气体中的沿面放电和高压绝缘子.ppt

高电压绝缘技术高电压绝缘技术第三章第三章气体中的沿面放电气体中的沿面放电和高压绝缘子和高压绝缘子HV&EMC Laboratory North China Electric Power University外绝缘的两大问题：外绝缘的两大问题：雷击雷击污闪污闪HV&EMC Laboratory North China Electric Power University第一节绝缘子的性能要求和材料第一节绝缘子的性能要求和材料绝缘子用于将不同电位的导电体在机械上相互连绝缘子用于将不同电位的导电体在机械上相互连接，在电气上相互绝缘接，在电气上相互绝缘1.11.1：绝缘子：导体与：绝缘子：导体与地之间绝缘和连接地之间绝缘和连接支柱绝缘子支柱绝缘子盘形悬式绝缘子盘形悬式绝缘子HV&EMC Laboratory North China Electric Power University第一节绝缘子的性能要求和材料第一节绝缘子的性能要求和材料1.21.2：瓷套：用做电气内绝缘的容器：瓷套：用做电气内绝缘的容器氧氧化化锌锌避避雷雷器器电流互感器电流互感器HV&EMC Laboratory North China Electric Power University第一节绝缘子的性能要求和材料第一节绝缘子的性能要求和材料1.31.3：套管：用做：套管：用做导体穿过电器外壳导体穿过电器外壳和墙和墙变变压压器器套套管管油纸电容式穿墙套管油纸电容式穿墙套管HV&EMC Laboratory North China Electric Power University第一节绝缘子的性能要求和材料第一节绝缘子的性能要求和材料绝缘子电气性能绝缘子电气性能干闪电压：干闪电压：表面清洁、干燥的绝缘子的闪络电压：是户表面清洁、干燥的绝缘子的闪络电压：是户内绝缘子的主要指标内绝缘子的主要指标湿闪电压：湿闪电压：表面洁净的绝缘子在淋雨时的闪络电压，是表面洁净的绝缘子在淋雨时的闪络电压，是户外绝缘子的主要指标户外绝缘子的主要指标污闪电压：污闪电压：表面脏污的绝缘子在受潮时的闪络电压表面脏污的绝缘子在受潮时的闪络电压人造雨：人造雨：体电阻率体电阻率100欧欧.米，米，降雨量降雨量11.5mm/min，45度角度角HV&EMC Laboratory North China Electric Power University机械性能机械性能：拉伸负荷、弯曲负荷、扭转负荷拉伸负荷、弯曲负荷、扭转负荷冷热性能：冷热性能：膨胀应力膨胀应力老化性能：老化性能：抗老化抗老化第一节绝缘子的性能要求和材料第一节绝缘子的性能要求和材料1.4绝缘子其他性能绝缘子其他性能HV&EMC Laboratory North China Electric Power University电瓷：电瓷：电瓷：电瓷：无机材料，耐腐蚀，抗老化，具有足够的电气强无机材料，耐腐蚀，抗老化，具有足够的电气强无机材料，耐腐蚀，抗老化，具有足够的电气强无机材料，耐腐蚀，抗老化，具有足够的电气强度和机械强度；度和机械强度；度和机械强度；度和机械强度；脆，抗压强度比抗拉强度大得多；脆，抗压强度比抗拉强度大得多；脆，抗压强度比抗拉强度大得多；脆，抗压强度比抗拉强度大得多；上釉上釉上釉上釉强度大强度大强度大强度大第一节绝缘子的性能要求和材料第一节绝缘子的性能要求和材料1.5绝缘子材料绝缘子材料绝缘子材料绝缘子材料HV&EMC Laboratory North China Electric Power UniversityHV&EMC Laboratory North China Electric Power University钢化玻璃：钢化玻璃：钢化玻璃：钢化玻璃：电气和机械强度大于电瓷，电气和机械强度大于电瓷，电气和机械强度大于电瓷，电气和机械强度大于电瓷，输电线路钢化玻输电线路钢化玻输电线路钢化玻输电线路钢化玻璃绝缘子损坏后能璃绝缘子损坏后能璃绝缘子损坏后能璃绝缘子损坏后能“自爆自爆自爆自爆”第一节绝缘子的性能要求和材料第一节绝缘子的性能要求和材料1.5绝缘子材料绝缘子材料绝缘子材料绝缘子材料HV&EMC Laboratory North China Electric Power UniversityHV&EMC Laboratory North China Electric Power UniversityHV&EMC Laboratory North China Electric Power University有机复合材料：有机复合材料：有机复合材料：有机复合材料：重量轻、体积小、工艺简单；重量轻、体积小、工艺简单；重量轻、体积小、工艺简单；重量轻、体积小、工艺简单；表面有憎表面有憎表面有憎表面有憎水性，抗污闪能力强，水性，抗污闪能力强，水性，抗污闪能力强，水性，抗污闪能力强，复合绝缘子的玻璃纤维芯棒的抗复合绝缘子的玻璃纤维芯棒的抗复合绝缘子的玻璃纤维芯棒的抗复合绝缘子的玻璃纤维芯棒的抗拉强度高于钢拉强度高于钢拉强度高于钢拉强度高于钢第一节绝缘子的性能要求和材料第一节绝缘子的性能要求和材料1.5绝缘子材料绝缘子材料绝缘子材料绝缘子材料HV&EMC Laboratory North China Electric Power UniversityHV&EMC Laboratory North China Electric Power University第二节气体中沿固体介质表面的放电第二节气体中沿固体介质表面的放电 2.12.1综述综述沿面放电：沿面放电：沿绝缘子和空气的分界面上发生的放沿绝缘子和空气的分界面上发生的放电现象称为沿面放电；电现象称为沿面放电；闪络：闪络：沿面放电发展到贯穿性的空气击穿称为闪沿面放电发展到贯穿性的空气击穿称为闪络；络；沿面闪络电压比气体或固体单独存在时的击穿电沿面闪络电压比气体或固体单独存在时的击穿电压都低压都低HV&EMC Laboratory North China Electric Power University第二节气体中沿固体介质表面的放电第二节气体中沿固体介质表面的放电 2.22.2典型电场分布形式典型电场分布形式均匀电场均匀电场有强垂直分量的极不均匀场有强垂直分量的极不均匀场有弱垂直分量的极不均匀场有弱垂直分量的极不均匀场HV&EMC Laboratory North China Electric Power University第二节气体中沿固体介质表面的放电第二节气体中沿固体介质表面的放电 2.32.32.32.3均匀电场沿面放电均匀电场沿面放电均匀电场沿面放电均匀电场沿面放电1 1 1 1）固体与电极接触面中）固体与电极接触面中）固体与电极接触面中）固体与电极接触面中气隙产生局部强场引发放气隙产生局部强场引发放气隙产生局部强场引发放气隙产生局部强场引发放电电电电2 2 2 2）介质表面吸附水分形）介质表面吸附水分形）介质表面吸附水分形）介质表面吸附水分形成水膜，水膜中离子迁移成水膜，水膜中离子迁移成水膜，水膜中离子迁移成水膜，水膜中离子迁移到电极附近畸变电场，降到电极附近畸变电场，降到电极附近畸变电场，降到电极附近畸变电场，降低了闪络电压低了闪络电压低了闪络电压低了闪络电压3 3 3 3）介质表面电阻不均匀、）介质表面电阻不均匀、）介质表面电阻不均匀、）介质表面电阻不均匀、表面粗糙，畸变电场表面粗糙，畸变电场表面粗糙，畸变电场表面粗糙，畸变电场HV&EMC Laboratory North China Electric Power University第二节气体中沿固体介质表面的放电第二节气体中沿固体介质表面的放电 2.32.3均匀电场沿面放电均匀电场沿面放电固固固固体体体体表表表表面面面面吸吸吸吸附附附附水水水水分分分分能能能能力力力力的的的的影影影影响响响响电电电电压压压压变变变变化化化化较较较较慢慢慢慢击击击击穿穿穿穿电电电电压压压压较较较较低低低低HV&EMC Laboratory North China Electric Power University第二节气体中沿固体介质表面的放电第二节气体中沿固体介质表面的放电 2.4.1 2.4.1 极不均匀电场极不均匀电场强垂直分量强垂直分量沿面放电沿面放电基本过程：基本过程：基本过程：基本过程：1 1 1 1）电晕放电）电晕放电）电晕放电）电晕放电2 2 2 2）刷状放电）刷状放电）刷状放电）刷状放电3 3 3 3）滑闪放电）滑闪放电）滑闪放电）滑闪放电4 4 4 4）完全击穿）完全击穿）完全击穿）完全击穿滑闪机理：滑闪机理：滑闪机理：滑闪机理：带电离子撞击介带电离子撞击介带电离子撞击介带电离子撞击介质表面，使局部质表面，使局部质表面，使局部质表面，使局部温度升高，导致温度升高，导致温度升高，导致温度升高，导致热电离热电离热电离热电离HV&EMC Laboratory North China Electric Power University第二节气体中沿固体介质表面的放电第二节气体中沿固体介质表面的放电 2.4.1 2.4.1 极不均匀电场极不均匀电场强垂直分量强垂直分量沿面放电沿面放电滑闪放电在交流和冲击滑闪放电在交流和冲击滑闪放电在交流和冲击滑闪放电在交流和冲击电压下很明显电压下很明显电压下很明显电压下很明显随着电压的增加，滑闪随着电压的增加，滑闪随着电压的增加，滑闪随着电压的增加，滑闪长度增加得很快长度增加得很快长度增加得很快长度增加得很快=单单单单靠加长沿面距离来提高靠加长沿面距离来提高靠加长沿面距离来提高靠加长沿面距离来提高闪络电压的效果很差闪络电压的效果很差闪络电压的效果很差闪络电压的效果很差HV&EMC Laboratory North China Electric Power University第二节气体中沿固体介质表面的放电第二节气体中沿固体介质表面的放电 2.4.2 2.4.2 极不均匀电场极不均匀电场强垂直分量强垂直分量沿面放电沿面放电等值电路：由表面电阻、等值电路：由表面电阻、等值电路：由表面电阻、等值电路：由表面电阻、体电容、体电阻构成体电容、体电阻构成体电容、体电阻构成体电容、体电阻构成比电容比电容比电容比电容C C C C0 0 0 0：介质表面单：介质表面单：介质表面单：介质表面单位面积与另一电极间的位面积与另一电极间的位面积与另一电极间的位面积与另一电极间的电容（电容（电容（电容（F/cmF/cmF/cmF/cm2 2 2 2)放电现象与比电容和电放电现象与比电容和电放电现象与比电容和电放电现象与比电容和电压变化率有关压变化率有关压变化率有关压变化率有关HV&EMC Laboratory North China Electric Power University第二节气体中沿固体介质表面的放电第二节气体中沿固体介质表面的放电 2.4.2 2.4.2 2.4.2 2.4.2 极不均匀电场极不均匀电场极不均匀电场极不均匀电场强垂直分量强垂直分量强垂直分量强垂直分量沿面放电沿面放电沿面放电沿面放电工频起始放电电压：工频起始放电电压：工频起始放电电压：工频起始放电电压：提高起始电压的提高起始电压的提高起始电压的提高起始电压的方法：方法：方法：方法：1 1）减小比电容）减小比电容）减小比电容）减小比电容=增加厚度、采增加厚度、采增加厚度、采增加厚度、采用介电常数小的用介电常数小的用介电常数小的用介电常数小的介质介质介质介质2 2）减小表面电阻）减小表面电阻）减小表面电阻）减小表面电阻率率率率=涂半导体漆涂半导体漆涂半导体漆涂半导体漆HV&EMC Laboratory North China Electric Power University第二节气体中沿固体介质表面的放电第二节气体中沿固体介质表面的放电 2.4.2 2.4.2 极不均匀电场极不均匀电场强垂直分量强垂直分量沿面放电沿面放电滑闪放电电压经验公滑闪放电电压经验公式：式：火花放电长度经验公火花放电长度经验公火花放电长度经验公火花放电长度经验公式：式：式：式：光滑介面闪络电压公光滑介面闪络电压公光滑介面闪络电压公光滑介面闪络电压公式：式：式：式：HV&EMC Laboratory North China Electric Power University第二节气体中沿固体介质表面的放电第二节气体中沿固体介质表面的放电 2.4.2 2.4.2 2.4.2 2.4.2 极不均匀电场极不均匀电场极不均匀电场极不均匀电场强垂直分量强垂直分量强垂直分量强垂直分量沿面放电沿面放电沿面放电沿面放电滑闪电电压经验公式：滑闪电电压经验公式：滑闪电电压经验公式：滑闪电电压经验公式：光滑介面闪络电压公光滑介面闪络电压公光滑介面闪络电压公光滑介面闪络电压公式：式：式：式：要提高闪络电压，减小比电容比增大绝缘距离的效果要提高闪络电压，减小比电容比增大绝缘距离的效果要提高闪络电压，减小比电容比增大绝缘距离的效果要提高闪络电压，减小比电容比增大绝缘距离的效果好的多好的多好的多好的多工程上的要求：工程上的要求：工程上的要求：工程上的要求：工作电压下：不出现有害局部放电工作电压下：不出现有害局部放电工作电压下：不出现有害局部放电工作电压下：不出现有害局部放电工频试验电压下：不出现滑闪放电工频试验电压下：不出现滑闪放电工频试验电压下：不出现滑闪放电工频试验电压下：不出现滑闪放电冲击试验电压下：允许出现滑闪放电，但不能击穿冲击试验电压下：允许出现滑闪放电，但不能击穿冲击试验电压下：允许出现滑闪放电，但不能击穿冲击试验电压下：允许出现滑闪放电，但不能击穿HV&EMC Laboratory North China Electric Power University第二节气体中沿固体介质表面的放电第二节气体中沿固体介质表面的放电 2.4.2 2.4.2 极不均匀电场极不均匀电场强垂直分量强垂直分量沿面放电沿面放电直流电压：以表面电阻分压为主直流电压：以表面电阻分压为主1）无明显滑闪放电现象）无明显滑闪放电现象2）介质表面电压分布均匀）介质表面电压分布均匀3）闪络电压较高）闪络电压较高HV&EMC Laboratory North China Electric Power University第二节气体中沿固体介质表面的放电第二节气体中沿固体介质表面的放电 2.4.3 2.4.3 2.4.3 2.4.3 极不均匀电场极不均匀电场极不均匀电场极不均匀电场弱垂直分量弱垂直分量弱垂直分量弱垂直分量沿面放电沿面放电沿面放电沿面放电1 1 1 1）电场垂直分量小，沿表面）电场垂直分量小，沿表面）电场垂直分量小，沿表面）电场垂直分量小，沿表面不会有较大电容电流，不会出不会有较大电容电流，不会出不会有较大电容电流，不会出不会有较大电容电流，不会出现热电离现热电离现热电离现热电离=没有明显的滑闪没有明显的滑闪没有明显的滑闪没有明显的滑闪放电放电放电放电2 2 2 2）闪络电压与空气击穿电压）闪络电压与空气击穿电压）闪络电压与空气击穿电压）闪络电压与空气击穿电压的差别比有强垂直分量时要小的差别比有强垂直分量时要小的差别比有强垂直分量时要小的差别比有强垂直分量时要小得多得多得多得多3 3 3 3）一般从改进电极形状以改）一般从改进电极形状以改）一般从改进电极形状以改）一般从改进电极形状以改善电场分布入手提高闪络电压善电场分布入手提高闪络电压善电场分布入手提高闪络电压善电场分布入手提高闪络电压HV&EMC Laboratory North China Electric Power University第三节第三节 支柱绝缘子支柱绝缘子-3.1 户外户外实心带伞实心带伞实心带伞实心带伞；几个支柱绝缘子串接后，几个支柱绝缘子串接后，几个支柱绝缘子串接后，几个支柱绝缘子串接后，沿表面的电压分布不均匀，沿表面的电压分布不均匀，沿表面的电压分布不均匀，沿表面的电压分布不均匀，一般常采用均匀环一般常采用均匀环一般常采用均匀环一般常采用均匀环支柱绝缘子：弱垂直分量类型支柱绝缘子：弱垂直分量类型支柱绝缘子：弱垂直分量类型支柱绝缘子：弱垂直分量类型HV&EMC Laboratory North China Electric Power University第三节第三节 支柱绝缘子支柱绝缘子-3.2 户内户内实心或空心带棱实心或空心带棱实心或空心带棱实心或空心带棱；分为内胶、外胶和分为内胶、外胶和分为内胶、外胶和分为内胶、外胶和内外联胶内外联胶内外联胶内外联胶空心瓷件顶部隔板空心瓷件顶部隔板空心瓷件顶部隔板空心瓷件顶部隔板用来防止沿内表面用来防止沿内表面用来防止沿内表面用来防止沿内表面闪络闪络闪络闪络HV&EMC Laboratory North China Electric Power University第四节第四节 棒形绝缘子计算棒形绝缘子计算4.1 4.1 干闪电压干闪电压干闪电压干闪电压干闪距离：棒形绝缘子两电极间的最短空气距干闪距离：棒形绝缘子两电极间的最短空气距干闪距离：棒形绝缘子两电极间的最短空气距干闪距离：棒形绝缘子两电极间的最短空气距离离离离=决定了干闪电压决定了干闪电压决定了干闪电压决定了干闪电压伞形、伞数、支柱直径对干闪电压影响不大伞形、伞数、支柱直径对干闪电压影响不大伞形、伞数、支柱直径对干闪电压影响不大伞形、伞数、支柱直径对干闪电压影响不大干闪电压接近空气间隙的击穿电压，可用棒板干闪电压接近空气间隙的击穿电压，可用棒板干闪电压接近空气间隙的击穿电压，可用棒板干闪电压接近空气间隙的击穿电压，可用棒板空气间隙估算空气间隙估算空气间隙估算空气间隙估算工频：工频：工频：工频：操作冲击：操作冲击：操作冲击：操作冲击：雷电冲击：雷电冲击：雷电冲击：雷电冲击：HV&EMC Laboratory North China Electric Power University第四节第四节 棒形绝缘子计算棒形绝缘子计算4.2 4.2 湿闪电压湿闪电压湿闪电压湿闪电压伞形、伞数决定了湿闪电压伞形、伞数决定了湿闪电压伞形、伞数决定了湿闪电压伞形、伞数决定了湿闪电压=户外绝缘子的外户外绝缘子的外户外绝缘子的外户外绝缘子的外形结构由湿闪电压决定形结构由湿闪电压决定形结构由湿闪电压决定形结构由湿闪电压决定介质表面完全淋湿时，雨水形成连续导电层，介质表面完全淋湿时，雨水形成连续导电层，介质表面完全淋湿时，雨水形成连续导电层，介质表面完全淋湿时，雨水形成连续导电层，泄漏电流增加，闪络电压仅为干燥时的泄漏电流增加，闪络电压仅为干燥时的泄漏电流增加，闪络电压仅为干燥时的泄漏电流增加，闪络电压仅为干燥时的40%40%40%40%设计时首先根据干闪电压初步决定绝缘件高度，设计时首先根据干闪电压初步决定绝缘件高度，设计时首先根据干闪电压初步决定绝缘件高度，设计时首先根据干闪电压初步决定绝缘件高度，再按湿闪电压确定外形结构，并最终确定绝缘再按湿闪电压确定外形结构，并最终确定绝缘再按湿闪电压确定外形结构，并最终确定绝缘再按湿闪电压确定外形结构，并最终确定绝缘高度高度高度高度HV&EMC Laboratory North China Electric Power University第四节第四节 棒形绝缘子计算棒形绝缘子计算4.2 4.2 湿闪电压湿闪电压湿闪电压湿闪电压垂直安装淋雨时闪垂直安装淋雨时闪垂直安装淋雨时闪垂直安装淋雨时闪络路径：络路径：络路径：络路径：1)1)1)1)小雨：小雨：小雨：小雨：AB-BCAAB-BCAAB-BCAAB-BCA-A A A A B B B B 或或或或AB-BAAB-BAAB-BAAB-BA-A-A-A-A B B B B：湿表面和空气间隙湿表面和空气间隙湿表面和空气间隙湿表面和空气间隙串联串联串联串联2)2)2)2)大雨：大雨：大雨：大雨：BBBBBBBB 水平安装淋雨时闪水平安装淋雨时闪水平安装淋雨时闪水平安装淋雨时闪络路径：绝缘子表络路径：绝缘子表络路径：绝缘子表络路径：绝缘子表面面面面HV&EMC Laboratory North China Electric Power University第四节第四节 棒形绝缘子棒形绝缘子计算计算4.2 4.2 湿闪电压湿闪电压湿闪电压湿闪电压影响湿闪电压的因素：影响湿闪电压的因素：影响湿闪电压的因素：影响湿闪电压的因素：1)1)1)1)伞宽伞宽伞宽伞宽a a a a：较小时表面干燥：较小时表面干燥：较小时表面干燥：较小时表面干燥区域小，闪络电压低；区域小，闪络电压低；区域小，闪络电压低；区域小，闪络电压低；a a a a增增增增加，湿闪电压升高加，湿闪电压升高加，湿闪电压升高加，湿闪电压升高2)2)2)2)伞距伞距伞距伞距t t t t：减小伞距能提高：减小伞距能提高：减小伞距能提高：减小伞距能提高湿闪电压湿闪电压湿闪电压湿闪电压3)a/t:3)a/t:3)a/t:3)a/t:一般一般一般一般a/t=0.5a/t=0.5a/t=0.5a/t=0.5 1 1 1 14)4)4)4)伞的倾斜角：伞的倾斜角：伞的倾斜角：伞的倾斜角：202020200 0 0 0 303030300 0 0 0HV&EMC Laboratory North China Electric Power University第四节第四节 棒形绝缘子计算棒形绝缘子计算4.2 湿闪电压湿闪电压-工频工频垂直安装：垂直安装：L L1 1=EA+DA=EA+DA+D+DA A”+FG+FG：淋雨表面长度：淋雨表面长度L L2 2=AD+A=AD+AD D+A+A”F F：空：空气间隙长度气间隙长度E E1 1:淋雨表面闪络场强淋雨表面闪络场强E E2 2:空气间隙闪络场强空气间隙闪络场强3kV/cm3kV/cmHV&EMC Laboratory North China Electric Power University第五节第五节 瓷套管瓷套管套管：典型的强垂直分量电场，在中间法兰边缘处电套管：典型的强垂直分量电场，在中间法兰边缘处电套管：典型的强垂直分量电场，在中间法兰边缘处电套管：典型的强垂直分量电场，在中间法兰边缘处电场十分集中场十分集中场十分集中场十分集中分类：纯瓷套管、树脂套管、充油套管、充气套管、分类：纯瓷套管、树脂套管、充油套管、充气套管、分类：纯瓷套管、树脂套管、充油套管、充气套管、分类：纯瓷套管、树脂套管、充油套管、充气套管、油纸电容式套管等油纸电容式套管等油纸电容式套管等油纸电容式套管等纯瓷套管广泛用纯瓷套管广泛用纯瓷套管广泛用纯瓷套管广泛用于于于于35kV35kV35kV35kV及以下穿及以下穿及以下穿及以下穿墙套管和墙套管和墙套管和墙套管和110kV110kV110kV110kV及及及及以下电器套管以下电器套管以下电器套管以下电器套管HV&EMC Laboratory North China Electric Power University第五节第五节 瓷套管瓷套管35kV35kV套管特点：套管特点：1 1）套管内壁喷铝，并用）套管内壁喷铝，并用弹簧与导杆接触弹簧与导杆接触=内部内部空气不会电晕空气不会电晕2 2）加大紧靠法兰的伞的）加大紧靠法兰的伞的直径和瓷壁厚度直径和瓷壁厚度=减小减小该处比电容该处比电容3 3）法兰到大伞的瓷壁喷）法兰到大伞的瓷壁喷铝或上半导体釉铝或上半导体釉=将法将法兰极不均匀的锐边电极兰极不均匀的锐边电极延伸到伞槽下，减弱了延伸到伞槽下，减弱了法兰附近的电场强度法兰附近的电场强度HV&EMC Laboratory North China Electric Power University第六节第六节 线路绝缘子线路绝缘子悬式盘形绝缘子：悬式盘形绝缘子：由铁帽、钢脚和瓷件组成，金具和绝缘由铁帽、钢脚和瓷件组成，金具和绝缘件用水泥胶合。件用水泥胶合。组成串时，钢脚接入铁帽的球窝，成为组成串时，钢脚接入铁帽的球窝，成为软连接软连接瓷盘下表面有棱，或采用双棱瓷盘瓷盘下表面有棱，或采用双棱瓷盘瓷盘直径和结构高度的关系象湿闪条件瓷盘直径和结构高度的关系象湿闪条件下考虑棒形绝缘子的伞宽和伞距一样，下考虑棒形绝缘子的伞宽和伞距一样，比例为比例为0.50.5 0.650.65HV&EMC Laboratory North China Electric Power University第六节第六节 线路绝缘子线路绝缘子HV&EMC Laboratory North China Electric Power University第六节第六节 线路绝缘子线路绝缘子零值绝缘子：电阻小于零值绝缘子：电阻小于零值绝缘子：电阻小于零值绝缘子：电阻小于300M300M300M300M欧，成因于瓷件微小欧，成因于瓷件微小欧，成因于瓷件微小欧，成因于瓷件微小的裂纹的裂纹的裂纹的裂纹大多数的绝缘子：大多数的绝缘子：大多数的绝缘子：大多数的绝缘子：瓷件承受压力瓷件承受压力瓷件承受压力瓷件承受压力HV&EMC Laboratory North China Electric Power University第六节第六节 线路绝缘子线路绝缘子电压分布：中间低，两边高电压分布：中间低，两边高电压分布：中间低，两边高电压分布：中间低，两边高HV&EMC Laboratory North China Electric Power University第六节第六节 线路绝缘子线路绝缘子提高闪络电压的措提高闪络电压的措提高闪络电压的措提高闪络电压的措施：施：施：施：1 1）加装均压环：）加装均压环：）加装均压环：）加装均压环：（220kV220kV以下，以下，以下，以下，可以提高起晕电可以提高起晕电可以提高起晕电可以提高起晕电压，但不能提高压，但不能提高压，但不能提高压，但不能提高闪络电压；闪络电压；闪络电压；闪络电压；220kV220kV以上，可以上，可以上，可以上，可以提高闪络电压）以提高闪络电压）以提高闪络电压）以提高闪络电压）2 2）涂半导体涂料）涂半导体涂料）涂半导体涂料）涂半导体涂料（RTVRTV）HV&EMC Laboratory North China Electric Power University第六节第六节 线路绝缘子线路绝缘子带电检测带电检测带电检测带电检测HV&EMC Laboratory North China Electric Power University第六节第六节 线路绝缘子线路绝缘子带电检测带电检测带电检测带电检测-分布电压分布电压分布电压分布电压火花叉系列：火花叉系列：火花叉系列：火花叉系列：测量绝缘子分布电压：测量绝缘子分布电压：测量绝缘子分布电压：测量绝缘子分布电压：先将先将先将先将2 2接触下铁帽，然后接触下铁帽，然后接触下铁帽，然后接触下铁帽，然后将将将将1 1靠近上铁帽，产生火靠近上铁帽，产生火靠近上铁帽，产生火靠近上铁帽，产生火花越早、声音越大，表明花越早、声音越大，表明花越早、声音越大，表明花越早、声音越大，表明电压越高。电压越高。电压越高。电压越高。零值绝缘子不承担，则不零值绝缘子不承担，则不零值绝缘子不承担，则不零值绝缘子不承担，则不会产生火花会产生火花会产生火花会产生火花HV&EMC Laboratory North China Electric Power University第六节第六节 线路绝缘子线路绝缘子带电检测带电检测带电检测带电检测-分布电压分布电压分布电压分布电压可可可可调调调调火火火火花花花花间间间间隙隙隙隙HV&EMC Laboratory North China Electric Power University第六节第六节 线路绝缘子线路绝缘子带电检测带电检测带电检测带电检测-分布电压分布电压分布电压分布电压语音报数语音报数语音报数语音报数HV&EMC Laboratory North China Electric Power University第六节第六节 线路绝缘子线路绝缘子带电检测带电检测带电检测带电检测-分布电场分布电场分布电场分布电场DL-DL-型绝缘型绝缘型绝缘型绝缘子带电检测子带电检测子带电检测子带电检测仪：仪：仪：仪：测量绝缘子测量绝缘子测量绝缘子测量绝缘子串纵向电场串纵向电场串纵向电场串纵向电场分布分布分布分布HV&EMC Laboratory North China Electric Power University第六节第六节 线路绝缘子线路绝缘子带电检测带电检测带电检测带电检测-分布电场分布电场分布电场分布电场HV&EMC Laboratory North China Electric Power University第六节第六节 线路绝缘子线路绝缘子带电检测带电检测带电检测带电检测HV&EMC Laboratory North China Electric Power University第六节第六节 线路线路绝缘子绝缘子带电检测带电检测带电检测带电检测-分布电场分布电场分布电场分布电场HV&EMC Laboratory North China Electric Power University第六节第六节 线路绝缘子线路绝缘子带电检测带电检测带电检测带电检测HV&EMC Laboratory North China Electric Power University第七节第七节 复合绝缘子复合绝缘子HV&EMC Laboratory North China Electric Power University第七节复合绝缘子第七节复合绝缘子组成：组成：组成：组成：环氧树脂玻璃纤维棒、环氧树脂玻璃纤维棒、环氧树脂玻璃纤维棒、环氧树脂玻璃纤维棒、硅橡胶伞盘硅橡胶伞盘硅橡胶伞盘硅橡胶伞盘、护套护套护套护套HV&EMC Laboratory North China Electric Power University第七节复合绝缘子第七节复合绝缘子优点：优点：优点：优点：抗拉、抗拉、抗拉、抗拉、轻、小、轻、小、轻、小、轻、小、防污闪（憎水性）、防污闪（憎水性）、防污闪（憎水性）、防污闪（憎水性）、工艺简单工艺简单工艺简单工艺简单HV&EMC Laboratory North China Electric Power University第七节复合绝缘子第七节复合绝缘子截至截至19981998年底，我国合成绝缘子挂网总量达年底，我国合成绝缘子挂网总量达6060万只，万只，仅次于美国居世界第二位仅次于美国居世界第二位11，到，到20022002年底我国已使用年底我国已使用合成绝缘子约合成绝缘子约160160万只。京津唐电网在万只。京津唐电网在19981998年就有年就有3 3万万余支合成绝缘子在网上运行，占该网输电线路绝缘子余支合成绝缘子在网上运行，占该网输电线路绝缘子总数的总数的1/31/3，而，而110kV110kV线路和线路和220kV220kV线路合成绝缘子已占线路合成绝缘子已占主流，截止到主流，截止到20012001年年1010月，京津唐电网的复合绝缘子月，京津唐电网的复合绝缘子用量进一步增加至用量进一步增加至9191291912只，其中北京供电局达到只，其中北京供电局达到1837318373支，约占其主网支，约占其主网110kV110kV及以上线路绝缘子的及以上线路绝缘子的25%25%30%30%2HV&EMC Laboratory North China Electric Power University第七节复合绝缘子第七节复合绝缘子污闪是电力系统常见的事故之一。例如，污闪是电力系统常见的事故之一。例如，19961996年年1212月月27273030日华东地区出现罕见的大雾，华东电网日华东地区出现罕见的大雾，华东电网2323条条500kV500kV线路中就有线路中就有1111条发生闪络，跳闸条发生闪络，跳闸7777次，其中次，其中3 3条条线路因零值瓷绝缘子炸裂导致导线落地，线路因零值瓷绝缘子炸裂导致导线落地，220kV220kV系统系统中中2424条线路闪络，跳闸条线路闪络，跳闸5858次，其中次，其中9 9条线路因零值瓷条线路因零值瓷绝缘子炸裂导致导线落地，虽然断路器、继电保护动绝缘子炸裂导致导线落地，虽然断路器、继电保护动作正确，未造成大范围停电，但仍对电网安全构成了作正确，未造成大范围停电，但仍对电网安全构成了严重的威胁严重的威胁44，55，19961996年年1212月，在上述华东、华中、月，在上述华东、华中、西北、山东、福建等地电网瓷绝缘子大面积污闪时，西北、山东、福建等地电网瓷绝缘子大面积污闪时，运行于中等及重污秽地区的全部运行于中等及重污秽地区的全部2020多万支合成绝缘子多万支合成绝缘子无一闪络。无一闪络。1991199119981998年年8 8月，京津唐电网合成绝缘月，京津唐电网合成绝缘子总的闪络跳闸次数是同期瓷绝缘子的子总的闪络跳闸次数是同期瓷绝缘子的1/71/7，2020余次余次闪络跳闸大都重合成功闪络跳闸大都重合成功HV&EMC Laboratory North China Electric Power University憎水性：憎水性：HV&EMC Laboratory North China Electric Power University憎水性：静态接触角憎水性：静态接触角HV&EMC Laboratory North China Electric Power University憎水性：动态接触角憎水性：动态接触角HV&EMC Laboratory North China Electric Power University硅橡胶的憎水性硅橡胶的憎水性复合绝缘子表面的硅橡胶材料是以分子量为 300000700000g/mol 的甲基乙烯基硅氧烷为生胶，辅以(Al2O33H2O，ATH)阻燃剂、补强剂(如 SiO2)及其它添加剂，在高温条件下，以过氧化物为交联剂交联成型。硅橡胶表面是由螺旋状聚合物分子结构组成的，其硅橡胶表面是由螺旋状聚合物分子结构组成的，其所有的有机基均排列于螺旋状分子链的外侧，硅氧所有的有机基均排列于螺旋状分子链的外侧，硅氧烷分子显示烷分子显示非极性非极性HV&EMC Laboratory North China Electric Power University硅橡胶的憎水性迁移性：硅橡胶的憎水性迁移性：复合绝缘子的污秽层表面可以从硅橡胶护套和伞裙复合绝缘子的污秽层表面可以从硅橡胶护套和伞裙体内获得疏水性物质，使复合绝缘子上具有亲水性体内获得疏水性物质，使复合绝缘子上具有亲水性的污秽层也表现出一定的憎水性能。的污秽层也表现出一定的憎水性能。HV&EMC Laboratory North China Electric Power University憎水性评判方法：图像对比法憎水性评判方法：图像对比法HC1HC1只只有有分分离离的的水水珠珠，水水珠珠大大小小比比较较均均匀匀，大大部部分分水水珠珠呈呈规规则则的的圆圆形。形。HC2HC2只有分离的水珠，水珠大小不再均匀，部分水珠出现变形。只有分离的水珠，水珠大小不再均匀，部分水珠出现变形。HV&EMC Laboratory North China Electric Power University憎水性评判方法：图像对比法憎水性评判方法：图像对比法HC3HC3只有分离的水珠，部分水珠相对较大，水珠一般不再是圆的。只有分离的水珠，部分水珠相对较大，水珠一般不再是圆的。HC4HC4同时存在分离的水珠和水带，但水带的面积相对较小。同时存在分离的水珠和水带，但水带的面积相对较小。HV&EMC Laboratory North China Electric Power University憎水性评判方法：图像对比法憎水性评判方法：图像对比法HC5HC5完完全全湿湿润润的的水水带带面面积积较较大大，但但完完全全湿湿润润面面积积占占被被测测区区域域面面积积仍仍不到不到90%。HC6HC6完完全全湿湿润润面面积积约约占占被被测测区区域域面面积积的的90%以以上上，仅仅有有少少量量干干燥燥