绝缘子

用于电线电缆连接的物理元件

绝缘子

绝缘子是安装在不同电位的导体或导体与接地构件之间,能够耐受电压和机械应力作用的器件,在电气设备中用于支撑和分离电导体,具体到高压电路中的使用则是为输供电线路中的电气设备及导体提供机械固定和电气绝缘。[0]绝缘子在支撑高压的重量的同时,隔绝其与输电塔的接触,防止电流流经输电塔传输地面。绝缘子的种类繁多,形状各异。不同类型的绝缘子结构和外形虽有较大差别,但都是由绝缘件和连接金具两大部分组成的。目前其材质主要包括三种:陶瓷、钢化玻璃以及由基复合材料。复合材料绝缘子包括棒形悬式绝缘子、绝缘横担、支柱绝缘子和空心绝缘子(即复合套管)。复合套管可替代多种电力设备使用的瓷套,如互感器、避雷器、断路器、电容式套管和电缆终端等。与瓷套相比,它除了具有机械强度高、重量轻、尺寸公差小的优点外,还可避免因爆碎引起的破坏。[0]绝缘子对电力工业的发展发挥了重要作用。[0]绝缘子若因环境和电负荷变化导致的机电应力而失效,会损害整条线路的使用和运行寿命。

绝缘子是安装在不同电位的导体或导体与接地构件之间,能够耐受电压和机械应力作用的器件,在电气设备中用于支撑和分离电导体,具体到高压电路中的使用则是为输供电线路中的电气设备及导体提供机械固定和电气绝缘。[1]绝缘子在支撑高压的重量的同时,隔绝其与输电塔的接触,防止电流流经输电塔传输地面。

绝缘子的种类繁多,形状各异。不同类型的绝缘子结构和外形虽有较大差别,但都是由绝缘件和连接金具两大部分组成的。目前其材质主要包括三种:陶瓷、钢化玻璃以及由基复合材料。复合材料绝缘子包括棒形悬式绝缘子、绝缘横担、支柱绝缘子和空心绝缘子(即复合套管)。复合套管可替代多种电力设备使用的瓷套,如互感器、避雷器、断路器、电容式套管和电缆终端等。与瓷套相比,它除了具有机械强度高、重量轻、尺寸公差小的优点外,还可避免因爆碎引起的破坏。[1]绝缘子对电力工业的发展发挥了重要作用。[1]绝缘子若因环境和电负荷变化导致的机电应力而失效,会损害整条线路的使用和运行寿命。

2023年3月15日,2023年央视3·15晚会曝光了大量翻新绝缘子流向多地电力工程,其检测报告造假且质量无法保证。[2]

2023年3月17日,国家能源局综合司为加强电力设备安全管理,切实保障电力安全生产,发布《国家能源局综合司关于排查整治翻新绝缘子加强电力设备安全管理的紧急通知》。[3]

基本分类

绝缘子有多种分类方式,主要包括安装方式、使用材质以及使用电压等级等。

安装方式分类

悬式绝缘子:悬式绝缘子主要用于吊挂导线,让导线与电力设备保持足够的安全距离。可以分为盘型悬式绝缘子和棒型悬式绝缘子。

支柱绝缘子:支柱绝缘子主要用于支撑导线,通常安装在横担上,让导线与横担保持足够的安全距离。

材质分类

瓷绝缘子:通过铁帽、钢脚和绝缘件用高标号水泥胶装成一体形成绝缘子成品。[4]

玻璃绝缘子:其主要结构和安装方式与瓷绝缘子相同,具有较好的耐电弧和不易老化的优点。[5]此外,玻璃绝缘子具有足够的绝缘性能,在雷电频率高的地区应该优先选用。[5]

复合材料绝缘子:由树脂基玻璃纤维复合材料制作而成,具有良好的绝缘和力学性能。[6]由于其良好的憎水性能使其有独树一帜的抗污闪能力,正被越来越广泛地运用于电网。[6]

电压等级分类

低压绝缘子:应用于低压配电线路和通信线路的绝缘子

高压绝缘子:应用于高压、超高压配电线路和通信线路的绝缘子

检测方法

目前绝缘子检测方法有绝缘电阻值测量法、振动声学检测法、超声波检测法、局部放电检测法、紫外成像检测法、红外检测法以及目视检查方法等。[7]

小球放电法:[8]通过测量绝缘子两端的小球产生放电时的距离来分析绝缘子电压分布,从而判断被测绝缘子是否正常。这种方法要频繁调整小球距离,来分析绝缘子电压分布,从而判断被测绝缘子是否正常。这种方法要频繁调整小球距离,误判率较大。

红外热像仪检测法:[8]不良绝缘子与良好绝缘子的表面温度是存在差异的,应用红外热像仪可以通过热像图显示出来,但该办法在现场使用时,操作难度大。

泄露电流检测法:[8]有缺陷的绝缘子绝缘电阻值将会大幅度降低,并产生泄漏电流。通过用电流传感器测量泄漏电流的大小,判定其是否完好。

维护管理

由于输电线路的运行环境特殊,使得绝缘子在使用过程中会暴露在室外环境,容易遭受雷击以及高温等的环境影响。[9]这在很大程度上影响了输电线路的运行性能,也将导致输电线路输电 安全性能降低。[9]因此,输电线路绝缘子的维护对于输电线路的正常运行具有重要意义。[10]

玻璃绝缘子
玻璃绝缘子

选择合适的绝缘子

在绝缘子的选择中,需要根据使用方式以及使用环境进行针对性的选择。[9]例如污染情况较严重的地区选用防污绝缘子、在雷电较多的地区选用玻璃绝缘子。在玻璃绝缘子以及瓷绝缘子使用过程中需要加强巡视与清洗。

科学定制抽检、巡视计划

根据绝缘子种类以及维护工作的需要,对绝缘子进行定期抽检以及巡视,从而进行科学、有序的维护,确保绝缘子和输电线路的正常运行。[9][11]

定期清洗

定期登杆清扫、擦拭绝缘子上的污垢,防止绝缘子脏污、闪络,尤其是夏季气温升高或空气潮湿,绝缘水 平大幅度下降的情况下,应经常扫除绝缘子上的灰尘, 保持清洁,保证绝缘水平,延长绝缘子使用寿命。[9]

行业发展

绝缘子的上游产业为黏土长石等矿物原料加工业,下游产业主要是输电、供电以及发电等电力行业。[12]基于全球电力行业发展水平和投资规划,全球绝缘子行业总体需求预计将会保持稳定增长。[13][14]随着智能电网的建设,绝缘子行业迎来了巨大的发展机遇,包括广阔的市场空间以及新材料、新技术、新产品的研发带动的行业进步。[14]此外,国内外电气化铁路建设也为绝缘子行业提供了新的机遇。[14]

参考资料 14

  1. 云阳县人民政府网 — 重庆市云阳县人民政府
  2. 3·15晚会|废旧绝缘子翻新再生:检测报告造假,质量无法保证 — 新浪新闻
  3. 废旧绝缘子,刷刷即上市!大量翻新绝缘子流向多地电力工程 — 北晚新视觉
  4. https://d.wanfangdata.com.cn/Periodical/ChlQZXJpb2RpY2FsQ0hJTmV3UzIwMjMwMTEyEg5kY2JscTIwMjIwMjAyNBoIY2Q2aDhpbXY%3D
  5. https://d.wanfangdata.com.cn/Periodical/ChlQZXJpb2RpY2FsQ0hJTmV3UzIwMjMwMTEyEg1kbGpzMjAwOTA5MDEwGggxdnV3dmthZw%3D%3D
  6. https://d.wanfangdata.com.cn/Periodical/ChlQZXJpb2RpY2FsQ0hJTmV3UzIwMjMwMTEyEg5kd3ljZDIwMTAwOTAwNBoIMmRicWV5NnQ%3D
  7. https://d.wanfangdata.com.cn/Periodical/ChlQZXJpb2RpY2FsQ0hJTmV3UzIwMjMwMTEyEg1nc2tqMjAyMTE0MDE4GghsZmZpcDh0MQ%3D%3D
  8. 电线杆上的白色陶瓷——绝缘子 — 今日头条
  9. https://d.wanfangdata.com.cn/Periodical/ChlQZXJpb2RpY2FsQ0hJTmV3UzIwMjMwMTEyEg96Z2d4a2oyMDE5MTMwMzgaCDk4dnZrdDNj
  10. https://d.wanfangdata.com.cn/Periodical/ChlQZXJpb2RpY2FsQ0hJTmV3UzIwMjMwMTEyEg96Z2tqemgyMDExMDgwODIaCDdicm5waGNu
  11. https://d.wanfangdata.com.cn/Periodical/ChlQZXJpb2RpY2FsQ0hJTmV3UzIwMjMwMTEyEg1uY2RnMjAwNTA1MDM1GggzaGt6Nnl5bQ%3D%3D
  12. https://d.wanfangdata.com.cn/Periodical/ChlQZXJpb2RpY2FsQ0hJTmV3UzIwMjMwMTEyEgxqeXoyMDE2MDIwMDcaCG80Z3ZuMTFo
  13. 参考 13
  14. 2020全球绝缘子行业的分类及发展状况 — 中国行业报告研究中心
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