析其原因：一是由于端部連接的結(jié)構(gòu)和工藝存在問(wèn)題；二是由于芯棒蠕變特性及材料老化問(wèn)題。在長(zhǎng)期的運(yùn)行中，由于受大氣環(huán)境、電場(chǎng)、機(jī)械力等因素的聯(lián)合作用，芯棒中- 6 -的玻璃纖維會(huì)產(chǎn)生機(jī)械疲勞，環(huán)氧樹脂材料會(huì)老化，端部金具和芯棒連接配合亦會(huì)出現(xiàn)松動(dòng)，因此，生產(chǎn)單位應(yīng)在金屬端頭與芯棒的連接工藝上嚴(yán)格把好質(zhì)量關(guān)。同時(shí)對(duì)于運(yùn)行中復(fù)合絕緣子的機(jī)械強(qiáng)度應(yīng)采取定期監(jiān)測(cè)措施，結(jié)合運(yùn)行年限的長(zhǎng)短，比較機(jī)械強(qiáng)度的下降速率，防患于未然。另外，國(guó)內(nèi)外復(fù)合絕緣子在運(yùn)

19、行過(guò)程中已發(fā)生多起脆斷事故，脆斷通常發(fā)生在絕緣子導(dǎo)線端的金具連接處附近，產(chǎn)生脆斷的原因是由于水介質(zhì)中的酸長(zhǎng)期緩慢腐蝕芯棒截面造成的。當(dāng)芯棒剩余截面無(wú)法承受外部機(jī)械負(fù)荷時(shí)則出現(xiàn)斷裂。要防止復(fù)合絕緣子在運(yùn)行中脆斷一是要提高端頭密封質(zhì)量，防止出現(xiàn)縫隙；二是要防止硅橡膠護(hù)套出現(xiàn)局部缺陷和表面損傷；三是要改善端部電場(chǎng)的分布。事實(shí)上，凡是發(fā)生脆斷的復(fù)合絕緣子大多是在制造過(guò)程中存在缺陷或在運(yùn)輸、安裝、運(yùn)行中護(hù)套材料受到損傷的絕緣子。因此，在投入運(yùn)行前應(yīng)對(duì)絕緣子進(jìn)行仔細(xì)檢查，將存有缺陷的絕緣子在投入電網(wǎng)運(yùn)行前予以剔除。1.31.3 絕緣子運(yùn)行故障及事故評(píng)價(jià)絕緣子運(yùn)行故障及事故評(píng)價(jià)線路用絕緣子是輸電線路的主要絕

20、緣支撐部件，其運(yùn)行可靠性、使用壽命、維護(hù)工作量均為線路絕緣子選擇時(shí)需要綜合考慮的主要因素。從近5 年(19992003)線路絕緣子運(yùn)行的狀況統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)看，由于絕緣子的原因而導(dǎo)致線路故障近百次，其中由于復(fù)合絕緣子的原因占 48%；由于瓷絕緣子的原因占 33%；由于玻璃絕緣子的原因占 19%。復(fù)合絕緣子和瓷絕緣子均發(fā)生了掉串甚至導(dǎo)線落地事故，這對(duì)線路的安全運(yùn)行構(gòu)成了極大的威脅，因此，在絕緣子的運(yùn)行可靠性、使用壽命、維護(hù)工作量這幾類特性中，運(yùn)行可靠性顯得格外重要。故在今后線路絕緣子選擇時(shí)，應(yīng)將絕緣子的運(yùn)行可靠性放在首位，然后再考慮其他幾類特性。- 7 -2 2車頂絕緣子閃絡(luò)原因分析車頂絕緣子閃絡(luò)原因

21、分析復(fù)合絕緣子的硅橡膠傘表面具有極好的憎水性和憎水性遷移特性，與瓷和玻璃絕緣子相比有較好的耐污性能。我國(guó)各電力部門使用復(fù)合絕緣子作為一個(gè)重要防污閃措施，多年來(lái)的運(yùn)行實(shí)際證明，復(fù)合絕緣子具有憎水性這一特性發(fā)揮了重要作用，在重污穢地區(qū)，有的甚至安裝在經(jīng)過(guò)海灘又有嚴(yán)重化工污染的惡劣條件下的輸電線路上，在大霧同時(shí)又有化工污染時(shí)，耐張瓷絕緣子串都發(fā)生了污閃，運(yùn)行在同樣條件下的合成絕緣子都沒(méi)有發(fā)生閃絡(luò)。發(fā)生的“不明原因閃絡(luò)”多數(shù)有如下特點(diǎn)： (1)發(fā)生閃絡(luò)雖與氣象條件有一點(diǎn)關(guān)系，但并不明顯，在全國(guó)幾次由于持續(xù)大霧引發(fā)瓷絕緣 子和玻璃絕緣子大面積污閃時(shí)，例如 2005 年 2 月，在我國(guó)的東北和華北地區(qū)，因

22、持續(xù)的大霧，在幾天之內(nèi)相繼發(fā)生了多條次污閃，全都是發(fā)生在瓷和玻璃絕緣子串，在同一地區(qū)，同一線路，在持續(xù)大霧條件下，幾十萬(wàn)支復(fù)合絕緣子未發(fā)生過(guò)一次閃絡(luò)，而霧不大時(shí)，甚至是晴天時(shí)復(fù)合絕緣子反而發(fā)生了閃絡(luò)，因此都認(rèn)為不是污閃。與空氣的濕度大小關(guān)系不大。運(yùn)行實(shí)踐還證明，復(fù)合絕緣子在高度潮濕的環(huán)境下，仍有較好的憎水性能（相對(duì)瓷和玻璃絕緣子而言） ，在我國(guó)南方一些地區(qū)，春季陰雨連綿，有時(shí)長(zhǎng)達(dá) 30-40 天，甚至室內(nèi)墻壁都凝露 ，在這樣的氣象條件下也沒(méi)有發(fā)生過(guò)污閃，而天氣相對(duì)較好，晴天，只有一般性潮濕，發(fā)生了閃絡(luò)，因此，氣象條件不是造成這種閃絡(luò)的主要原因，或者說(shuō)與氣象條件毫無(wú)關(guān)系。 (2)閃絡(luò)發(fā)生后都重合

23、閘成功，線路仍能繼續(xù)運(yùn)行，甚至能一直安全運(yùn)行下去，換下的復(fù)合絕緣子送各電力試驗(yàn)研究院進(jìn)行試驗(yàn)，其結(jié)果表明各項(xiàng)電氣性能與絕緣子出廠水平接近。 1顯然發(fā)生閃絡(luò)的絕緣子是質(zhì)量- 8 -很好的產(chǎn)品。某些電力部門認(rèn)為，發(fā)生了“不明原因閃絡(luò)”就是產(chǎn)品“擊穿”了，就是產(chǎn)品制造質(zhì)量存在問(wèn)題，是不恰當(dāng)?shù)摹?“閃絡(luò)”是沿絕緣子外表或者絕緣子的上下均壓環(huán)之間的空氣間隙的放電現(xiàn)象，只要閃絡(luò)電壓高于標(biāo)準(zhǔn)要求，絕緣子就是合格的，在運(yùn)行中發(fā)生閃絡(luò)是允許的，無(wú)論對(duì)瓷或者玻璃絕緣子，還是合成絕緣子都是一樣的，閃絡(luò)過(guò)后，絕緣子又恢復(fù)了全部絕緣性能。 “擊穿”一般是指通過(guò)絕緣子內(nèi)部發(fā)生的貫穿性放電現(xiàn)象，是不可恢復(fù)，永久性的破壞。針

24、對(duì)上述情況，為了保護(hù)電力線路中各種設(shè)備不因線路中絕緣子閃絡(luò)放電或擊穿而被短路電流燒毀，線路中的斷路器會(huì)自動(dòng)跳閘，在 0.12 秒之內(nèi)又重新合閘，如果僅僅是絕緣子閃絡(luò)，重合閘后線路能繼續(xù)正常運(yùn)行，這就是我們通常說(shuō)的“自動(dòng)重合閘”和“重合成功” 。如果是合成絕緣子發(fā)生了擊穿，則重合閘后馬上又會(huì)跳閘，即重合閘不成功。實(shí)際上，很多合成絕緣子發(fā)生閃絡(luò)后沒(méi)有明顯的變化，很難檢測(cè)出來(lái)，只好一直在線路上繼續(xù)運(yùn)行，正好說(shuō)明絕緣子很好，不影響線路正常運(yùn)行。為了研究發(fā)生閃絡(luò)的原因，設(shè)法查出故障點(diǎn)，把已發(fā)生過(guò)閃絡(luò)的合成絕緣子換下來(lái)也是可以的，不更換下來(lái)，讓它繼續(xù)運(yùn)行也是可以的。發(fā)生了閃絡(luò)應(yīng)該說(shuō)是發(fā)生了故障，應(yīng)該研究其

25、原因，針對(duì)性的采取措施，其中也包括進(jìn)一步改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，提高制造質(zhì)量，進(jìn)一步降低跳閘率。 以結(jié)構(gòu)高度為 1240mm 的 110kV 復(fù)合絕緣子為例，加上下均壓環(huán)之后，其最小間隙為 950-1000mm，其干閃電壓為 340-360kV，標(biāo)準(zhǔn)濕耐受電壓為230kV，均高出 110kV 最高相電壓 73kV 的 4.7-4.9 倍，最惡劣的環(huán)境下也高出最高相電壓的 3.2 倍，因此，在正常情況下是不會(huì)發(fā)生閃絡(luò)的。顯然引發(fā)絕緣子閃絡(luò)主要是瞬間外界因素，除雷擊之外，作者認(rèn)為主要是“異物臨近”造成的。 而鳥害就是“不明原因閃絡(luò)”不容忽視的主要原因之一 - 9 -絕大多數(shù)閃絡(luò)有下列特點(diǎn)，這些都與鳥類活動(dòng)有

26、關(guān)。 (1)閃絡(luò)一般都發(fā)生在污穢較輕的農(nóng)村，靠近河流、湖泊、水塘或沼澤地區(qū)，往往附近有果園或小樹林，或者是戈壁灘上的綠洲邊緣，在人類活動(dòng)較少，同時(shí)又有小動(dòng)物活動(dòng)的地方，在一個(gè)省或一個(gè)地區(qū)，發(fā)生這類閃絡(luò)往往集中在一條線路的某些地段，甚至同一個(gè)塔同一位置使用不同產(chǎn)品（瓷、玻璃和復(fù)合絕緣子） ，都發(fā)生過(guò)閃絡(luò)。(2)發(fā)生閃絡(luò)的時(shí)間與季節(jié)有關(guān)，但各地區(qū)有明顯差別，我國(guó)南方較溫暖的江西省等地，閃絡(luò)多發(fā)生在 11 月到第二年的 3 月，我國(guó)的北部，冬季較寒冷，夏季較涼爽的地區(qū)，如黑龍江省、甘肅省等地閃絡(luò)則多發(fā)生在 7-9 月。 (3)發(fā)生閃絡(luò)的時(shí)間又多在每天的凌晨到 9 點(diǎn)。特別是多發(fā)生在連續(xù)下幾天雨后，清

27、晨又有霧的氣象條件下。這個(gè)時(shí)間不僅是電網(wǎng)電壓最高的時(shí)候，也正好是鳥類停留過(guò)夜和清晨排糞的時(shí)候，更是某些鷹類夜間活動(dòng)的時(shí)候。據(jù)鳥類專家介紹，鳥類在起飛的同時(shí)排便，為的是減輕重量，有利于提高飛行速度。- 10 -3 3 已采取的措施及效果分析已采取的措施及效果分析針對(duì)電力機(jī)車車頂?shù)拈W絡(luò)問(wèn)題，最近幾年已從設(shè)備改造和管理制度 2個(gè)方面采取了一些措施。3.13.1 設(shè)備改造方面采取的措施：設(shè)備改造方面采取的措施：（1）將受電弓支持絕緣子、拉桿絕緣子和導(dǎo)電桿絕緣子全部更換為硅橡膠絕緣子。（2）將 SS8 型機(jī)車的電瓷避雷器更換為硅橡膠避雷器。（3）在主斷路器瓷瓶和電壓互感器瓷瓶表面噴涂絕緣材料。（4）在京

28、廣線電力機(jī)車上加裝車頂高壓絕緣測(cè)試裝置。1985 年起,承擔(dān)京秦線貨運(yùn)任務(wù)的豐潤(rùn)機(jī)務(wù)段為扭轉(zhuǎn) SS1 型電力機(jī)車車頂絕緣子閃絡(luò)事故較多的被動(dòng)情況,提出了在絕緣子表面每 20 天涂刷一次硅油的措施。10 多年來(lái)的運(yùn)行結(jié)果表明,在該區(qū)段環(huán)境污染不太嚴(yán)重情況下,這一措施是十分有效的,只是地勤人員的勞動(dòng)強(qiáng)度較大。豐潤(rùn)機(jī)務(wù)段采取的這一措施正是利用了有機(jī)硅材料具有表面憎水性,可提高絕緣子污耐。1990 年左右,清華大學(xué)先后研制成功了 RTV(室溫硫化硅橡膠)硅橡膠涂料,用于電瓷、玻璃絕緣子的表面噴涂,提高了絕緣子的污耐受電壓能力,使用效果良好,并在電力系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用。1997 年左右，RTV 涂料開始在

29、接觸網(wǎng)絕緣子和電力機(jī)車車頂絕緣子上得到應(yīng)用。鄭州鐵路局近 4 年的運(yùn)用情況表明,該涂料能夠有效控制絕緣子的污閃,但使用數(shù)年后絕緣子涂層會(huì)出現(xiàn)剝離掉塊現(xiàn)象,需要周期噴涂,而且噴涂 RTV 涂料后的絕緣子不能進(jìn)行表面除污擦拭,以免涂層剝離。由于這一措施不改變絕緣子的結(jié)構(gòu),提高- 11 -絕緣子耐污能力的有效性不如硅橡膠復(fù)合絕緣子。2000 年 4 月 3 日晨,因遇中霧,在安陽(yáng)附近,鄭州南機(jī)務(wù)段一臺(tái) SS8 型電力機(jī)車(當(dāng)時(shí)承擔(dān)快速列車牽引任務(wù))的電流互感器絕緣子(表面噴涂了 RTV)發(fā)生了閃絡(luò)并炸裂,造成機(jī)破,并引發(fā)電壓互感器瓷套、斷路器絕緣子損壞。近年來(lái),硅橡膠復(fù)合絕緣子生產(chǎn)技術(shù)得到快速發(fā)展,

30、這類產(chǎn)品的綜合技術(shù)水平已基本達(dá)到了世界先進(jìn)水平。3.23.2 管理制度方面采取的措施：管理制度方面采取的措施：（1）加強(qiáng)絕緣子表面的清潔。（2）在霧雪天氣時(shí)機(jī)車盡量不換受電弓運(yùn)行。（3）當(dāng)發(fā)生閃絡(luò)放電后，必須進(jìn)行車頂高壓絕緣測(cè)試，合格后方準(zhǔn)再次升弓。（4）石家莊分局供電系統(tǒng)在霧雪天氣時(shí)部分取消供電網(wǎng)自動(dòng)重合閘功能，改為人工合閘，防止燒網(wǎng)斷線。采取上述這些措施，對(duì)緩解車頂絕緣閃絡(luò)和防止燒網(wǎng)斷線起到了一定的作用，但要從根本上解決機(jī)車車頂?shù)拈W絡(luò)問(wèn)題，還需要更進(jìn)一步的解決方案。為此，已會(huì)同有關(guān)科研所、分局和機(jī)車廠等單位進(jìn)行專題研討和調(diào)查，確定了開展多項(xiàng)技術(shù)改進(jìn)和研究工作的計(jì)劃，分為如下幾項(xiàng)：（1）繼續(xù)

31、改進(jìn)車頂各種絕緣子結(jié)構(gòu)，盡可能提高絕緣子自身抗冰閃的能力。研究改進(jìn)目前已采用的受電弓、導(dǎo)電桿、拉桿硅橡膠絕緣子結(jié)構(gòu)， 冰閃有積極作用。對(duì)于前期已在太原北機(jī)務(wù)段、石家莊機(jī)務(wù)段及石家莊電力機(jī)務(wù)段部分裝車試驗(yàn)，采用硅橡膠技術(shù)的斷路器絕緣子及互感器絕緣子，在試驗(yàn)基礎(chǔ)上拓展研究?jī)?nèi)容，并擴(kuò)大裝車試驗(yàn)范圍。（2）在機(jī)車的前后兩端車頂上加設(shè)導(dǎo)流罩。S9 以 S 機(jī)車車頂兩端導(dǎo)流罩為參考，根據(jù) SS8 機(jī)車車頂具體情況，安裝設(shè)計(jì)導(dǎo)流罩。對(duì)機(jī)車在增加導(dǎo)流罩前后車頂絕緣子周圍氣流的分析表明，增加導(dǎo)流罩之后，無(wú)論- 12 -氣流組織、氣流速度都得到改善，車頂絕緣子附近氣流局部速度下降達(dá)到 50 左右。（3）對(duì)車頂導(dǎo)電

32、桿作外包絕緣處理，使其與車頂?shù)慕^緣能力加強(qiáng)，降低導(dǎo)電桿支持絕緣子發(fā)生閃絡(luò)的概率。（4）用真空斷路器替換空氣斷路器，并加設(shè)防護(hù)。空氣斷路器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，提高絕緣性能困難較大。而真空斷路器外部結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，僅為一柱形設(shè)備，在加設(shè)防護(hù)后，可以有效降低發(fā)生冰閃的概率。（5）加裝車頂絕緣檢測(cè)裝置，利用機(jī)車高壓互感器對(duì)降弓狀態(tài)下的機(jī)車車頂絕緣水平進(jìn)行檢測(cè)，判定車頂絕緣是否正常，避免盲目升弓燒斷接觸網(wǎng)。該改造方案已在石家莊分局試用，效果良好。（6）在冬季調(diào)高受電弓接觸壓力，減少受電弓積冰后造成弓頭接觸壓力下降，接觸壓力值調(diào)整到段修規(guī)程規(guī)定的上限值即 80N。- 13 -4 4 硅膠復(fù)合絕緣子硅膠復(fù)合絕緣子硅橡膠

33、復(fù)合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。 英文名稱：recombination bead 正式名稱：硅橡膠復(fù)合絕緣子也稱合成絕緣子。硅橡膠復(fù)合絕緣子不同類型有不同的作用，結(jié)構(gòu)高度和爬電距離也各不相同，硅橡膠復(fù)合絕緣子主要用于變電站，具有良好的憎水性、抗老化性、耐漏電起痕性和耐電蝕損性，具有很高的抗張強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度，其機(jī)械強(qiáng)度高，抗沖擊性能、防震和防脆斷性能好，重量輕、安裝維護(hù)方便，其上下端部的安裝尺寸與相應(yīng)的瓷支柱絕緣子的安裝尺寸相同，可以互換使用。4 41 1 復(fù)合絕緣子外絕緣憎水性機(jī)理復(fù)合絕緣子外絕緣憎水性機(jī)理聚四氟乙烯、乙丙橡膠、硅橡膠等材料,都具有較好的表面憎水

34、性,大量科學(xué)試驗(yàn)表明,唯有硅橡膠這種材料,在其表面有污穢后,也能使污穢層具有憎水性(這種現(xiàn)象稱為憎水性遷移),從而使絕緣子的污耐受電壓能力明顯高于上述其他材料。4 41 11 1 憎水性能研究憎水性能研究憎水性的合成絕緣子表面的閃絡(luò)路徑由數(shù)量較多的細(xì)長(zhǎng)水帶與水帶間的高阻干區(qū)串聯(lián)組成,臨閃狀態(tài)下,這些干區(qū)上能夠形成數(shù)量較多的局部電弧。如果將絕緣子上施加的電壓分為兩部份:電弧的陰、陽(yáng)極壓降和剩余污層加電弧弧柱的壓降,那么由于閃絡(luò)路徑上的電弧數(shù)量多,使絕緣子上總的電弧陰、陽(yáng)極壓降較高,這是合成絕緣子具有優(yōu)良耐污閃性能的第 1 個(gè)原因。臨閃前,憎水性表面的電極間- 14 -存在多組沿電場(chǎng)方向的水帶,閃

35、絡(luò)只是發(fā)生在這些組水帶中的一組上,因而憎水性表面的剩余污層電阻僅僅是這一組寬度很窄的串聯(lián)水帶的阻值之和,而與周圍大量的被高阻干區(qū)隔開的水帶無(wú)關(guān)。而且污層的憎水性僅使污層中的少量鹽分溶于水帶,因此剩余污層電阻較大,而電弧電流較小。相應(yīng)地,憎性的合成絕緣子表面的剩余污層加電弧弧柱的壓降較高,這是合成絕緣子具有優(yōu)良耐污閃性能的第 2 個(gè)原因。4 42 2 機(jī)械性能研究機(jī)械性能研究強(qiáng)度高，重量輕。不易破碎，防止意外事故。硅橡膠復(fù)合絕緣子,并不是整個(gè)絕緣子的材料全部為硅橡膠,只是外絕緣材料為硅橡膠。作為絕緣子,不但應(yīng)滿足電氣技術(shù)要求,還需滿足機(jī)械性能要求,同時(shí),應(yīng)能與外部設(shè)備方便、可靠聯(lián)接。實(shí)際運(yùn)用中的

36、硅橡膠復(fù)合絕緣子一般由三部分組成:外絕緣材料、內(nèi)絕緣材料、兩端聯(lián)接金具。外絕緣材料選用硅橡膠,制成護(hù)套和傘盤(可以分體、可以整體;可模壓、可注射);內(nèi)絕緣材料選用引拔玻璃棒作為芯棒,具有高于 600MPa 的抗拉機(jī)械強(qiáng)度;兩端聯(lián)接金具一般選用鋼材制造,能夠與芯棒實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度聯(lián)接(可楔形聯(lián)接,可壓接聯(lián)接,也可粘接聯(lián)接),同時(shí)能與外部設(shè)備按規(guī)定聯(lián)接方式聯(lián)接(決定于外部聯(lián)接要求)。復(fù)合絕緣子的強(qiáng)度重量比很高，即比強(qiáng)度很高。其高機(jī)械強(qiáng)度源于玻璃鋼芯棒優(yōu)異的機(jī)械性能，目前被大量采用的玻璃鋼引拔棒的拉伸強(qiáng)度可達(dá)1000MPa 以上，而芯棒密度僅為 2g/cm3 左右，因此其比強(qiáng)度很高，約為優(yōu)質(zhì)碳素鋼的 51

37、0 倍。在相同電壓等級(jí)下，復(fù)合絕緣子的重量?jī)H為瓷絕緣子 1/71/10。同時(shí)復(fù)合絕緣子耐沖擊能力強(qiáng)，大大減少了安裝、運(yùn)輸過(guò)程中造成的意外破損，并能有效防止槍擊等人為因素的破壞。4 43 3 老化性能研究老化性能研究 由于有機(jī)外絕緣優(yōu)異的耐污性能提高了電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，在污穢地區(qū)無(wú)須象瓷及玻璃絕緣子一樣定期清掃，也不存在普通懸式瓷絕緣子- 15 -零值檢測(cè)問(wèn)題，所以大大降低了污穢地區(qū)絕緣子的運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。雖然大大的減少了維修費(fèi)用但硅橡膠也存在老化問(wèn)題。從已進(jìn)行的試驗(yàn)看,該材料的使用壽命估計(jì)可達(dá) 2030 年(指在一定的配方、一定的合成工藝條件下。否則,將明顯低于這一預(yù)計(jì)使用壽命)。硅橡膠老化

38、失效有兩種方式:憎水性喪失和材料性能劣化。硅橡膠優(yōu)良耐污性能的壽命,也就是憎水性遷移效應(yīng)維持的時(shí)間。室內(nèi)試驗(yàn)及目前運(yùn)行情況表明,在一般電氣設(shè)備的運(yùn)行壽命期內(nèi),硅橡膠復(fù)合絕緣子的憎水性沒(méi)有喪失的跡象,即這種絕緣子的優(yōu)良耐污性能不會(huì)出現(xiàn)明顯的長(zhǎng)期衰退劣化現(xiàn)象,另外,硅橡膠絕緣子表面憎水性還有暫時(shí)消失與恢復(fù)的功能。如將硅橡膠浸泡在強(qiáng)堿性水溶液中,或長(zhǎng)時(shí)間浸在自48來(lái)水中,或用溶劑、灰粉反復(fù)擦拭其表面,或在沿面放電作用下,也都會(huì)使表面憎水性暫時(shí)喪失、部分喪失。但在水分或溶劑揮發(fā)干凈或停止放電后,經(jīng)過(guò)幾小時(shí)或幾天時(shí)間,表面憎水性又會(huì)逐漸恢復(fù)。不過(guò),隨著使用時(shí)間的延長(zhǎng),恢復(fù)憎水性的時(shí)間也加長(zhǎng)。 4 44

39、4 運(yùn)動(dòng)性能運(yùn)動(dòng)性能運(yùn)動(dòng)性能的好壞，直接影響車頂絕緣子耐污的能力。濕閃污閃電壓高。有機(jī)復(fù)合材料低能表面的憎水性是復(fù)合絕緣子優(yōu)異耐濕污性能的主要原因。在大霧、小雨、露、溶雪、溶冰等惡劣氣象條件下，復(fù)合絕緣子表面形成分離的水珠而不是連續(xù)的水膜，污層電導(dǎo)很低，因此泄露電流也很小，不易發(fā)生強(qiáng)烈的局部電弧，局部電弧也難以進(jìn)一步發(fā)展導(dǎo)致外絕緣閃絡(luò)。運(yùn)行一段時(shí)間，復(fù)合絕緣子表面積污后，憎水性可以遷移到污層表面的特性為硅橡膠材料所獨(dú)有，在相同污穢度下，其污閃電壓可以達(dá)到相同泄露距離絕緣子的兩倍以上。普通棒形懸式復(fù)合絕緣子的等效直徑遠(yuǎn)小于普通懸式瓷絕緣子及支柱絕緣子，這也是其耐污性能優(yōu)異的重要原因。在不利條件下

40、，憎水性可能因電- 16 -氣、環(huán)境等應(yīng)力的影響而下降或喪失，但其等效直徑不會(huì)變粗，所以污閃電壓仍將保持較高的水平。4 45 5 有機(jī)復(fù)合絕緣子的應(yīng)用與應(yīng)用效果研究有機(jī)復(fù)合絕緣子的應(yīng)用與應(yīng)用效果研究有機(jī)復(fù)合絕緣子因其重量輕、機(jī)械強(qiáng)度高、表面憎水性強(qiáng)、防污閃性能好和不測(cè)零值少維護(hù)等優(yōu)點(diǎn),在我國(guó)電力系統(tǒng)中已運(yùn)行 11 年。據(jù)統(tǒng)計(jì),全國(guó)掛網(wǎng)運(yùn)行有機(jī)復(fù)合絕緣子已超過(guò)四十萬(wàn)支,其發(fā)生故障次數(shù)占掛網(wǎng)運(yùn)行總數(shù)的 0.53%,按年事故率統(tǒng)計(jì),則不到 0.1%。隨著復(fù)合絕緣子使用量的增加,其事故日趨增多,表現(xiàn)在雷擊閃絡(luò)、鳥害等不明原因閃絡(luò)、污閃及機(jī)械強(qiáng)度下降等方面。這兩年又連續(xù)出現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)和進(jìn)口復(fù)合絕緣子斷裂的嚴(yán)

41、重事故。復(fù)合絕緣子運(yùn)行的可靠性須引起高度重視。有機(jī)復(fù)合絕緣子在運(yùn)行中憎水性部分或完全喪失及其在高濕度大氣條件下運(yùn)行,是發(fā)生不明顯閃絡(luò)的主要原因之一;運(yùn)行有機(jī)復(fù)合絕緣子機(jī)械強(qiáng)度下降較大,其下降幅值相對(duì) SML 最高達(dá) 34.2%;有機(jī)復(fù)合絕緣子端部附件連接及介面性能較好,運(yùn)行后其密封效果未見下降,傘套起痕及耐電蝕性能滿足運(yùn)行要求,材料未見老化。但憎水性能達(dá)不到要求。- 17 -4.64.6 硅橡膠復(fù)合絕緣子作用及特點(diǎn)硅橡膠復(fù)合絕緣子作用及特點(diǎn)采用整體棒型設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)緊湊，質(zhì)量高、重量是同等級(jí)瓷和玻璃絕緣子的 1/10，運(yùn)輸安裝極為方便。適用于污穢地區(qū)，高機(jī)械拉伸負(fù)荷，大跨距和緊湊型線路。污閃電壓比

42、同等級(jí)瓷和玻璃絕緣子提高 30-50。在-60 度-+200 度環(huán)境溫度下性能穩(wěn)定；采用的不可擊穿型設(shè)計(jì)，運(yùn)行中無(wú)需測(cè)零值。 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(wèn)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。 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 810 倍，有效提高了安全運(yùn)行的可靠性。 耐污性能好，抗污性能好，抗污閃強(qiáng)力強(qiáng)，其濕耐受

43、電壓和污穢耐受電壓為相同爬距瓷絕緣子的 22.5 倍。且不需清掃，能在重污穢的去安全運(yùn)行。 體積小、重量輕(僅為同電壓等級(jí)瓷絕緣子的 1/61/9).結(jié)構(gòu)輕巧，便于運(yùn)輸和安裝。 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。 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)。 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- 18 -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。 硅膠復(fù)合絕緣

44、子，其機(jī)械性能和電氣性能均優(yōu)于瓷絕緣子，運(yùn)行安全裕度大，是電力線路用的更新產(chǎn)品。- 19 -5 5 絕緣子運(yùn)用效果與存在的問(wèn)題分析絕緣子運(yùn)用效果與存在的問(wèn)題分析5 51 1 常規(guī)絕緣子與新型絕緣子效果上的比較常規(guī)絕緣子與新型絕緣子效果上的比較與瓷絕緣子性能比較的優(yōu)點(diǎn)。與瓷絕緣子相比，合成絕緣子的性能比較好，主要表現(xiàn)在：電氣性能。工頻閃絡(luò)：合成絕緣子的工頻干閃電壓略高于瓷絕緣子串的干閃電壓，而工頻濕閃電壓比瓷絕緣子串的略高 15%；雷電沖擊閃絡(luò)：合成絕緣子的雷電沖擊放電電壓比瓷絕緣子約高 50%；操作閃擊閃絡(luò)：合成絕緣子與標(biāo)準(zhǔn)型和耐污型瓷絕緣子在操作沖擊下，干閃和濕閃電壓基本相同。合成絕緣子的內(nèi)

45、絕緣距離和外絕緣距離幾乎相等，結(jié)構(gòu)上屬于不可擊穿型絕緣子，而不存在檢測(cè)零值絕緣子的問(wèn)題，從而大大減輕了運(yùn)行維護(hù)的工作量。耐污閃性能。合成絕緣子由于爬距較大，傘盤直徑較小，并且表面具有憎水性和憎水遷移特性，而具有比瓷絕緣子比較優(yōu)越的耐污性能?？估匣阅埽汉铣山^緣子的主要構(gòu)件是硅橡膠護(hù)套，硅橡膠由高分子聚合物聚二甲基硅醚用有機(jī)過(guò)氧化合物進(jìn)行交鏈而成。主鏈由硅氧鍵構(gòu)成，硅氧鍵鍵能較大，故耐熱性能好。而硅橡膠具有良好的耐臭性能，在常溫的張力作用下，150ppm 臭氧中，丁丙橡膠立即破壞，而硅橡膠可耐數(shù)月而不破壞。其他性能。在機(jī)械強(qiáng)度上，棒懸式合成絕緣子是由用玻璃纖維和樹脂制成的芯棒來(lái)承擔(dān)機(jī)械負(fù)荷，其抗

46、張強(qiáng)度比鋼材高 1.6 倍，比電瓷高 3 至 4 倍。5 52 2 新型絕緣子存在的問(wèn)題新型絕緣子存在的問(wèn)題 （1）劣行特征1998 年以前生產(chǎn)的 硅橡膠復(fù)合絕緣子出現(xiàn)下面劣化特征 :局部放電、蝕損、漏電起痕、樹枝狀放電和電弧燒傷痕跡 ;硬化、脆化、粉化、開裂、傘裙變形 ;憎水性減弱 ;電氣強(qiáng)度降低 ;積污嚴(yán)重 ;芯棒暴露 ;聯(lián)接部位滑移、脫膠、裂縫。說(shuō)明 1998 年以前制造的硅橡膠復(fù)合絕緣子的劣化較- 20 -為嚴(yán)重 ;不同地域的劣化程度表現(xiàn)不一。大氣條件對(duì)復(fù)合絕緣子的劣化影響較大高寒地區(qū) ,風(fēng)大雪多。近幾年開始在 110 kV 和 220 kV 線路中使用HTV 硅橡膠復(fù)合絕緣子,500

47、 kV 線路也有少量使用。截止目前為止 ,黑龍江省未發(fā)生一起運(yùn)行故障。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明 ,在寒冷地區(qū)使用 HTV 硅橡膠復(fù)合絕緣子效果良好。例如 ,吉林省僅在 199 年、200 年、2003 年各發(fā)生了一次運(yùn)行故障 ,其中 2 次是發(fā)生在 110kV 線路 , 1 次是 220 kV 線路。強(qiáng)紫外線地區(qū) ,風(fēng)沙大、晝夜溫差大。運(yùn)行故障主要發(fā)生在 1998 年的產(chǎn)品 ,并多發(fā)生在 110 kV 線路 ;主要原因是雷擊、不明閃絡(luò)、鳥糞閃絡(luò) ,未見因產(chǎn)品質(zhì)量、劣化造成故障的報(bào)道。高濕度、海鹽污穢地區(qū)。該地區(qū)主要使用玻璃絕緣子, 硅橡膠復(fù)合絕緣子相對(duì)較少。但 90 %以上的 500 kV 直流線路使用硅

48、橡膠復(fù)合絕緣子 1995年和 2005 年各發(fā)生過(guò)一次故障,1999 年發(fā)生三次。事故原因主要是芯棒脆斷 ,其次是鳥啄。四川盆地、多雨、多霧、氣候潮濕地區(qū)。硅橡膠復(fù)合絕緣子故障主要發(fā)生在 2002年的 110 kV 和 220 kV 線路中 ,故障表現(xiàn)為雷擊、鳥害。氣候干旱、少雨地區(qū)。硅橡膠復(fù)合絕緣子在 110500kV 線路均發(fā)生故障,110kV 線路居多。故障以雷擊鳥害和不明閃絡(luò)為主,尚未發(fā)生機(jī)械事故。氣候干旱、少雨、風(fēng)沙大。1992 年開始使用 硅橡膠復(fù)合絕緣子,2001年開始- 21 -大量使用,110500kV 線路使用率 75%每年發(fā)生故障,2001 年的故障最多。故障原因主要是雷

49、擊、鳥糞和不明閃絡(luò)。以上事例充分說(shuō)明我國(guó) 硅橡膠復(fù)合絕緣子運(yùn)行特性表現(xiàn)優(yōu)良。也為硅橡膠復(fù)合絕緣子的壽命定位為 1520 年提供了依據(jù)。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明 :在高濕度、強(qiáng)紫外線、高海拔、高寒、低溫 (-5+5)等地區(qū)運(yùn)行的我國(guó)硅橡膠復(fù)合絕緣子憎水性優(yōu)良。我國(guó)硅橡膠復(fù)合絕緣子因劣化而導(dǎo)致的故障僅占故障總數(shù)的 116%，這充分說(shuō)明我國(guó)硅橡膠復(fù)合絕緣材料抗劣化特性優(yōu)良 ,但還應(yīng)不斷優(yōu)化復(fù)合絕緣子的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ,提升制造技術(shù)。（2）冰閃問(wèn)題運(yùn)行情況表明,DG 型系列硅橡膠復(fù)合絕緣子雖然可以在比較嚴(yán)重的污染地區(qū)可靠使用,但在低溫(0左右)天氣條件下一旦遇到大霧、凍雨,機(jī)車在高速運(yùn)行中,這種絕緣子表面也會(huì)結(jié)污冰過(guò)多而發(fā)生冰閃。運(yùn)行中的覆冰絕緣子串發(fā)生閃絡(luò)的主要過(guò)程是，