输电线路设计—绝缘子
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(5)钢化玻璃绝缘子的质量较瓷质绝缘子轻；
3）绝缘子形状的选取
悬式电瓷绝缘子的形状有很多种，我国常用的主要是标准型、钟罩型 、空气动力型。空气动力型中，平板型用的较少，双层伞型用的较多 ，三层伞型出现时间较晚，目前应用还不多。 绝缘子形状的选取和使用地区的地理、气象、污秽等因素有关，价格 因素也起重要作用。在清洁地区一般选用标准型，主要考虑的是价格 因素。 在沿海污秽能急剧积聚的地区，钟罩型的使用效果较好，在污秽缓慢 积聚的内陆地区，钟罩型绝缘子的下表面会积聚较多的污秽，使其耐 污闪能力下降，该型绝缘子在我国的使用效果并不好。 双层伞型绝缘子的自清洗效果较好，在同一地区的积污数量要明显少 于钟罩型和标准型绝缘子，表现出较强的耐污闪能力，在我国已大量 使用，并取得很好的运行经验，我国一般称之为防污型或防尘型绝缘 子主要是指双层伞型绝缘子。
系统标准电压 (kV) 雷电过电压间隙 操作过电压间隙 工频电压间隙 悬垂绝缘子串的 绝缘子个数 20 35 12 5 2 35 45 25 lO 3 66 65 50 20 5 110 100 70 25 7 220 190 145 55 13 330 230(260) 195 90 17(19) 500 330(370) 270 130 25(28)
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复合绝缘子结构
复合绝缘子是由伞盘、芯棒及金属端头三部 分组成，对电压等级为11OkV及以上线路使用 的复合绝缘子，为改善其电压分布，在复合 绝缘子两端(或一端)装配有均压环。
复合绝缘子材料及特点
复合绝缘子的伞盘是由硅橡胶为基体的高分子聚合物制成，具有良好的 合水性，水在伞盘表面呈水珠状，不会形成放电通路。另外，复合绝缘 子伞盘还具有优良的耐电腐蚀性和良好的抗氧、抗臭氧及抗老化性能。 复合绝缘子的芯棒采用环氧玻璃纤维棒制成，具有很高的抗张强度，约 为普通钢的1．5～2倍，为高强度瓷的3～5倍。芯棒又具有良好的绝缘 性能和良好的减振性、抗蠕变性及抗疲劳断裂性能。
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复合绝缘子金属端头的连接结构
1、内楔式 内楔式是将芯棒端部锯开一 条切口，在切口压入楔形的金 属件，芯棒外部是一个锥形内 腔的套筒。相互之间靠静摩擦 力来传递机械负荷。
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2、外楔式 外楔式是将套筒做成锥形， 套在芯棒的端部，再把三个环 形的外楔均匀地插入锥形内腔 与芯棒之间。楔片厚度大小非 常关键。相互之间也是靠静摩 擦力来传递机械负荷。
输电线路设计
—— 绝缘子
张鸣
2011年7月22日
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1、绝缘子的用途、分类
2、绝缘子的基本要求
7、绝缘子设计选取
8、绝缘子常见的型号、
3、玻璃绝缘子
4、复合绝缘子
参数
9、绝缘子常见的故障
5、瓷绝缘子
6、三种绝缘子优劣性能 比较
形式
10、绝缘子串
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1、绝缘子用途
架空线路的绝缘子是用来支持导线，它同金具组合将导线固 定在杆塔上，并使导线同杆塔可靠绝缘，绝缘子在运行时不 仅要承受工作电压的作用，同时要承受操作过电压和雷电过 电压的作用，加之导线自重、风力、冰雪以及环境温度变化 的机械荷载的作用，所以绝缘子不仅要有良好的电气绝缘性 能，同时要具有足够的机械强度。
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复合绝缘子的机械承载能力
目前制作复合绝缘子用的芯棒一般采用抗拉强度 为800-1000MPa 的芯棒。计算时一般取值500MPa。 复合绝缘子芯棒的直径d可用以下公式计算：
d
4T
式中，T为设计抗拉力。
例：试计算T=100kN的复合绝缘子需用多大直径的芯棒。
d
4 100 103
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根据污区级别和爬电比距确定绝缘子片数或串长
输电线路绝缘子的绝缘水平取决于所选取绝缘子的种类、形状、结构尺寸和串长，在 绝缘子种类、形状和结构尺寸确定的前提下，每串绝缘子的片数由下式确定： m≥λUm/(keL0) 式中m为每串绝缘子的片数 Um为系统最高运行线电压或者系统的额定线电压（取决于λ的定义） λ为绝缘子的爬电比距 L0为每片悬式绝缘子的几何爬电距离 Ke为绝缘子爬电距离的有效系数 爬电比距λ是根据大量污闪实验结果和运行经验所确定的参数，λ的大小和 污区的级别有关系，二者之间的关系如表3所示。表3的数据取自国家标准GB/T 164341996（高压架空线路和发电厂、变电所环境污区分级及外绝缘选择标准） Ke的定义为实际采用的绝缘子和标准悬式绝缘子在同样的自然条件下积污， 沿单位泄漏距离污闪电压值的比值，通常是小于1 的系数。它同时反映出绝缘子的耐 污闪能力和积污特性。Ke的获得需通过大量自然积污和污闪试验获得，可能在不同污 源地区Ke值是不同的，目前我国尚未给出不同绝缘子的Ke值，这对该工程设计方法的 实际应用造成困难，通常对Ke值都取为1，这进一步增加了该设计方法的不确定性。
安全可靠性 长度限定 机械负荷
在线维护的要求 干弧距离 冲击闪络电压 干/湿泄漏距离 均压环 材料类别
连接长度 接头连接形式 常规实验载荷
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机械性能
2）选择绝缘子首先要确定绝缘子的种类：电瓷、玻璃和复合绝缘子 各有优、缺点，选择何种绝缘子要综合考虑它的全面性能、价格、运 行维护的简易程度、使用寿命等因素。
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2、绝缘子的基本要求
(1)要有良好的绝缘性能，使其在干燥和阴雨的情况下，都能承受标准 规定的耐压； (2)绝缘子不但承受导线的垂直荷重和水平荷重，还要承受导线所受的 风压和覆冰等外加荷载，因此要求绝缘子必须有足够的机械强度； (3)架空线路处于野外，受环境温度影响较大，要求绝缘子能耐受较大 的温度变化而不破裂； (4)绝缘子长期承受高电压和机械力的作用，要求其绝缘性能的老化速 度要比较慢，有较长的使用寿命；
(6)因钢化玻璃绝缘子具有“自爆”特性，在线路运行中，不需对绝缘子进行 预防性测试。在巡视线路时，容易发现损坏的绝缘子，便于及时更换；
(7)由于制造设备、工艺的原因，钢化玻璃“自爆”率较高，影响钢化玻璃绝 缘子的普遍应用。
玻璃绝缘子使用注意事项：线路绝缘子每串最小片数和最小空气间隙
(1)不宜在居民区使用。 (2)污秽严重地区要慎用悬垂 玻璃绝缘子串。 (3)“自爆”后应及时更换，以 保证每串最小片数和最小 空气间隙。
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4、复合绝缘子
复合绝缘子定义及其特点
复合绝缘子是棒形悬式有机硅橡胶绝缘子的简称。 复合绝缘子与传统的瓷质绝缘子、钢化玻璃绝缘子相比，具有质量轻、 体积小、便于运输和安装、机械强度高以及耐污秽性能好等优点，同时 在运行中可以免清扫，免预防性测试，可避免污闪事故。特别适用于城 市电网和中等以上污秽地区使用。 由于复合绝缘子的表面多具有憎水性，其表面泄漏状况与瓷绝缘子完全 不同。在能源部能源办(1993)45号文《关于颁发电力系统电瓷防污有关 规定的通知》中，暂定复合绝缘子单位泄漏距离(爬电比距)可按瓷绝缘 的75％设计。
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复合绝缘子均压屏蔽环
输电线路绝缘子串所承受的电压，并不是均匀 分布于每个绝缘子上，在绝缘子串中间的绝缘子， 所承受的电压比两端的小．靠近导线的绝缘子承受 的电压最大，而这种电压分布不均匀的情况，随线 路电压的升高而严重，为使绝缘子串电压分布较均 匀，一般要求110kV及以上线路上应装设均压屏蔽环。
复合绝缘子
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7、绝缘子设计选取
外绝缘选择的一般原则
1）对绝缘子的选择除应考虑电气特性外，还要考虑机械特性、耐老化 能力、运行维护特性以及价格因素。
对绝缘子的性能要求
性能参数 工程技术人员必须了解的 必须载明的要求
电气性能
安全可靠性 耐雷电冲击水平 耐操作冲击水平 耐污闪能力 电击穿强度 覆冰桥接性能
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3、压接式 压接式是将套筒套入芯棒后， 用专用机械压接后使金属筒体 与芯棒连成一体。压接式具有 以下特点：
1）结构简单、轻巧、外形美观； 2）连接牢固可靠，分散性小； 3）便于机械化操作； 4）工艺简单、工效高、生产周期 短。
这种结构型式靠芯棒与金属端 头的静摩擦来承受和传递负荷， 其摩擦力一般取决于正压力大 小。
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4、三种结构型式简单分析 内楔式、外楔式和三种连接是通过被连接部件本身的过盈配合来 实现的，相互之间是靠静摩擦力来传递机械负荷，在连接区内，芯棒 是在应力下受压缩而产生弹性变形，由弹性应力作为产生摩擦力的正 压力。压接式端部附件的连接结构，由于应力状态较理想、结构和装 配工艺简单，便于电脑监控，连接较理想，综合成本较低，被认为是 目前较理想的的连接结构型式。 5、复合绝缘子的优缺点 优点：防污性能优越、安装方 便、清扫，价格便宜。 缺点：界面击穿、芯棒断裂、 伞裙老化、抗扭性能差， 耐张串上使用不理想。
(5)空气中的腐蚀气体会使绝缘子绝缘性能下降，要求绝缘子应有足够 的防污秽和抵御化学气体侵蚀的能力。
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3、玻璃绝缘子
用钢化玻璃做伞裙的悬式绝缘子叫钢化玻璃绝缘子
是由石英砂、白云石、长石、石灰石和化工原料经过高温熔融成 液体后冷凝而成的一种均质的非晶体。
玻璃绝缘子主要由铁帽、钢脚、玻璃件、弹簧销组成。 钢化玻璃绝缘子特点：
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6、三种绝缘子优劣性能比较
绝缘子种类 瓷绝缘子 优点 长时间的使用经验 较全面的质量保障体系 缺点 有零值绝缘子问题、支持绝缘 子的断裂问题、遭外力冲击破 碎问题、耐污闪性能不好
玻璃绝缘子
零值自爆 其余优点同电瓷绝缘子 重量轻，易运输和安装 耐污闪性能好 少维护 价格便宜
遭外力冲击破碎问题 耐污闪性能不好 自爆率较高 防雷击性能较差（在同样结构 距离前提下绝缘距离小） 有机绝缘材料的老化问题 电弧烧蚀问题 脆断问题 沿界面击穿问题
配电线路常用绝缘子
1绝缘子的类型架空电力线路的导线，是利用绝缘子和金具连接固定在杆塔上的。
用于导线与杆塔绝缘的绝缘子，在运行中不但要承受工作电压的作用，还要受到过电压的作用，同时还要承受机械力的作用及气温变化和周围环境的影响，所以绝缘子必须在良好的绝缘性能和一定的机械强度。
通常，绝缘子表面被做成波纹形的。
这是因为：一是可以增加绝缘子的泄露距离(又称爬电距离)，同时每个波绞又能起到阻断电弧的作用；二是当下雨时，从绝缘子上流下的污水不会直接从绝缘子上部流到下部，避免形成污水柱造成短路事故，起到阻断污水水流的作用；三是当空气中的污秽物质落到绝缘子上时，由于绝缘子波绞的凹凸不平，污秽物质将不能均匀地附在绝缘子上，在一定程度上提高了绝缘子的抗污能力。
架空电力线路用绝缘子种类很多，他可以根据绝缘子的结构型式、绝缘介质、连接方式和承载能力的大小来分类。
结构型式：盘形绝缘子、棒形绝缘子绝缘介质：瓷质绝缘子、玻璃绝缘子、半导体釉绝缘子、复合绝缘子连接方式：球型绝缘子、槽型绝缘子装置场环境、户内绝缘子、户外绝缘子。
承载能力：5kN、10kN、12kN、40kN、60kN、70kN、100kN、120kN、160kN、210kN、300kN、420kN、550kN...2针式柱式绝缘子针式绝缘子主要用于直线杆和角度较小的转角杆支持导线，分为高压、低压两种。
按材料分针式瓷质绝缘子与针式复合绝缘子。
绝缘子型号说明：P——普通型针式绝缘子；PQ1——加强绝缘1型（中污型）针式绝缘子；PQ2——加强绝缘2型（特重污型）针式绝缘子；FPQ——代表复合针式防污型绝缘子；B——瓷件侧槽以上部位，除承烧面外，全部上半导体釉；T——带脚，铁担；M——长脚；L——不带脚，瓷件与脚螺纹连接；LT——带脚，瓷件与脚螺纹连接，铁担；破折号后的数字10表示额定电压10kV；T后的数字16、20表示下端螺纹直径。
如：P-15T16，P表示普通型针式绝缘子，15表示额定电压15kV，16表示下端螺纹直径16mm。
绝缘子原理
绝缘子原理
绝缘子是电力系统中的重要组成部分，它主要用于支持和固定输电线路，同时
起到隔离导线和支架的作用。
在电力系统中，绝缘子的作用至关重要，它直接关系到输电线路的安全运行和电力系统的稳定性。
那么，绝缘子是如何工作的呢？接下来，我们将从绝缘子的原理入手，来详细介绍绝缘子的工作原理和作用。
首先，绝缘子的基本原理是利用绝缘材料的绝缘性能来阻止电流的流动。
绝缘
子通常由绝缘材料和支撑结构组成，绝缘材料具有很高的绝缘阻抗，可以有效地阻止电流通过。
这样，绝缘子就能够将导线与支架之间的电气连接隔离开来，从而保证输电线路的安全运行。
其次，绝缘子的工作原理是利用绝缘材料的绝缘性能来阻止电流的流动。
在电
力系统中，绝缘子的主要作用是支持和固定输电线路，同时隔离导线和支架之间的电气连接。
当输电线路上出现过载或短路等故障时，绝缘子能够有效地阻止电流通过，从而避免故障扩大，保护电力系统的安全运行。
此外，绝缘子的作用还体现在防止漏电和击穿。
由于绝缘子具有很高的绝缘阻抗，能够有效地阻止电流通过，因此可以防止漏电和击穿现象的发生。
这对于保证输电线路的安全运行和电力系统的稳定性至关重要。
综上所述，绝缘子的工作原理主要是利用绝缘材料的绝缘性能来阻止电流的流动，从而实现隔离导线和支架之间的电气连接。
绝缘子在电力系统中起着至关重要的作用，它不仅能够支持和固定输电线路，还能有效地防止漏电和击穿现象的发生，保证输电线路的安全运行和电力系统的稳定性。
因此，在电力系统的设计和运行中，绝缘子的选择和使用至关重要，必须严格按照相关标准和要求进行设计、安装和维护，以确保电力系统的安全稳定运行。
架空输电线路的绝缘子选择与设计
架空输电线路的绝缘子选择与设计随着社会的发展和电力需求的增加，架空输电线路日益成为城市与乡村电力的主要供应方式。
而在架空输电线路中，绝缘子作为一种重要的元件，扮演着保障输电安全和稳定的关键角色。
因此，绝缘子的选择与设计成为了架空输电线路维护和升级的重要环节。
首先，在绝缘子的选择上，需考虑多种因素。
其中一项重要因素是绝缘子的耐电压能力。
架空输电线路常常面临着复杂多变的外界电力环境，包括雷电、电磁干扰以及传输功率的变化等。
因此，绝缘子需具备足够的耐电压能力，能够有效抵御来自外界的电力冲击，确保输电线路的稳定运行。
此外，绝缘子的机械强度也是选择的重要因素。
考虑到架空输电线路所处地域的地质条件、季节性的气候变化等因素，绝缘子需要具备能够抵御自然环境影响的能力，防止外力或自然灾害导致的线路中断和事故发生。
在绝缘子的设计上，应根据特定的输电环境和条件进行具体的方案设计。
首先，绝缘子的材质选择是设计的关键。
目前市场上常用的绝缘子材料包括陶瓷、玻璃纤维增强塑料和硅橡胶等。
陶瓷绝缘子具有耐高温、耐电弧、耐腐蚀等优点，适用于高电压和恶劣环境下的输电线路。
而玻璃纤维增强塑料绝缘子具有重量轻、绝缘性能好的特点，适用于中低压输电线路。
硅橡胶绝缘子则具有耐候性强、耐油性好的特点，适用于高寒地区的输电线路。
因此，在架空输电线路的设计中，需要根据具体条件选择适宜的绝缘子材料。
其次，在绝缘子的结构设计上，需考虑到多种因素。
绝缘子的设计既需要满足电气性能的要求，还需要具备良好的机械强度。
在此基础上，还需尽量减少绝缘子的尺寸和重量，以降低成本和便于安装。
因此，绝缘子的结构设计需要兼顾多个因素，包括材料的选择、连接方式的设计等等。
此外，在绝缘子的选择与设计中，还应考虑到环境保护和可持续发展的要求。
随着社会对清洁能源的需求的不断提高，选用环保材料和采用可循环利用的设计方案已成为了绝缘子设计的新趋势。
例如，采用具有良好生物降解性的材料，或开发出可回收再利用的绝缘子产品，对于推动电力行业的可持续发展具有积极的意义。
输电线路设计基础设计
输电线路设计基础设计一、基础设计要求1.安全可靠性：输电线路是电力系统中能够承受高电压和大电流的设备，因此在设计中需要确保其安全可靠性。
包括导线的选用、绝缘子的安装、杆塔的强度等方面。
2.经济性：在设计中需要考虑输电线路的经济性，既要满足电力系统的供电需求，又要尽量降低工程投资和运行成本。
3.可操作性：设计时需要考虑输电线路的可操作性，包括线路的检修和维护难易程度、设备的可靠性和可调性等。
二、设计步骤1.数据收集：设计前需要进行数据收集，包括输电线路所经过的地理环境、地形、气候等信息，以及相关的电气参数和负载情况等。
2.选线：根据数据收集的结果，进行输电线路的选线工作。
选线包括确定输电线路的走向、杆塔布设和绝缘子的选型等。
3.综合设计：选线确定后，进行综合设计。
综合设计主要包括计算输电线路的电气参数和机械强度，包括导线的截面和跨距、杆塔的高度和材料等。
4.数值计算：进行输电线路的数值计算，包括电压降、功率损耗、电流载荷等参数的计算。
数值计算主要是为了验证综合设计的合理性和可行性。
5.设计报告：完成设计后，撰写设计报告，包括设计依据、设计方案、设计参数等内容。
三、设计内容1.输电线路的走向设计：包括确定输电线路所经过的地理位置、走向路线、走向曲线等设计。
2.杆塔布设设计：根据输电线路的走向和杆塔的强度要求，设计杆塔的布设间距、布设方式、杆塔高度等。
3.导线设计：根据输电线路的负载要求和经济性要求，选用合适的导线，进行导线的截面设计和跨距计算。
4.绝缘子设计：根据输电线路的电气参数和环境要求，选择适合的绝缘子，进行绝缘子的选型和布置设计。
5.接地设计：设计输电线路的接地系统，确保输电线路的安全可靠性。
6.绝缘配合设计：对输电线路的绝缘配合进行设计，包括导线和绝缘子的配合、绝缘子串的设计等。
综上所述，输电线路设计的基础内容包括选线、综合设计、数值计算和设计报告等。
通过科学合理地设计，可以确保输电线路的安全可靠性和经济性。
输电线路组成(金具、绝缘)
(B-2)玻璃绝缘子（生产过程 Nhomakorabea工艺）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。
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。
（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
防污型绝缘子又分为双伞型、三伞型、钟罩型、流线型 （空气动力型）和大盘径绝缘子。
三伞型绝缘子
钟罩型绝缘子
流线型绝缘子
双伞形绝缘子
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定优势。 但由于爬距较小，且缺少能阻抑电弧发展延伸的伞棱结构，因而其抗污闪性能的提高也是有限的。 有些地区为防止冰闪及鸟粪污闪，在横担下第一片用伞盘较大的流线型绝缘子可收到一定效果。
输电线路设计—绝缘子
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复合绝缘子均压屏蔽环
输电线路绝缘子串所承受的电压，并不是均匀 分布于每个绝缘子上，在绝缘子串中间的绝缘子， 所承受的电压比两端的小．靠近导线的绝缘子承受 的电压最大，而这种电压分布不均匀的情况，随线 路电压的升高而严重，为使绝缘子串电压分布较均 匀，一般要求110kV及以上线路上应装设均压屏蔽环。
输电线路设计
—— 绝缘子
张鸣
2011年7月22日
1
1、绝缘子的用途、分类
2、绝缘子的基本要求
7、绝缘子设计选取
8、绝缘子常见的型号、
3、玻璃绝缘子
4、复合绝缘子
参数
9、绝缘子常见的故障
5、瓷绝缘子
6、三种绝缘子优劣性能 比较
形式
10、绝缘子串
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1、绝缘子用途
架空线路的绝缘子是用来支持导线，它同金具组合将导线固 定在杆塔上，并使导线同杆塔可靠绝缘，绝缘子在运行时不 仅要承受工作电压的作用，同时要承受操作过电压和雷电过 电压的作用，加之导线自重、风力、冰雪以及环境温度变化 的机械荷载的作用，所以绝缘子不仅要有良好的电气绝缘性 能，同时要具有足够的机械强度。
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根据污区级别和爬电比距确定绝缘子片数或串长
输电线路绝缘子的绝缘水平取决于所选取绝缘子的种类、形状、结构尺寸和串长，在 绝缘子种类、形状和结构尺寸确定的前提下，每串绝缘子的片数由下式确定： m≥λUm/(keL0) 式中m为每串绝缘子的片数 Um为系统最高运行线电压或者系统的额定线电压（取决于λ的定义） λ为绝缘子的爬电比距 L0为每片悬式绝缘子的几何爬电距离 Ke为绝缘子爬电距离的有效系数 爬电比距λ是根据大量污闪实验结果和运行经验所确定的参数，λ的大小和 污区的级别有关系，二者之间的关系如表3所示。表3的数据取自国家标准GB/T 164341996（高压架空线路和发电厂、变电所环境污区分级及外绝缘选择标准） Ke的定义为实际采用的绝缘子和标准悬式绝缘子在同样的自然条件下积污， 沿单位泄漏距离污闪电压值的比值，通常是小于1 的系数。它同时反映出绝缘子的耐 污闪能力和积污特性。Ke的获得需通过大量自然积污和污闪试验获得，可能在不同污 源地区Ke值是不同的，目前我国尚未给出不同绝缘子的Ke值，这对该工程设计方法的 实际应用造成困难，通常对Ke值都取为1，这进一步增加了该设计方法的不确定性。
输电线路绝缘配合设计方法研究_1
输电线路绝缘配合设计方法研究发布时间：2021-05-07T16:28:09.290Z 来源：《中国电业》2021年4期作者：高鸣春梁霄[导读] 架空输电线路的设计应贯彻国家基本建设方针和安全、可靠、先进、经济合理的技术经济政策。
高鸣春梁霄内蒙古电力勘测设计院有限责任公司内蒙古呼和浩特市010010摘要：架空输电线路的设计应贯彻国家基本建设方针和安全、可靠、先进、经济合理的技术经济政策。
绝缘配合是综合考虑各种可能的电压对输电线路的作用（包括工频电压、操作过电压和雷电过电压对线路的作用），合理确定水电线路的绝缘水平，确保线路安全可靠运行。
绝缘配合设计的内容主要包括导线对塔、导线对地和不同相导线的绝缘选择。
关键词：输电线路；绝缘配合；设计方法1塔头绝缘配合的设计1.1选择绝缘子串输电线路塔头绝缘的组成主要包括绝缘子串和气隙。
线路绝缘子串的选择应满足绝缘和机械强度的要求。
绝缘子串除考虑工频电压下不发生污闪和操作过电压下不发生湿闪外，还应具有足够的雷电冲击绝缘强度，以满足规范对耐雷水平和雷电跳闸率的要求。
线路绝缘子按受力情况一般分为悬垂绝缘子串和耐张绝缘子串。
绝缘子的数量通常根据悬式绝缘子串来选择。
但耐张绝缘子串受力较大，受电场分布的影响，容易出现耐电压为零的零值绝缘子。
为了补偿零值绝缘子，应适当增加耐张绝缘子的数量。
对于电压等级为110kV 至330kV的高压输电线路，应增加一个绝缘子。
对于电压等级为500kV的高压输电线路，应增加两个绝缘子。
对于电压等级为750kV的输电线路，不需要增加绝缘子的数量。
所有输电线路均设有防雷措施。
除大跨度线路（大跨度线路易发生屏蔽故障）外，雷电过电压一般不是选择悬式绝缘子数量的决定性条件。
悬垂绝缘子串的绝缘子个数一般根据长期工频电压下无污闪和操作过电压下无湿闪来确定。
具体选择方法如下：（1）根据机械力和环境条件选择悬式绝缘子的型式；（2）根据工频电压要求的泄漏距离，采用爬电距离法选择绝缘子串中的绝缘子个数；（3）绝缘子串中的绝缘子数量根据运行过电压等级选择；（4）选择（2）（3）中计算出的较大的绝缘子数量，并检查线路的耐雷水平和雷击跳闸率是否符合规范要求。
输电线路绝缘子及其连接金具的选择计算
输电线路绝缘子及其连接金具计算河北兴源工程建设监理有限公司许荣生一、已知条件见下图该图为JL/G1A-240/30导线35kV输电线路的双联耐复合绝缘子串组装图。
根据GB/T 1170-2008国家标准《圆线同心绞架空导线》，JL/G1A-240/30的额定拉断力为75.19kN,由于线路导线上有接续管、耐张管、补修管，而使得导线的计算拉断力降低，故设计使用的导线保证计算拉断力为其实际额定拉断力95%；根据2009年5月编制的“河北省南部电力系统污秽区分布图”该线路处于Ⅳ级污秽区，其线路标称电压爬电比距为3.2~3.8cm/kV。
试选择该线路的绝缘子及其连接金具，满足设计规范要求的机械强度及电气强度。
二、计算依据1.《66kV及以下架空电力线路设计规范》GB50061-2010；2. 《圆线同心绞架空导线》GB/T 1170-2008；3.《110kV~750 kV架空输电线路设计规范》GB 50545-2010。
三、计算1．导线最大使用张力根据《66kV及以下架空电力线路设计规范》GB50061-2010的第5.2.3“导线或地线的最大使用张力不应大于绞线瞬时破坏张力的40%”的要求，JL/G1A-240/30的导线最大使用张力为75.19kN×95%×40%=28.572kN。
2．绝缘子及连接金具的机械强度根据《66kV及以下架空电力线路设计规范》GB50061-2010的第5.36.1”。
“绝缘子和金具的机械强度应按下式验算：kF<FU式中k——机械强度安全系数，表5.3.2绝缘子及金具的机械强度安全系数F——设计荷载（kN）, F——绝缘子及金具的额定破坏荷载（kN）。
U>kF绝缘子的额定破坏荷载为大于FU2.1合成绝缘子的额定破坏机械强度的选择：2.1.1在运行工况下的合成绝缘子的额定破坏机械强度计算式中k=3,——在运行工况下的合成绝缘子的安全系数；F=28.572kN/2=14.286 （kN）——运行情况设计荷载,代入F>kF=3×14.286kN=85=42.858 kN,U选70 kN>42.858 kN，满足规范要求；2.1.2断线工况下合成绝缘子的额定破坏机械强度的选择根据《66kV及以下架空电力线路设计规范》GB50061-2010的第8.1.13“断线工况下，耐张型杆塔的地线张力应取地线最大使用张力的80%,导线张力应取导线最大使用张力的70%”。
110kV输电线路地线绝缘子专用技术规范
（2012年版）国家电网公司物资采购标准临夏电力有限责任公司_110kV祁家送电线路工程110kV输电线路地线绝缘子专用技术规范国家电网公司二〇一二年二月目次1标准技术参数表512项目需求部分592.1图纸资料提交 602.2工程概况602.3使用条件602.4可选技术参数表612.5项目单位技术差异表613投标人提供信息613.1投标人技术偏差表613.2投标人应提供的其他资料611 标准技术参数表投标人应根据“货物需求及供货范围一览表”中项目单位要求的型式、规格，认真逐项填写投标人响应，以及相应的技术参数表（见表1～表8）中的投标人保证值，不能空格，也不能以“响应”两字代替，不允许改动招标人要求值。
如有偏差，请填写投标人技术偏差表。
技术参数表中带“*”项为关键参数，投标资料不详实、严重漏项或不满足带“*”项将视为实质性不响应。
绝缘子代号的命名方法如下：□□□□/ □□例：1. U70B/146：U—悬式、70kN，B—球窝型连接，普通型，146—结构高度；2. U100BP/155D：U—悬式、100kN，B—球窝型连接，P—防污型，155—结构高度，D—双伞；3. U160BP/170T：U—悬式、160kN，B—球窝型连接，P—防污型，170—结构高度，T—三伞；4. U70C（N）/200：U—悬式、70kN，C—槽形连接，CN—耐张型，地线绝缘子。
表8地线瓷绝缘子技术参数和性能要求响应表项目招标人要求值投标人保证值制造商（厂）名称项目、招标产品代号参数选√否×产品型号参数悬挂方式（mm）U70C 悬垂U70CN 耐张√U100C 悬垂U100CN 耐张盘径（mm）U70C 160 U70CN 160 U100C 170 U100CN 170公称结构高度（mm）*U70C 200U70CN 200U100C 210U100CN 210表8（续）项目招标人要求值投标人保证值制造商（厂）名称项目、招标产品代号参数选√否×产品型号参数D/T/M双伞/三伞/草帽形，普通型（含钟罩形）的不写公称结构高度，mmP—防污型，普通型的不写B—球窝型，C—槽型规定机械（电）破坏负荷，kNU—盘形悬式绝缘子公称爬电距离（mm）*U70C 160U70CN 160 √U100C 170U100CN 170规定机械破坏负荷（kN）U70C 70U70CN 70 √U100C 100U100CN 100U70C U70CN U100C U100CN工频击穿电压（kV）110 20mm间隙工频放电电压上限值（kV）30 20mm间隙工频放电电压下限值（kV）8 15mm间隙2500V熄弧能力感性电流（kA）35 15mm间隙2500V熄弧能力容性电流（kA）20 电极耐弧能力（不小于）工频电流（kA）10 极耐弧能力（不小于）时间（s）0.2 耐弧能力（不小于）次数 22 项目需求部分表9货物需求及供货范围一览表序号名称单位项目单位要求投标人响应型式、规格数量型式、规格数量1 110kV祁家送电线路工程个U70CN 423456789101112表10必备的备品备件、专用工具和仪器仪表供货表序号名称单位项目单位要求投标人响应型号和规格数量型号和规格数量12345注应随合同所订的绝缘子一起供给每种绝缘子供货数量的0.5%锁紧销作为备品，以上专用工具和备品计入投标总价。
什么是绝缘子？它们在电力输配系统中的作用是什么？
什么是绝缘子？它们在电力输配系统中的作用是什么？一、绝缘子的定义绝缘子，顾名思义，是用来绝缘电力系统中导线或金属构件与支持体之间的组件。
它由绝缘材料制成，通常为陶瓷、玻璃纤维增强塑料等。
绝缘子通过有效隔离电力线路，防止电流流经结构和设备，以保护人们的安全和电力设备的正常运行。
二、绝缘子的作用机理1. 阻止电流漏流：绝缘子分布在电力输配系统中，能够有效阻止电流通过导线或金属构件向地漏流，减少电能损耗。
2. 维持导电部件的绝缘性：绝缘子在电力系统中起到支撑导线或金属构件的作用，同时能够阻止电流从导线流向支撑体，保持导电部件的绝缘性能。
3. 抵抗电弧放电：当电力系统中出现过电压或短路等异常情况时，绝缘子能够承受电弧放电的冲击，保护设备避免损坏。
三、绝缘子的种类1. 依据绝缘材料可分为：陶瓷绝缘子、复合绝缘子、玻璃纤维增强塑料绝缘子等。
不同的绝缘材料适用于不同的工作环境和电压等级。
2. 依据安装方式可分为：串联绝缘子和柱上绝缘子。
串联绝缘子由多个单独的绝缘子串联起来，能够适应高压等级的输电线路。
柱上绝缘子则是将绝缘子直接安装在电力杆上。
3. 依据功能可分为：悬垂绝缘子和电气屏蔽绝缘子。
悬垂绝缘子主要用于输电线路，能承受较大的机械荷载；电气屏蔽绝缘子则用于电力设备和变电站中，能够有效防止电弧放电。
四、绝缘子的主要特点1. 机械强度高：绝缘子需要能够承受导线的重量和外部荷载，具备较高的机械强度。
2. 耐电压性好：绝缘子能够承受电力系统中的高电压，保证电力在输电过程中不被导线接地。
3. 防污性能强：由于绝缘子置于室外，容易被污染物附着，因此绝缘子需要具备良好的防污性能，以保持其绝缘性能。
4. 抗风震性能好：绝缘子需要能够抵御强风和地震等外界环境的作用，确保电力系统稳定运行。
五、绝缘子在电力输配系统中的意义绝缘子作为电力系统中的重要组件，对于保证电力系统的安全运行至关重要。
它们的作用主要体现在以下几个方面：1. 保护电力输配系统的稳定运行，避免电流漏流和过电压引发的事故。