绝缘子特性及防污秽闪络措施（1）
摘要:本文从理论与实践上分析了绝缘子的结构、运行特性。根据高压设备绝缘子污闪的三个要素，绝缘子污闪机理的四个阶段，找到了运行中绝缘子的六个薄弱环节，总结出高压设备外绝缘监督方面应采取的四项有效措施。
关键词： 绝缘子、污秽闪络、外绝缘监督
1.概述
绝缘子作为输变电设备中的主要绝缘件，在电网中运行时主要承受的电压有：雷电过电压、操作过电压、工频长期工作电压。正常条件下，绝缘子能承受上述电压而正常工作。但在运行环境污秽条件下，绝缘子将会不同程度地降低其绝缘性能。在污秽条件下，在长期工作电压作用下会使绝缘下降，导致污秽闪络的大面积停电事故。工频污闪事故造成的危害比雷电事故严重的多，已经成为电力系统安全运行的大敌。
随着电压等级的不断提高，电力系统对绝缘子的要求越来越高。绝缘子是架空线路的关健部件之一。其性能优劣将影响整条线路的运行安全，随着电网向超高压大容量发展，作为统治高压输电线路近百年的瓷绝缘子越来越明显地暴露出性能上固有的缺陷与弱点，如笨重易碎、强度低、易劣化成零值、表面呈亲水性、易产生污闪事故、清扫维护量大等，已不适应电力工业发展的要求。
用作绝缘子的材料可分为无机和有机两种。无机材料主要是电工陶瓷和钢化玻璃，但这两种材料的湿闪电压和污闪电压低是其难以克服的缺点；有机材料包括环氧树脂、聚四氟乙烯、乙丙橡胶和有机硅材料等，有些国家甚至还采用了丁基橡胶、聚烯烃类材料等。其中，硅橡胶具有耐高低温(-110～300℃)、耐臭氧、耐紫外线、耐气候、电绝缘和疏水等优点；另外，硅橡胶重量轻、耐冲击，在运输和安装过程中不易损坏。故特别适合应用于高压线路的绝缘子。值得一提的是，在严酷的环境条件下，如长时间的干燥带电弧放电，以及表面沉积污秽层都会使绝缘子表面变为亲水性，从而导致闪络事故的发生。而硅橡胶绝缘子能够在一定时间后自动恢复其表面的憎水性，并能使其表面的污秽层变得具有憎水性，表现出优异的耐污闪与耐湿闪性能，这一为硅橡胶所独有的性能使其在众多的材料中脱颖而出，成为最具竞争力的高压绝缘子材料。
输电线路使用的绝缘子主要有两大类：一类是盘型绝缘子，盘型绝缘子按材质可分为瓷和钢化玻璃绝缘子；另一类为长棒型绝缘子，长棒型绝缘子按材质又可划分为硅橡胶合成绝缘子和长棒型瓷质绝缘子。总结和分析2类绝缘子的运行经验和技术性能，从中选取更具有潜力和应用前景的绝缘子是非常必要的。
随着电压等级的提高和污秽的加重，盘型绝缘子串自身荷重和片数将大幅度增加，使得盘型绝缘子有效爬距与串长比增加很小，在制造工艺方面也存在无法克服的困难，且增加了线路投资和运行维护费，因此合成绝缘子就显示出更优越的特性，它是一种新型的防污绝缘子，具有强度高、重量轻、抗冲击、耐污性能好、清扫周期长甚至不清扫、结构简单、易于安装、易于向大吨位发展、在相同串长下耐污能力较高等优点。合成绝缘子由于具有优良的防污与机电性能，较好地克服瓷绝缘的不足之处。近年来已在我国推广应用。
2.盘型绝缘子
盘型绝缘子具有良好的绝缘性能、耐气候性、耐热性和组装灵活等特点，被广泛用于各电压等级的输电线路上。但随着盘型绝缘子的用量迅速增加，盘型绝缘子也逐渐暴露出一些缺点，给安全运行和维护带来一定的麻烦。盘型瓷和钢化玻璃绝缘子均属于可击穿型，当受冲击电压作用下或发生污闪时，容易使单片绝缘子顶端被击穿。击穿的根源多数情况下是由于机械负荷所造成的开裂（这种开裂可能在过高的例行试验负荷下和在运行中缓慢发展而来）所致。应该说明的是，瓷和钢化玻璃就其本身并不易老化，而是它的整体帽脚型结构，这种结构使高的场强位于绝缘子内部，从而加速了绝缘子劣化。对于瓷绝缘子老化结果产生或低值瓷瓶，若剔除不全或漏检，在遭受雷击闪络（或污闪时），由于较高的雷电流和随后的工频续流（或短路电流），可能会使该老化绝缘子头部因瞬间聚热而发生爆炸，造成断串事故。
国产盘型悬式绝缘子年老化率总体水平约0.2%，不同厂家的产品差异较大，而瓷绝缘子的老化率随着其运行时间延长而逐年上升。对于玻璃绝缘子，当头部混有细小杂质时，在内部电场作用下绝缘子发生劣化，并出现零值自爆。改进后的玻璃绝缘子年自爆为0.02%~0.04%，改进前为0.14%。总体上说玻璃绝缘子各个方面性能优于盘型瓷绝缘子，尤其是玻璃绝缘子的残锤强度大于瓷绝缘子，且较为稳定。盘型绝缘子为弥补帽脚相连而短接的电气距离，得到一定的爬电比距，往往通过伞裙下表面增加棱状数目和深度来达到（瓷绝缘子也通过双伞或三伞增加爬距），当用污秽较严重地区或粉尘较大的地域，因其自洁性能差，往往下表面结垢严重。根据架空送电线路运行规程，瓷绝缘子检测一般每2年一次，绝缘子定期清扫每一年一次。在我国的超高压输电线路，国产的瓷绝缘子用量很少，大多数被玻璃绝缘子替代，因此绝缘子检测工作量已大量下降，但每年一次的清扫工作量仍很大，而由于多种原因清扫并不理想，依然存在污闪的隐患。
盘型绝缘子串的缺点：
2.1采用盘型绝缘子串不仅投资增加而且大幅度提高运行维护工作量和运行成本。
2.2对于超高压或特高压线路在线路中主网架的地位，采用盘型绝缘子串已不能满足其安全可靠的技术要求。
随着城镇居民生活水平的提高，超高压输电线路无线电干扰所带来的影响日益突出。由于帽脚型绝缘子的电极位置比较接近，其电场强度就比较高，特别是在球脚型的孔内所发生的电容式放电，导致无线电干扰维持较高水平。