1.1 盤形瓷絕緣子
目前,瓷絕緣子仍是電力系統(tǒng)中使用*廣泛的絕緣子。超特高壓絕緣子用高強(qiáng)瓷是由石英、長(zhǎng)石、粘土和氧化鋁焙燒而成。瓷的內(nèi)部是結(jié)晶相、少量氣孔和不均勻玻璃相構(gòu)成的復(fù)合體瓷的理化特性主要由構(gòu)成其微觀結(jié)構(gòu)組織的結(jié)晶相及玻璃相的種類與數(shù)量來決定。顆粒細(xì)膩,則相互間的結(jié)合力強(qiáng),形成的瓷介質(zhì)均勻,機(jī)械強(qiáng)度高,性能穩(wěn)定。但是,顆粒細(xì)膩意味著干燥、成形和燒結(jié)等制造技術(shù)的難度加大。瓷是一種脆性材料,它的抗壓強(qiáng)度比抗拉強(qiáng)度大得多。為了使電瓷有較高的機(jī)械強(qiáng)度,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡可能使瓷承受壓應(yīng)力。瓷件表面通常以瓷釉(glaze)覆蓋,以提高其機(jī)械強(qiáng)度,防水浸潤,增加表面光滑度。為提高瓷絕緣子的耐污閃性能,還開發(fā)了一種覆蓋半導(dǎo)體釉的絕緣子。當(dāng)絕緣子表面泄漏電流增大時(shí),釉面發(fā)熱使表面水分蒸發(fā),從而阻止表面局部電弧的產(chǎn)生與發(fā)展,遏制污閃的發(fā)生。
盤形瓷絕緣子具有良好的絕緣性能、耐氣候性、耐熱性和組裝靈活等特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于各級(jí)電壓線路上。盤形瓷絕緣子屬于可擊穿型,隨著運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng),其絕緣性能會(huì)逐漸降低,即通常所說的瓷絕緣子“老化”現(xiàn)象,尤其當(dāng)瓷配方不完善、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)未盡可能優(yōu)化和生產(chǎn)工藝控制不嚴(yán)時(shí),該問題比較突出。目前國產(chǎn)瓷絕緣子的平均年老化率低于0.005%。
瓷絕緣子的一大優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)需要采用防污產(chǎn)品時(shí),可設(shè)計(jì)成傘盤下表面光滑的雙傘形或三傘型,這種形式由于其良好的空氣動(dòng)力學(xué)特性,十分有利于刮風(fēng)條件下的自潔,積污率低,有效地提高了防污能力,特別適合于干旱、少雨和風(fēng)沙多的污穢場(chǎng)合。
1.2 鋼化玻璃絕緣子
玻璃絕緣子具有與瓷絕緣子同樣的環(huán)境穩(wěn)定性,生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單,易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化,生產(chǎn)效率高。玻璃絕緣子主要成分是由SiO2、B2O3、Al2O3等酸性氧化物與Na2O、K2O等堿性氧化物組成,原料為包括這些成分的硅砂、長(zhǎng)石、硼砂、碳酸鈣,還有其他許多天然原料和工業(yè)藥品。還要加少量輔助材料作為澄清劑和還原劑。在1300℃以上的高溫下熔融成型后進(jìn)行退火處理。急冷鋼化使玻璃表層得到鋼化。經(jīng)過退火和鋼化處理后,玻璃表面形成永久性的壓應(yīng)力,阻止其表面微裂紋的形成和擴(kuò)散,使玻璃件機(jī)械強(qiáng)度顯著提高。
鋼化玻璃絕緣子具有優(yōu)良的機(jī)電性能及抗拉強(qiáng)度高、耐振動(dòng)疲勞、耐冷熱沖擊、耐電弧燒傷、耐電擊穿性能。還具有零值自爆的特性,因而無需對(duì)其進(jìn)行絕緣測(cè)試。國內(nèi)外的運(yùn)行實(shí)踐證明,鋼化玻璃絕緣子具有長(zhǎng)期穩(wěn)定的機(jī)電性能,即具有較長(zhǎng)的使用壽命。
鋼化玻璃絕緣子的缺點(diǎn)是因制造工藝所限,防污型只能做成鐘罩式。若要提高防污性能,就必須增加棱的數(shù)量和高度。因此導(dǎo)致棱槽深、易積污、難清掃、自潔性能差。比較適合于灰塵少、霧天多的沿海污穢地區(qū)。對(duì)于少雨水地區(qū),不容易浸入濕潤,其局部干區(qū),可阻礙泄漏電流和電弧的發(fā)展。
另外,由于玻璃絕緣子自爆特點(diǎn),有經(jīng)過牧區(qū)工程反映,有些牧民將玻璃絕緣子當(dāng)作投石取樂的對(duì)象。這種情況在美國也有類似說法,據(jù)AEP工程師介紹,由于有人喜歡槍擊玻璃絕緣子,該公司線路一概不采用玻璃絕緣子。另外由于玻璃絕緣子自爆,其碎片散落地面有時(shí)會(huì)引起當(dāng)?shù)鼐用竦耐对V。
1.3 復(fù)合絕緣子
復(fù)合絕緣子的主要結(jié)構(gòu)一般由傘裙護(hù)套、玻璃鋼芯棒和端部金具三部分組成。其中傘裙護(hù)套一般由高溫硫化硅橡膠、乙丙橡膠等有機(jī)合成材料制成;FRP芯棒一般是玻璃纖維作增強(qiáng)材料、環(huán)氧樹脂作基體的玻璃鋼復(fù)合材料;端部金具一般是外表面鍍有熱鍍鋅層的碳素鑄鋼或碳素結(jié)構(gòu)鋼。芯棒與傘裙護(hù)套分別承擔(dān)機(jī)械與電氣負(fù)荷,從而綜合了傘裙護(hù)套材料耐大氣老化性能優(yōu)越及芯棒材料拉伸機(jī)械性能好的優(yōu)點(diǎn)。
復(fù)合絕緣子是一種新型的防污絕緣子,其具有強(qiáng)度高、重量輕、耐污性能好、易于安裝和維護(hù)工作量小等優(yōu)點(diǎn)。
復(fù)合絕緣子在上已有30年的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),經(jīng)過長(zhǎng)期的發(fā)展,材料配方不斷改善,產(chǎn)品設(shè)計(jì)逐步完善,生產(chǎn)工藝趨于成熟。據(jù)2000年大電網(wǎng)會(huì)議公布的調(diào)查報(bào)告表明,復(fù)合絕緣子的損壞率為0.035%。
國產(chǎn)復(fù)合絕緣子目前存在的主要問題是運(yùn)行以后的機(jī)械強(qiáng)度下降,主要表現(xiàn)為運(yùn)行2~3年后取下進(jìn)行機(jī)械強(qiáng)度試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn),有的端頭在低于額定機(jī)械負(fù)荷下芯棒出現(xiàn)較大的滑移或者從端部金具中脫出。這種情況在各種連接方式的端頭中都發(fā)生過,采用外楔式的產(chǎn)品尤甚,甚至國外個(gè)別采用壓接式端頭的產(chǎn)品也發(fā)生過。此外還存在如傘裙老化、憎水性下降、不明原因的閃絡(luò)、覆冰和積雪對(duì)復(fù)合絕緣子安全運(yùn)行的影響等問題。特別在風(fēng)沙大、紫外線強(qiáng)、干旱少雨的氣候惡劣地區(qū),在復(fù)合絕緣子的使用上應(yīng)慎重考慮,并進(jìn)一步深入研究。
1.4 長(zhǎng)棒形瓷絕緣子
長(zhǎng)棒形瓷絕緣子具有不可擊穿、機(jī)械強(qiáng)度高、可靠性高、使用壽命長(zhǎng)、耐污性能好、易于安裝和維護(hù)工作量小等優(yōu)點(diǎn)。
長(zhǎng)棒形瓷絕緣子已在30多個(gè)國家和地區(qū)有30年以上的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),有記錄的年損壞率在百萬分之三以下。
棒形瓷絕緣子90年代后期開始進(jìn)入我國,首先試用的是華東的江蘇和安徽電網(wǎng)(江蘇500kV線路用598串,安徽110kV線路用198串)。目前,江蘇使用的棒形瓷絕緣子比距為3.2cm/kV,安徽使用的比距為2.5cm/kV,均為德國CERAM公司產(chǎn)品,用于Ⅱ~Ⅲ級(jí)污區(qū),運(yùn)行約5900只,除重水泥污穢地區(qū)外都取得了良好效果。
1.5 有機(jī)復(fù)合耐污盤形懸式絕緣子
有機(jī)復(fù)合耐污盤形懸式絕緣子吸取了瓷絕緣子和復(fù)合絕緣子的優(yōu)點(diǎn),保持了瓷絕緣子穩(wěn)定可靠的機(jī)械強(qiáng)度,并具備復(fù)合絕緣子的耐污性能好、重量輕的特點(diǎn)。已在500kV線路上掛網(wǎng)運(yùn)行。
瑪堡工業(yè)元件(上海)有限公司成立于2012年1月,是美國瑪堡工業(yè)集團(tuán)在中國的全資子公司,負(fù)責(zé)美國瑪堡工業(yè)集團(tuán)在亞太區(qū)的所有銷售業(yè)務(wù)、技術(shù)支持和客戶服務(wù)。公司目前主要經(jīng)營美國瑪堡工業(yè)集團(tuán)的復(fù)合支柱絕緣子相關(guān)業(yè)務(wù)。
1970年,基姆.貝勞(Jim Balogh)先生于美國克里夫蘭市創(chuàng)建瑪堡公司。在近半個(gè)世紀(jì)的時(shí)間里,瑪堡公司逐步完成了對(duì)研發(fā)、設(shè)計(jì)、配方、合成、模壓和表面處理全部環(huán)節(jié)的工藝優(yōu)化和經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化,并最終在熱固性塑料行業(yè)中成為享譽(yù)全美的創(chuàng)新型領(lǐng)導(dǎo)者。以玻纖增強(qiáng)型BMC復(fù)合材料低壓絕緣子為例,瑪堡公司在北美的市場(chǎng)占有率高達(dá)80%。
瑪堡產(chǎn)品遍及全球,在世界各地廣泛使用,瑪堡公司各類資質(zhì)認(rèn)證齊全。比如,早在1982年,瑪堡公司就獲得了雙UL認(rèn)證:針對(duì)瑪堡絕緣材料的UL認(rèn)證和針對(duì)瑪堡絕緣子的UL認(rèn)證?,敱ぎa(chǎn)品還申請(qǐng)行業(yè)內(nèi)的其他重要認(rèn)證,包括RoHS,REACH,CE等。
瑪堡絕緣子廣泛用于各種自動(dòng)化控制系統(tǒng)和電力輸配系統(tǒng)中,涉及幾乎所有自動(dòng)化和電力相關(guān)行業(yè)。比如,變壓器、電氣開關(guān)柜、風(fēng)能控制系統(tǒng)、光伏逆變器、火車機(jī)車、輪船、電動(dòng)汽車等領(lǐng)域。