
輸電線路中用作架空絕緣的絕緣子有5種:針式絕緣子、懸式絕緣子 、拉緊絕緣子 、柱式絕緣子和蝶式絕緣子 。本篇文章主要介紹針式絕緣子。
針式絕緣子是最早發展起來的架空絕緣子,現在仍普遍應用于33千伏以下的輸電線路中。針式絕緣子可以分為普通型(單傘),雙傘型或三傘型,而針式絕緣子型號的選擇主要取決于應用的線路電壓。在11千伏電力系統中,我們通常使用普通型針式絕緣子,即整個針式絕緣子只有一個傘狀雨棚。
關于針式絕緣子傘裙的設計,主要源于兩點原因。首先,由于絕緣子的泄漏路徑是通過其表面,因此在絕緣子的制造過程中,通過增加絕緣子表面積的垂直長度,可以延長其漏電距離,即在絕緣子本體上提供一個、兩個或多個的雨棚或傘裙,能使其獲得更長的爬電距離。此外,除了增加爬電距離,絕緣子傘裙的設計還有另一個用途:當下雨時,傘裙的外表面會被雨淋濕,但內表面仍可保持干燥和不導電,從而可中斷潮濕的針式絕緣子表面電流傳導。
在33千伏和66千伏這樣的高壓電力系統中,普通型針式絕緣子則很難勝任高壓電瓷的重任。因為,電壓越高,輸電線路所要求的絕緣層就越厚,以保證其在運行過程中具備足夠的絕緣性能。 在這種情況下,電力系統則更傾向于多傘型針式絕緣子,即多個傘裙被固定到一起,形成一個完整的絕緣子單位。而33千伏電力系統一般采用雙傘型針式絕緣子,66千伏電力一般采用三傘型針式絕緣子。
電瓷絕緣子的設計考慮:
當把絕緣子的底部固定在地電位的支撐結構上時,絕緣子必須能承受住導線和大地之間的電位應力。絕緣子的主要功能是實現電氣絕緣和機械固定,為此規定有各種電氣和機械性能的要求。如在規定的運行電壓、雷電過電壓及內部過電壓作用下,不發生擊穿或沿表面閃絡;在規定的長期和短時的機械負荷作用下,不產生破壞和損壞;在規定的機、電負荷和各種環境條件下長期運行以后, 不產生明顯的劣化;絕緣子的金具,在運行電壓下不產生明顯的電暈放電現象,以免干擾無線電或電視的接收。因為絕緣子是大量使用的器件,對其連接金具還要求具有互換性。此外, 絕緣子的技術標準還根據型號和使用條件的不同,要求對絕緣子進行各種電氣的、機械的、物理的以及環境條件變化的試驗, 以檢驗其性能和質量。電瓷絕緣子的設計應使絕緣子潮濕時閃絡距離的變化程度最小,這也是為什么針式絕緣子的最上面的襯裙采用傘形設計,這樣可以保護絕緣子的下部可免受雨水的侵襲。而最上面的傘裙上表面應盡可能地傾斜,以在下雨時保持最大閃絡電壓。此外,絕緣子傘裙的制作不應干擾電壓分布,其設計應使其地下與電磁力線成直角。