浅谈合成绝缘子

　　摘　要：综述合成绝缘子的广泛采用，介绍其结构特点、优良性能，特别是优良的抗污特性，使其大量应用于防污闪，并对使用中应注意的方面进行说明。
　　在近年的电力线路建设和改造中，合成绝缘子的用量越来越多，范围也越来越广，10kV到500kV各电压等级的线路新建，特别是运行中的输电线路防污调爬，通常选用合成绝缘子。合成绝缘子的广泛使用，主要有以下三方面的原因：
　　1）工业的高速发展及全面开发建设，环境污染加剧，大气中粉尘含量呈上升之势，通过对输电线路绝缘子表面的盐密测试，表明大部分区域积污量在加大，对输变电设备的防污闪又有了更高的要求。
　　2）合成绝缘子的制造工艺近年来飞速提高，质量较为成熟稳定，经受了挂网运行的检验，具有结构紧凑、重量轻、强度高、不清扫、不检零、不易破粹断裂以及优良的抗污性等优点。
　　3）在价格方面，合成绝缘子串（带联接金具）与防污绝缘子串价格已相差不多。这些都为合成绝缘子近年的广泛应用奠定了基础。
　　合成绝缘子是采用有机高分子聚合绝缘材料制造的新型复合结构绝缘子，由芯棒、伞裙护套（粘接层）、联接金具及附件（均压环）几部分组成。芯棒是由树脂粘接上百万根玻璃纤维沿轴线平行排列而形成的玻璃钢棒，抗拉强度高于600 MPa，是高强度瓷的3～5倍，相当于优质炭素钢，具有良好的抗挠和抗疲劳性，承受合成绝缘子的机械负荷，是内绝缘的主要部分，选用蠕变小的增强纤维和树脂，确保芯棒有良好的机械和电气性能。芯棒受潮将发生水解反应，降低合成绝缘子的机械强度，引发掉串事故，因此确保芯棒不受潮是合成绝缘子安全运行的基本条件。伞裙护套是以硅橡胶为基体，添加偶联剂、阻燃剂、抗老化剂等填充料经高温加压硫化而成，是合成绝缘子良好的外绝缘，硅橡胶伞裙护套具有良好的憎水性，使水份在其表面形成水珠状而难形成连续水膜，
　　其憎水性迁移加强了合成绝缘子的防污能力，由于硅橡胶分子作用，伞裙护套上的污秽层表面也具有憎水性，而且其憎水性在局部电弧等因素下短时失效后很快又能恢复，大大提高了合成绝缘子的污闪电压，相同泄漏距离及污秽程度下的污闪电压是瓷绝缘子串的2倍以上，这一优良的抗污特性使合成绝缘子广泛应用于线路的防污调爬中。同时硅橡胶伞裙护套具有优良的耐老化性、阻燃性、耐漏电起痕及电蚀损性，抗撕裂，并保护芯棒不受外部环境的侵蚀，因制造工艺不同，有的产品的芯棒与护套、伞裙与护套之间存在粘接层，如挤包护套穿伞工艺，粘接层和电场同方向，是绝缘的薄弱环节，因粘接材料和粘接工艺的的原因曾造成绝缘内界面受潮发生局部放电击穿整支丧失绝缘的情况，应加以注意；伞裙护套整体真空注射的工艺，减少了内绝缘界面，有益于改善合成绝缘子的内绝缘；联接金具作为合成绝缘子的一部分，与芯棒连在一起，
　　通过别的金具连接于挂线点和导线，芯棒与联接金具的结构可分为粘接式、压接式和楔接式三类，承受和传递全部机械负荷，粘接式由于粘接剂有老化问题和低温变脆等不足已较少采用，压接式因压接机械和工艺提高，采用较多，但需注意金具和芯棒的热膨胀系数差别会降低承载力，楔接式分为内楔和外楔，内楔会破坏芯棒的完整，但连接强度稳定、工艺简单，应用较多，外楔因连接强度不稳定及工艺复杂，已较少采用，一般220 kV及以上电压等级的合成绝缘子装配1～2只均压环，使电场分布均匀，防止高压电场加速合成绝缘子端部老化，并在过压时有引弧作用，缩短放电时间，确保伞裙表面不被电弧灼伤，因而对均压环的安装须要求严格操作。
　　合成绝缘子较多应用于线路新建和线路防污调爬中。合成绝缘子在新建线路中的广泛使用，充分体现了其重量轻、不易破碎、断裂且便于安装、运输的优势，在运行中不清扫、不检零，
　　只作常规检查，降低了运行成本，更适用于交通不便的山区抢修。合成绝缘子的优良耐污闪性能，使其广泛用于输电线路的防污调爬中，提高了电网的抗污闪能力，效果较为明显。合成绝缘子结构紧凑的优势，在中国还未充分应用，以缩小线路走廊宽度，降低铁塔高度和尺寸，建成紧凑型输电线路，节省投资。同时，在使用合成绝缘子的过程中，需注意几方面的问题。　　
　　1）合成绝缘子在使用前的外观检查及运行常规检查中，须仔细检查伞裙护套及端部密封段是否有撕裂破损和老化现象，杜绝芯棒进水受潮现象发生，严禁从合成绝缘子上下导线和进行检查。
　　2）中国的合成绝缘子挂网时间在10年左右，对合成绝缘子在运行过程中的老化规律、使用寿命、抗污闪能力的变化，还需收集更多的资料和认真研究。
　　3）对不同制造工艺的合成绝缘子产品，关注的方面不同，挤包护套穿伞工艺制造的产品应关注其粘接界面的质量，伞裙护套整体注射工艺制造的产品应关注合模缝质量、芯棒是否因高温和分段成形温差受损，根据使用条件选择适当的联接方式。
　　4）选用合成绝缘子进行线路调爬，合成绝缘子串的高度如大于原绝缘子串，须对交叉跨越和杆塔电气距离进行校核。
　　5）严格按要求安装均压环，防止装反和均压环开口方向未对齐。
　　合成绝缘子在电网中的使用越来越广泛，随着科技的发展其制造工艺不断完善，质量和性能得到进一步的提高，实时掌握了解合成绝缘子的发展动向，将有利于电网的建设和安全运行。