1、10KV架空線路基礎知識一、送電線路的主要設備：送電線路是用絕緣子以及相應金具將導線及架空地線懸空架設在桿塔上，連接發電廠和變電站，以實現輸送電能為目的的電力設施。主要由導線、架空地線、絕緣子、金具、桿塔、基礎、接地裝置等組成。1導線：其功能主要是輸送電能。線路導線應具有良好的導電性能，足夠的機械強度，耐振動疲勞和抵抗空氣中化學雜質腐蝕的能力。線路導線目前常采用鋼芯鋁絞線或鋼芯鋁合金絞線。為了提高線路的輸送能力，減少電暈、降低對無線電通信的干擾，常采用每相兩根或四根導線組成的分裂導線型式。2架空地線：主要作用是防雷。由于架空地線對導線的屏蔽，及導線、架空地線間的藕合作用，從而可以減少雷電直接擊

2、于導線的機會。當雷擊桿塔時，雷電流可以通過架空地線分流一部分，從而降低塔頂電位，提高耐雷水平。架空地線常采用鍍鋅鋼絞線。目前常采用鋼芯鋁絞線，鋁包鋼絞線等良導體，可以降低不對稱短路時的工頻過電壓，減少潛供電流。兼有通信功能的采用光纜復合架空地線。架空線路常用的導線型號及符號的含義： 架空線路常用的導線有裸導線和絕緣導線.按導線的結構可分為單股,多股及空芯導線.按導線使用材料分為銅導線,鋁導線.鋼芯鋁導線,鋁合金導線和鋼導線等. 送、配電架空電力線路采用多股裸導線,低壓配電架空線路可使用單股裸銅導線. 常用的裸導線有以下幾種: 1裸銅導線(TJ),2裸鋁導線(LJ),3鋼芯鋁導線(LGJ,LGJ

3、Q,LGJJ)4鋁合金導線(HLJ)5鋼導線(GJ) 導線型號中的拼音字母的含義 T-銅導線 J-絞線 L-鋁導線 G-鋼芯 Q-輕型 H-合金 常用高壓電纜的種類和型號 型號中一字線后的數字表示導線的截面積平方毫米10kv高壓電纜型號：額定電壓KV 型號 名稱 主要用途 10 JKYJ,JKLYJ 銅（鋁）芯交聯聚乙烯絕緣架空電纜 架空固定敷設，架設時應考慮電纜和樹木保持一定距離，電纜運行時允許和樹木頻繁接觸 JKY,JKLY 銅（鋁）芯聚乙烯絕緣架空電纜 JKLYJ/B 鋁芯本色交聯聚乙烯絕緣架空電纜 JKLYJ/Q 鋁芯輕型交聯聚乙烯薄絕緣架空電纜 架空固定敷設，架設時應考慮電纜和樹木保

4、持一定距離，電纜運行時只允許和樹木短時接觸 JKLY/Q 鋁芯輕型聚乙烯薄絕緣架空電纜 額定電壓10kv架空電纜絕緣電纜的技術特點：1、適用于交聯額定電壓U（Um）為10（12）KV的架空電力傳輸線路。2、電纜敷設溫度應不低于-20。3、短路時（5s）導體的最高溫度：XLPE絕緣250。4、電纜導體的最高長期允許工作溫度為：a.有承載結構電纜：XLPE絕緣為90；b.無承載結構電纜：GB還未規定，鑒于實際情況不應超過“a”規定值。5、電纜的允許彎曲半徑應不小于a.單芯電纜為20（D+d）±5%mm，TR結構為20Dmm；b.多芯電纜為15（Dd）±5%mm10kv高壓架空電

5、纜連續負荷載流量如下表（供參考）標稱截面m單芯三芯YKLYJYKLYJYKYJYKLYJ10100809072161281001129025168130145115352051601801485025020021517570310245270220953803003302681204453353803001505104004353451855804604903952406855405804683007906256705403絕緣子：是將導線絕緣地固定和懸吊在桿塔上的物件。送電線路常用絕緣子有：盤形瓷質絕緣子、盤形玻璃絕緣子、棒形懸式復合絕緣子。（1）盤形瓷質絕緣子：國產瓷質絕緣子，存在劣化率很

6、高，需檢測零值，維護工作量大。遇到雷擊及污閃容易發生掉串事故，目前已逐步被淘汰。（2）盤形玻璃絕緣子：具有零值自爆，但自爆率很低（一般為萬分之幾）。維護不需檢測，鋼化玻璃件萬一發生自爆后其殘留機械強度仍達破壞拉力的80%以上，仍能確保線路的安全運行。遇到雷擊及污閃不會發生掉串事故。在、級污區已普遍使用。（3）棒形懸式復合絕緣子：具有防污閃性能好、重量輕、機械強度高、少維護等優點，在級及以上污區已普遍使用。4金具送電線路金具，按其主要性能和用途可分為：線夾類、連接金具類、接續金具類、防護金具類、拉線金具類。（1）線夾類：懸式線夾：用于將導線固定在直線桿塔的懸垂絕緣子串上，或將架空地線懸掛在直線桿

7、塔的架空地線支架上。耐張線夾：是用來將導線或架空地線固定在耐張絕緣子串上，起錨固作用。耐張線夾有三大類，即：螺栓式耐張線夾；壓縮型耐張線夾；楔型線夾。螺栓式耐張線夾：是借U型螺絲的垂直壓力與線夾的波浪形線槽所產生的摩擦效應來固定導線。壓縮型耐張線夾：它是由鋁管與鋼錨組成。鋼錨用來接續和錨固鋼芯鋁絞線的鋼芯、然后套上鋁管本體，以壓力使金屬產生塑性變形，從而使線夾與導線結合為一整體，采用液壓時，應用相應規格的鋼模以液壓機進行壓縮。采用爆壓時，可采用一次爆壓或二次爆壓的方式，將線夾和導線（架空地線）壓成一個整體。楔型線夾：用來安裝鋼絞線，緊固架空地線及拉線桿塔的拉線。它利用楔的劈力作用，使鋼絞線鎖緊

8、在線夾內。（2）連接金具類：連接金具是用來將絕緣子串與桿塔之間，線夾與絕緣子串之間，架空地線線夾與桿塔之間進行連接的金具。常用的連接金具有：球頭掛環、碗頭掛板、U型掛環、直角掛板等。（3）接續金具類：用于導線的接續及架空地線的接續，耐張桿塔跳線的接續。定型的接續金具有：鉗壓接續金具、液壓接續金具、螺栓接續金具、爆壓接續金具。（4）防護金具類：用于防護導線，架空地線振動的防震錘、護線條、阻尼線；用于抑制次檔距振動的間隔棒；用于防護絕緣子串產生電暈的屏蔽環及均壓環等。（5）拉線金具類：用于調整和穩固桿塔拉線的金具有：可調式UT型線夾；鋼線卡子、及雙拉線聯板等。5桿塔：桿塔是支承架空線路導線和架空地

9、線，并使導線與導線之間，導線和架空地線之間，導線與桿塔之間，以及導線對大地和交叉跨越物之間有足夠的安全距離。架空線路的各種電桿，按其作用可分為直線桿、耐張桿、轉角桿、終端桿、分支桿、跨越桿。1. 直線桿位于線路的直線段上，在正常情況下承受導線重量和水平風力載荷，不考慮承受順線路方向導線的拉力，穩定性較差。2 .耐張桿位于線路直線段上幾個直線桿之間。在正常情況下除承受導線重量和水平風力載荷外，還要承受鄰檔導線拉力差所引起的順線路方向的拉力。在斷線事故和架線緊線情況下，還能承受一側導線的拉力，穩定性比直線桿好。3. 轉角桿位于線路改變方向的地方，在正常情況下除承受導線的垂直載荷和內角平分線方向風力

10、水平載荷外，還要承受內角平分線方向導線全部拉力的合力，穩定性最好。4.終端桿位于線路的首端和終端，在正常情況下除承受導線的垂直載荷和水平風力外，由于只有一側有導線，所以順線路方向要承受全部導線的拉力。5 .分支桿位于線路的分支處，在正常情況下除承受主線路所承受的載荷外，還要承受分支導線的垂直載荷和水平風載荷及順分支線方向導線的全部拉力。這種電桿在主線路方向上有直線桿和耐張桿兩種，在分支方向則為耐張桿。6 .跨越桿位于跨越鐵路、通航河道、公路和電力線等大跨度需要特殊考慮的地方。 常規桿塔型號表示方法：（1）按桿塔用途分類代號含義：Z直線桿塔D終端桿塔ZJ直線轉角桿塔F分支桿塔N耐張桿塔K跨越桿塔

11、J轉角桿塔H換位桿塔（2）按桿塔外形或導線布置型式代號含義：S上字型SZ正傘型C叉骨型（鳥骨型）SD倒傘型M貓頭型T田字型VV字型W王字型J三角型AA字型G干字型Me門型Y羊角型Gu鼓型B酒杯型  6基礎：基礎的作用主要是穩定桿塔，能承受桿塔、導線、架空地線的各種荷載所產生的上拔力、下壓力和傾覆力矩。電桿及拉線宜采用預制裝配式基礎。鐵塔宜采用現澆鋼筋混凝土基礎或混凝土基礎。有條件時，應優先采用原狀基礎。包括有：巖石基礎、機擴樁基礎、掏挖（半掏挖）基礎、爆擴樁基礎和鉆孔樁基礎等。 拉線的作用（1）電桿架設后，發生了受力不平衡的現象，拉線可以平衡導線張力，保持電桿穩固。（2）電桿基礎不牢

12、，不能保持電桿穩固，用拉線可進行基礎補強。（3）因載荷超過電桿的安全強度，利用拉線減少電桿所受的彎曲力矩。1.7.2 拉線的種類按拉線用途和作用的不同，可分為以下幾種。（1）普通拉線，主要用來平衡固定性的不平衡拉力。（2）人字拉線（又叫防風拉線），用于基礎不堅固和交叉跨越加高桿或較長耐張段中間的直線桿上，加強防風傾倒。（3）水平拉線（又叫高樁拉線），用于跨越公路、渠道和交通要道處。（4）自身拉線（又叫弓形拉線），用于受地形限制，不能采用一般拉線處。（5）V形拉線，用于電桿較高、橫擔較多、架空多條線路，因而受力不均勻，可在上、下兩處各安裝一條拉線。（6）共用拉線、十字拉線、撐桿等7接地裝置：主要

13、由連接架空地線的接地引下線及埋入桿塔地里的接地體（極）所組成。接地裝置的主要作用是，能迅速將雷電流在大地中擴散泄導，以保持線路有一定的耐雷水平。桿塔接地電阻值愈小，其耐雷水平就愈高。二、送電線路專業術語1檔距：相鄰兩基桿塔之間的水平直線距離，稱為檔距，一般用L表示。2弧垂：對于水平架設的線路來說，導線相鄰兩個懸掛點之間的水平連線與導線最低點的垂直距離，稱為弧垂或弛度。用f表示。3限距：導線對地面或對被跨越設施的最小距離。一般指導線最低點到地面的最小允許距離，常用h表示。4水平檔距：相鄰兩檔距之和的一半，稱為水平檔距5垂直檔距：相鄰兩檔距間導線最低點之間的水平距離，稱為垂直檔距，6代表檔距：一個

14、耐張段里，除弧立檔外，往往有多個檔距。由于導線跨越的地形、地物不同，各檔距的大小不相等，導線的懸掛點標高也不一樣，各檔距的導線受力情況也不同。而導線的應力和弧垂跟檔距的關系非常密切，檔距變化，導線的應力和弧垂也變化，如果每個檔距一個一個計算，會給導線力學計算帶來困難。但一個耐張段里同一相導線，在施工時是一道收緊起來的，因此，導線的水平拉力在整個耐張段里是相等的，即各檔距弧垂最低點的導線應力是相等的。我們把大小不等的一個多檔距的耐張段，用一個等效的假想檔距來代替它，這個能夠表達整個耐張力學規律的假想檔距，稱之為代表檔距或稱為規律檔距，用LO表示。導線懸掛點等高情況： 導線懸掛點不等高情況： &#

15、160;    式中：LO規律檔距（米） Ln各檔檔距（米） Qn懸掛點高差角（度）7桿塔高度：桿塔最高點至地面的垂直距離，稱為桿塔高度。用H1表示。8桿塔呼稱高度：桿塔最下層橫擔至地面的垂直距離稱為桿塔呼稱高度，簡稱呼稱高，用H2表示。9懸掛點高度：導線懸掛點至地面的垂直距離，稱為導線懸掛點高度，用H3表示。10線間距離：兩相導線之間的水平距離，稱為線間距離，用D表示。11根開：兩電桿根部或塔腳之間的水平距離，稱為根開。用A表示。12架空地線保護角：架空地線和邊導線的外側連線與架空地線鉛垂線之間的夾角，稱為架空地線保護角。13桿塔埋深：電桿（塔基）埋入土壤中的深

16、度稱為桿塔埋深。用h0表示。14跳線：連接承力桿塔（耐張、轉角和終端桿塔）兩側導線的引線，稱為跳線，也稱引流線或弓子線。15導線的初伸長：當導線初次受到外加拉力而引起的永久性變形（延著導線軸線伸長），稱為導線初伸長。16分裂導線：一相導線由多根（有2根、3根、4根）組成型式，稱為分裂導線。它相當于加粗了導線的“等效直徑”，改善導線附近的電場強度，減少電暈損失，降低了對無線電的干擾，及提高送電線路的輸送能力。17導線換位：送電線路的導線排列方式，除正三角形排列外，三根導線的線間距離是不相等。而導線的電抗取決于線間距離及導線半徑，因此，導線如不進行換位，三相阻抗是不平衡的，線路愈長，這種不平衡愈嚴

17、重。因而，會產生不平衡電壓和電流，對發電機的運行及無線電通信產生不良的影響。送電線路設計規程規定“在中性點直接接地的電力網中，長度超過100km的送電線路均應換位”。一般在換位塔進行導線換位。18導（地）線振動：在線路檔距中，當架空線受到垂直于線路方向的風力作用時，就會在其背風面形成按一定頻率上下交替的穩定渦流（如圖2-3示），在渦流升力分量的作用下，使架空線在其垂直面內產生周期性振蕩，稱為架空線振動。跌落式熔斷器常見故障及防范措施 跌落式熔斷器是高壓配電線路上最常用過負荷及短路保護設備，它具有結構簡單、價格便宜、操作方便、適應戶外環境性強等特點，被廣泛應用于10kV配電線路和配電變壓器一次側

18、作為保護用。它安裝在10kV配電線路分支線上，可縮小停電范圍，因其有一個明顯的斷開點，具備了隔離開關的功能，給線路檢修創造了一個安全作業環境。安裝在配電變壓器上，可以作為配電變壓器的主保護，所以，在10kV配電線路和配電變壓器中得到了普及。其工作原理是：將熔絲穿入熔管內,兩端擰緊,并使熔絲位于熔管中間偏上方,上動觸頭由于熔絲拉緊的張力而垂直于熔絲管向上翹起,用絕緣拉桿將上動觸頭推入上靜觸頭內,成閉合狀態(合閘狀態)并保持這一狀態。當被保護線路發生故障,故障電流使熔絲熔斷時,形成電弧,消弧管在電弧高溫作用下分解出大量氣體,使管內壓力急劇增大,氣體向外高速噴出,對電弧形成強有力的縱向吹弧,使電弧迅

19、速拉長而熄滅.與此同時,由于熔絲熔斷,熔絲的拉力消失,使鎖緊機構釋放,熔絲管在上靜觸頭的彈力及其自重的作用下,繞下軸翻轉跌落,形成明顯的斷開距離。使電路斷開，切除故障段線路或者故障設備 一、跌落式熔斷器主要故障1、燒保險管       常見熔斷器的燒管故障都在熔絲熔斷后發生，由于熔絲熔斷后不能自動跌落，這時電弧在管子內未被切斷形成了連續電弧而將管子燒壞，保險管常因上下轉動軸安裝不正,被雜物阻塞,以及轉軸部分粗糙,因而阻力過大,不靈活等原因,以致當熔絲熔斷時,保險管仍短時保持原狀態不能很快跌落,滅弧時間延長而造成燒管。2.保險

20、管誤跌落故障保險管不正常跌落的主要原因是： 有些開關保險管尺寸與保險器固定接觸部分尺寸匹配不合適，極易松動，一旦遇到大風就會被吹落,有時由于操作后未進行檢查,稍一振動便自行跌落；熔斷器上部觸頭的彈簧壓力過小,且在鴨嘴(保險器上蓋)內之直角突起處被燒傷或磨損,不能擋住管子也是造成保險器誤跌落的原因；熔斷器安裝的角度(即保險器軸線與垂直線之間的夾角)不合適時,也會影響管子跌落的時間。有時由于熔絲附件太粗,保險管孔太細,即使熔絲熔斷,熔絲元件也不易從管中脫出使管子不能迅速跌落。3.熔斷器熔絲誤斷熔斷器額定斷開容量小，其下限值小于被保護系統的三相短路容量，保險絲誤熔斷。如果重復發生，常常是因為熔絲選擇

21、得過小或與下一級熔絲容量配合不當,發生越級誤斷熔斷。這類事故,可能是因為換用大容量的變壓器后,未隨之更換大容量的保險絲所致。保險熔絲質量不良,其焊接處受到溫度及機械力的作用后脫開,也會發生誤斷。另外,錫合金焊接的和帶絲弦或彈簧的舊式保險熔絲,因受到溫度影響后會改變性能,又易氧化生銹,最易發生誤熔斷。二、防止跌落式熔斷器故障的主要措施1、 合理選擇跌落式熔斷器10kV跌落式熔斷器適用于環境空氣無導電粉塵、無腐蝕性氣體及易燃、易爆等危險性環境，年度溫差變比在±40以內的戶外場所。其選擇是按照額定電壓和額定電流兩項參數進行，也就是熔斷器的額定電壓必須與被保護設備(線路)的額定電壓

22、相匹配。熔斷器的額定電流應大于或等于熔體的額定電流。而熔體的額定電流可選為額定負荷電流的1.52倍。此外，應按被保護系統三相短路容量，對所選定的熔斷器進行校核。保證被保護系統三相短路容量小于熔斷器額定斷開容量的上限，但必須大于額定斷開容量的下限。若熔斷器的額定斷開容量(一般是指其上限)過大，很可能使被保護系統三相短路容量小于熔斷器額定斷開容量的下限，造成在熔體熔斷時難以滅弧，最終引起熔管燒毀，爆炸等事故。 2、正確安裝跌落式熔斷器(1) 10kV跌落式熔斷器安裝在戶外，相間距離應大于70cm。并且牢固可靠地安裝在離地面垂直距離不小于4m的橫擔(構架)上，不能有任何的晃動或搖晃現象。若安裝在配電

23、變壓器上方，應與配變的最外輪廓邊界保持0.5m以上的水平距離，以防熔管掉落引發其他事故。  (2)安裝時應將熔體拉緊，否則容易引起觸頭發熱，所使用的熔體必須是正規廠家的標準產品，并具有一定的機械強度。(3) 熔管應有向下25°（±2°）的傾角，熔管的長度應調整適中，要求合閘后鴨嘴舌頭能扣住觸頭長度的三分之二以上，以免在運行中發生自行跌落的誤動作，熔管亦不可頂死鴨嘴，以防止熔體熔斷后熔管不能及時跌落。 3、正常合理操作跌落式熔斷器在農網10kV配電線路分支線和額定容量小于200kVA的配電變壓器允許按下列要求帶負荷操作：(1) 操作時由兩人進行(

24、一人監護，一人操作)，但必須戴經試驗合格的絕緣手套，穿絕緣靴、戴護目眼鏡，使用電壓等級相匹配的合格絕緣棒操作，在雷電或者大雨的氣候下禁止操作。 (2) 在拉閘操作時，一般規定為先拉斷中間相，再拉背風的邊相，最后拉斷迎風的邊相。這是因為配電變壓器由三相運行改為兩相運行，拉斷中間相時所產生的電弧火花最小，不致造成相間短路。其次是拉斷背風邊相，因為中間相已被拉開，背風邊相與迎風邊相的距離增加了一倍，即使有過電壓產生，造成相間短路的可能性也很小。最后拉斷迎風邊相時，僅有對地的電容電流，產生的電火花則已很輕微。(3) 合閘的時候操作順序拉閘時相反，先合迎風邊相，再合背風的邊相，最后合上中間相。 (4)

25、操作熔管是一項頻繁的項目，注意不到便會造成觸頭燒傷引起接觸不良，使觸頭過熱，彈簧退火，促使觸頭接觸更為不良，形成惡性循環。所以，拉、合熔管時要用力適度，合好后，要仔細檢查鴨嘴舌頭能緊緊扣住舌頭長度三分之二以上，可用拉閘桿鉤住上鴨嘴向下壓幾下，再輕輕試拉，檢查是否合好。合閘時未能到位或未合牢靠，熔斷器上靜觸頭壓力不足，極易造成觸頭燒傷或者熔管自行跌落。 4、加強跌落式熔斷器的運行維護 為使熔斷器能更可靠、安全的運行，除按規程要求嚴格地選擇正規廠家生產的合格產品及配件(包括熔件等)外，在運行維護管理中應特別注意以下事項：      

26、60;               （1）熔斷器的額定電流與熔體及負荷電流值是否匹配合適，若配合不當必須進行調整。   （2）熔斷器的每次操作必須仔細認真，不可粗心大意，特別是合閘操作，必須使動、靜觸頭接觸良好。檢查熔斷器轉動部位是否靈活，有否銹蝕、轉動不靈等異常，零部件是否損壞、彈簧有否銹蝕。           &

27、#160;                                                （3）熔管內必

28、須使用標準熔體，禁止用銅絲鋁絲代替熔體，更不準用銅絲、鋁絲及鐵絲將觸頭綁扎住使用。（4）對新安裝或更換的熔斷器，要嚴格驗收工序，必須滿足規程質量要求，熔管安裝角度達到25°左右的傾下角。（5）熔體熔斷后應更換新的同規格熔體，不可將熔斷后的熔體聯結起來再裝入熔管繼續使用。+電力復合絕緣子的力學性能研復合絕緣子重量輕、防污性能好、防人為破壞性能強等優點，日益得到用戶的歡迎，在城農網改造工程中成為絕緣子行業的主力軍。作為絕緣子主要應具備兩項根本的要求，即外絕緣性能和穩定的力學性能，二者同樣重要，缺一不可，因而研究復合絕緣子的力學性能是我們進一步拓展復合絕緣子市場的重要一環。復合絕緣子的外絕

29、緣由硅橡膠來提供，其機械負荷主要由內部的玻璃纖維引拔棒提供，同時涉及到金具與玻璃纖維引拔棒的連接。因此對復合絕緣子力學性能的研究分析，是安全運行的關鍵。 1 端部金具連接結構與芯棒利用率復合絕緣子主要靠單向玻璃纖維增強的樹脂引拔棒(俗稱芯棒)來承擔機械負荷。玻璃鋼引拔棒最突出的性能特點即很高的拉伸強度和比強度。引拔棒中的玻璃纖維沿軸向承載方向的順向排列，使其具有很高的軸向拉伸強度，一般可達1000 MPa以上。因而直徑僅18 mm的引拔棒，其拉伸破壞強度即可達到250 kN以上。又由于引拔棒的密度一般只為2.0 g/cm3,因而其比強度(拉伸強度與重量之比)為優質碳素結構鋼的56倍。引拔棒的高

30、強度、高比強度的特點，正是復合絕緣子強度高、重量輕、桿徑細的基礎。雖然復合絕緣子完全依靠玻璃纖維引拔棒來承擔機械負荷，然而芯棒的強度并不等于復合絕緣子的強度，這是因為芯棒必須通過絕緣子的端部附件傳遞負荷，才能與輸電線路的桿塔及導線相連接。而端部連接處必然是機械應力最集中的地方，不同的連接結構也會導致不同的應力集中程度，因此復合絕緣子的機械強度實際上更多地不是取決于芯棒的機械強度，而是其端部連接的機械強度，也就是芯棒的利用強度。采用同樣芯棒而不同連接結構的復合絕緣子，其機械強度是不同的，因此對芯棒的利用強度是不同的。國內外復合絕緣子按照連接結構劃分，主要有楔接式和壓接式兩類，目前以壓接式為主要采

31、用形式。壓接式生產自動化程度高，外形尺寸小，簡潔美觀，無論是金具加工還是壓接配合都較簡單、清晰。我公司采用該種連接結構已有4年了，從試驗效果和運行后的抽檢可以看出，連接效果很好。壓接式連接區對芯棒和金具的尺寸精度、壓接時芯棒損傷程度的探測、金具鍍鋅層質量等都有很高的要求。壓接式屬于非自鎖性結構，必須完全靠預壓力產生的金具塑性變形來抵御運行中可能出現的任何滑移，而且由于芯棒與金具的熱膨脹系數有較大差異，低溫時芯棒尺寸的收縮比金具大，從而要求在壓接生產過程中施加足夠的預壓縮力，以保證在低溫環境下金具中仍有足夠的壓縮量。高溫時芯棒尺寸的膨脹又比金具大，從而加大了內應力，為解決這個問題，我們采用國內外

32、最先進的聲發射探測的壓接工藝，效果良好。楔接式連接結構有內楔和外楔之分，都是利用自鎖原理。外楔式接頭由于運行效果不好，在運行中抽查發現了機械負荷明顯下降的現象，從而被國內電力部門及生產廠家所遺棄。內楔式是在尾端開口的金具上采用正向打楔的裝配工藝，同時控制壓楔的位移量與壓楔力，可以避免連接區在預拉伸負荷下的位移，實現較好的端部密封。而且內楔式屬于自鎖緊式結構，在長期的運行中，一旦遇到較大的沖擊負荷或嚴重的低溫等意外情況，芯棒產生微小的滑移時，自鎖緊式結構可以保證芯棒重新夾緊。國內數十萬只復合絕緣子采用這種結構形式，運行效果較好。但是由于該工藝破壞了芯棒，同時人為影響較大，生產成本高，工藝復雜，只

33、有少數廠家采用。2 復合絕緣子的機械強度與蠕變特性瓷絕緣子的機械強度用機械破壞負荷一個參數就可以了，而復合絕緣子僅用額定機械負荷一個參數卻不夠，還需要加上機械強度的蠕變斜率來共同評價。所謂機械強度的蠕變，就是當對復合絕緣子施加一個低于其短時破壞負荷的機械拉力時，復合絕緣子顯然不會立即斷開，但經過一定時間后，雖然該拉力一直恒定并未增加，但復合絕緣子卻斷了。施加的機械負荷越高，復合絕緣子所維持的時間就越短，施加的機械負荷越低，復合絕緣子所維持的時間就越長。比如在100 %的破壞負荷下，復合絕緣子在1 min左右就斷了，在60 %的破壞負荷下，復合絕緣子至少能維持96 h以上才斷，在40 %的破壞負

34、荷下，復合絕緣子可以維持50年左右才斷。這種機械強度隨加載時間延長而下降的現象就是蠕變現象。復合絕緣子存在機械強度的蠕變現象，是由于承擔機械負荷的芯棒的復合結構造成的。在芯棒中所采用的無堿玻璃纖維直徑約520 mm，而玻璃纖維所占體積達50 %70 %甚至更高一些。因而在直徑18 mm的芯棒中就有上百萬根玻璃纖維，這上百萬根玻璃纖維是不可能同時斷裂的。首先因為在復合絕緣子的連接結構中，不可避免的存在著應力集中問題，即在芯棒內部各點所受到的機械應力不同，在芯棒內部這上百萬根玻璃纖維的狀態也不同。有的纖維彎有的纖維直，即使芯棒受到的是宏觀上均勻的拉伸負荷，這些纖維的受力狀態也必然很不相同。再說這上

35、百萬根玻璃纖維本身的破壞強度也不會完全相同，即使受到相同的拉力，這些纖維也不會同時被拉斷。基于以上分析，我們可以看到在復合絕緣子上施加一個低于其短時破壞強度的機械負荷時，絕緣子雖沒有立即斷裂，但芯棒內部的某些纖維由于受到超過其本身強度的負荷已經斷了。這些斷了的纖維原先承擔的負荷只好轉移給周圍的纖維，從而加大了周圍纖維的平均應力。若周圍的纖維能夠承擔這些附加的負荷，則芯棒的內部破壞過程就停止了，若周圍的纖維承受不了這些附加的負荷，芯棒的的纖維就繼續斷裂，需要更大范圍內的纖維來承擔。從而表現出斷裂纖維逐漸增多，剩余纖維平均受力逐漸加大，芯棒的整體強度逐漸下降的蠕變現象。玻璃纖維引拔棒的蠕變現象并不

36、可怕，因為在負荷低于一定的機械負荷之下沒有或極少有纖維斷裂，蠕變過程就停止了。而設計過程中已經留下了足夠多的裕度，芯棒的破壞強度很高，運行中絕緣子的日常機械負荷又很低，一般不足以引起芯棒的蠕變破壞。3 不同連接形式對復合絕緣子機械負荷的影響從目前的研究分析可以發現，復合絕緣子機械負荷的控制關鍵，是金屬附件與芯棒的連接區的控制，我們前面已經分析過存在的連接形式。外楔式連接形式與壓接式采用的原理相同，都是給芯棒一個預應力，從而在二者之間產生靜摩擦力實現機械負荷的傳遞。但外楔式的楔片在巨大的壓力作用下與金具的內腔產生了較強的分子運動，由于是同一種材料，隨著時間的延續，二者就成為了一個整體。又由于芯棒

37、和金具有著不同的膨脹系數，在膨脹系數不一致的情況下，就發生了芯棒與金具的滑移。一旦出現滑移，其機械負荷就會進一步的降低，同時引起端部封口區的護套斷裂，密封損壞又引起進水，給芯棒的水解創造了條件，導致芯棒進一步破壞，最后導致絕緣子在連接區的斷裂。內楔式連接結構采用自鎖原理，其缺點是生產時要先對芯棒鋸一個縫，其實也就降低了芯棒本身的機械強度。在鋸開的縫中間打入一個楔片，對芯棒產生了一個很大的應力。另外在鋸縫的時候其對稱性不容易控制，不對稱的芯棒所受的應力不均勻，更容易損壞。由于采用自鎖式結構，因而一般不會出現抽芯現象，但不對稱容易造成一半芯棒斷裂。金具的加工要求高，裝配的手工工序多而且嚴格，所以很

38、少采用。壓接式是目前國內外共同認可的很受歡迎的連接形式，其原理是金具均勻的周邊壓力，使金具產生塑性變形，給芯棒一個預應力，從而在芯棒和金具之間產生靜摩擦力，實現連接。由于金具內腔與芯棒是無錐度的配合，芯棒受到周圍均勻的預壓力，應力集中現象得到很好的控制。該工藝操作機械化程度高，金具小巧美觀，生產成本低，得到了廣泛應用。4 復合絕緣子的芯棒脆斷玻璃屬于典型的脆性材料，因而玻璃纖維引拔棒在受拉力斷裂時與受力方向垂直且光滑平整的斷口形態，被描述為脆性斷裂或脆性破壞。玻璃纖維引拔棒這種纖維增強類復合材料的正常斷裂形態，通常是增強玻璃纖維在芯棒中不同位置的斷裂，并同時伴有大量的纖維與基體樹脂的分離分層現

39、象，斷口粗糙，就好象折斷的竹竿或甘蔗那樣，被稱為分層破壞。但是玻璃纖維引拔棒或復合絕緣子在一定條件下卻可發生脆性斷裂，斷口平整而光滑，就好象沒有任何纖維，斷面垂直于芯棒軸向的受力方向。復合絕緣子的這種脆性斷裂之所以格外受到關注，并不是一種獨特的斷裂形式，而主要是在完全意外的的情況下發生的。所謂意料之外，一方面是指脆性斷裂的負荷遠低于正常斷裂負荷，比如在正常破壞負荷的30 %以下就可能發生脆性斷裂;從另一方面說，脆性斷裂的時間有不可預見性。根據運行經驗，脆性斷裂的時間無規律可尋，長的可以運行數年，短的也就是幾個月就斷裂了。基于以上兩點，對復合絕緣子的脆性斷裂，從生產研究人員到廣大的電力用戶都很重

40、視脆性斷裂問題。根據多年的研究發現，基本認定是應力腐蝕造成的，在酸性溶液與機械負荷的共同作用下，酸性溶液腐蝕耐酸性能并不好的玻璃纖維，使纖維產生微小的裂紋。假若纖維已經存在微小的裂紋可以促使微小裂紋進一步加大，在并不高的外在平均機械應力作用下，纖維微小裂紋尖端的機械應力卻可以大大增加，使纖維開始斷裂，造成纖維裂紋的不斷擴展，裂紋前端的應力腐蝕進一步加劇，從而使芯棒在很低的負荷下就發生了斷裂。至于酸性溶液普遍認為是由于復合絕緣子的護套或端部密封失效，導致外界水分進入，水分在強電場作用下，或者在局部發生微弱的放電而產生的。從以上的分析可以看出，提高復合絕緣子的耐應力腐蝕性能的途徑有兩種。其一是提高

41、復合絕緣子的護套性能和端部密封水平，徹底防止水分的侵入;另一途徑是提高復合絕緣子用玻璃纖維引拔棒的耐應力腐蝕性能，最好使用耐酸芯棒。絕緣子的斷裂會造成導線落地，脆性斷裂的嚴重性不言而喻。但脆性斷裂的發生概率極低，在國內運行的上百萬只復合絕緣子中僅有幾只斷裂，因而復合絕緣子是可以值得信賴的產品，特別是目前生產廠家在芯棒的采用、護套的生產和端部的密封上都有了大幅度的提高，只要生產和使用部門協作一致，一定會對脆性斷裂事故得到控制。從以上分析可以得出采用先進的有運行經驗的連接方式，嚴格的生產工藝管理，做好對芯棒的保護，采用耐酸性芯棒，復合絕緣子就會有可靠的機械性能+硅橡膠復合絕緣子技術發展趨勢探討絕緣

42、子作為輸電線路安全運行的重要設備之一，其技術性能得到電力運行部門及制造業的普遍關注。資料顯示，我國復合絕緣子2008年的故障率為萬分之一，雖然這個數據表明了國產復合絕緣子質量水平達到了新的高度，但絕緣子核心技術仍需要進一步發展。對此，本報特邀國網電科院專家對我國復合絕緣子的技術發展趨勢進行探討。 電網的高速發展促進了復合絕緣子產業的迅速壯大，使我國硅橡膠復合絕緣子制造技術居世界領先水平。 粗略統計，全國復合絕緣子制造企業已超過100家，但占市場主導的企業僅有10多家。而且，由于硅橡膠復合絕緣子制造水平、質量管理、運行條件等方面存在較大差異以及復合絕緣子使用數量的逐年增多，近年來復合絕緣子發生閃

43、絡、損壞事故日趨增多，表現在閃絡、機械強度下降、擊穿、脆斷、劣化及外力破壞等，極大地影響電網的安全可靠運行，這也表明在硅橡膠復合絕緣子制造技術上還存在一些尚待研究的問題。復合絕緣子發展歷程 20世紀90年代以前，國內基本上以瓷絕緣子為主，玻璃絕緣子用量較少，而復合絕緣子尚處于研發階段。 棒形懸式復合絕緣子是在1995年以后開始進入實用化階段。此后，復合絕緣子入網數量連年翻番。尤其是2001年以后，整體注射成型、壓接式連接、多種形式密封措施等關鍵制造技術不斷成熟，并積累了大量的成功運行經驗，為復合絕緣子的推廣應用提供了契機，使復合絕緣子成為我國解決污穢地區輸電線路外絕緣污閃問題最為有效的方法之一

44、。2004年以后，300550千牛產品相繼成功研發，國產產品逐漸占據主導地位，引領世界復合絕緣子制造技術的發展。 隨著棒形懸式復合絕緣子的廣泛應用，輸電線路污閃事故逐年下降，安全運行可靠性逐漸提高;而變電站設備用空心瓷絕緣子由于制造難度大，很難滿足超高壓電力設備的使用要求。為解決這個問題，借鑒復合硅橡膠在線路上的成功運行經驗。2004年，國產復合空心絕緣子、復合支柱絕緣子、復合硅橡膠增爬裙等開始在110550千伏變電設備上大量使用，并為遏制污閃事故的發生起到了重要作用。 隨著硅橡膠復合絕緣子在變電站推廣應用并取得良好的運行效果，變電站設備外絕緣復合化優勢和趨勢日漸突出。各級變電站母線門型構架進

45、出線上的耐張串、跳線串和懸垂串等逐漸使用棒形懸式復合絕緣子;其次，各類變電設備，包括變壓器、斷路器、避雷器、互感器、電抗器、隔離開關、組合電器、電纜終端、穿墻套管、母線支柱等大量使用硅橡膠復合絕緣子。 以硅橡膠材料的復合絕緣結構改變了傳統瓷為主的外絕緣結構，為高壓輸變電設備開拓一些新的技術領域。變電設備復合外絕緣的技術優勢、經濟性、可靠性已廣被認同，成為替代瓷空心絕緣子并解決污穢地區變電設備用瓷絕緣子污閃、斷裂、爆炸等問題的新一代產品。 絕緣子的作用 絕緣子俗稱瓷瓶，它是用來支持導線的絕緣體。絕緣子可以保證導線和橫擔、桿塔有足夠的絕緣。它在運行中能夠承受導線垂直方向的荷重和水平方向的拉力。它還

46、經受著日曬、雨淋、氣候變化及化學物質的腐蝕。因此，絕緣子既要有良好的電氣性能，又要有足夠的機械強度。絕緣子的好壞對線路的安全運行是十分重要的。 絕緣子的分類 絕緣子可按結構形式、功能和使用材料進行分類。 (1)按結構形式可分為針式絕緣子、棒式絕緣子和懸式絕緣子。(2)按功能不同可分為普通型絕緣子和防污型絕緣子。 (3)按使用材料可分為瓷質絕緣子、玻璃絕緣子和復合絕緣子(有機硅人工合成)絕緣子。 復合絕緣子 復合絕緣子是棒形懸式有機硅橡膠絕緣子的簡稱。復合絕緣子與傳統的瓷質絕緣子、玻璃絕緣子相比，具有質量輕、體積小、便于運輸和安裝、機械強度高以及耐污穢性能好等優點，同時在運行中可以免清掃，免預防

47、性測試，可避免污閃事故。特別適用于城市電網和中等以上污穢地區使用。 技術發展趨勢 壓接強度控制 目前，線路用硅橡膠復合絕緣子的最高機械強度均可達到550千牛強度等級，其機械裕度均可達1.41.5，甚至更高。復合絕緣子的制造技術成熟，工藝簡單，芯棒強度、金具強度和壓接強度的配合設計已較合理。按照現有的技術認識和運行經驗，復合絕緣子的壓接強度控制在(1.51.6)額定機構負荷，鋼腳破壞強度控制在(1.41.5)額定機構負荷，應是較為合理的。但目前國內企業對壓接式結構的復合絕緣子長期承受彎曲、扭轉的機械性能研究并不充分，對高噸位壓接式復合絕緣子的機械可靠性方面缺乏系統、深入地研究，這也不利于運行管理

48、部門準確、快速掌握輸變電設備的運行狀態和使用特性。 傘型設計復合絕緣子由于脫模上的困難，其傘裙直徑難以同盤形懸式瓷、玻璃絕緣子的盤徑大小一致，因此，早期復合絕緣子傘裙盤徑和傘間距設計相比進行大量研究后，所確定的傘裙設計原則的盤形懸式瓷、玻璃絕緣子不大合理。當在長期高濕度大氣條件下運行時，若復合絕緣子憎水性出現部分喪失或完全喪失時，易發生傘裙間飛弧短接而導致閃絡事故，嚴重地威脅電網安全可靠運行。目前，對于輸電線路用復合絕緣子，其傘裙形狀較以往有了大幅改進，基本上以“大小傘”、“三傘結構五傘組合”和“兩大兩中”三種傘型為主，傘徑達到200毫米，傘間距達到了140毫米;對于各類空心復合絕緣子，要防止

49、較為密集的傘裙結構設計易在大雨或暴雨下雨水連成鏈狀，引起雨閃。因此，復合絕緣子傘裙形狀的優化設計仍是一個需要系統研究的重點。 界面和密封結構設計 界面和密封結構設計是復合空心絕緣子設計的關鍵，畢竟復合空心絕緣子的運行時間不長、數量不多，其很多關鍵性技術未經過運行環境長期考驗，特別是端部附件、玻璃纖維增強環氧樹脂管與傘套三者的界面，若處理不當，將會影響復合空心絕緣子的安全運行。近年來，由于密封質量下降導致套管出現事故的也很多，大多是端部附件澆裝界面的硅填充物(RTV密封膠)不密實，或由于溫差變化出現裂紋導致水分滲入，或者母線、開關、斷路器等在自身重力、覆冰、風力的作用下，產生垂直于復合空心絕緣子

50、軸向的拉力，引起端部連接界面裂縫擴大，進而漏油或漏氣，引發嚴重事故。 復合空心絕緣子的芯體是玻璃纖維浸環氧樹脂高溫纏繞的，它同時承受機械應力、電應力、六氟化硫及其分解物的化學作用，大氣中的水分可能由于設計缺陷、質量缺陷等進入內部，使玻璃纖維增強環氧樹脂管發生劣化。并且，玻璃纖維增強環氧樹脂管的膨脹系數接近于零，而鋁合金的膨脹系數為0.26×10-6，兩者相差盡管很小，但氣體無孔不入，為了保證產品在戶外長期運行的可靠性與安全性，設計和制造時要能保證端部附件、玻璃纖維增強環氧樹脂管和護套的界面聯接和密封可靠。 關鍵參數控制 為降低劣化率，提高產品質量的穩定性和一致性，除加強生產管理和質量

51、控制外，增加檢驗手段，提高技術參數也是剔除缺陷產品的一種有效途徑。如對復合絕緣子關鍵是對壓接過程的控制。現在已要求壓接過程必須采用聲發射探測法并配有其他有效的質量控制手段逐個檢測，杜絕發生端部連接過壓和欠壓問題。要求復合絕緣子破壞負荷的平均值減去3倍標準偏差大于額定機械負荷。對于高噸位產品，還要求進行1.2SML持續24小時的機械拉伸負荷試驗。芯棒的水擴散試驗由早期規定的1毫安提高至小于0.3毫安。另外，對于不同電壓等級的護套厚度進行了提高，芯棒要求逐個進行燈光透視檢查，應能通過雷電沖擊耐受電壓試驗和耐應力腐蝕試驗及機械拉伸破壞負荷對比試驗，傘裙護套材料的要求相比以往大大提高等。這些都是國內外

52、首次進行的研究。絕緣子的形狀和尺寸是多種多樣的，按其用途分為線路絕緣子和電站絕緣子，或戶內型絕緣子和戶外型絕緣子;按其形狀又有懸式絕緣子、針式絕緣子、支柱絕緣子、棒型絕緣子、套管絕緣子和拉線絕緣子等。除此之外還有防塵絕緣子和絕緣橫擔。四、運行中復合絕緣子的測試運行中復合絕緣子故障主要特性是憎水性和憎水遷移性，它決定了復合絕緣子的耐污水平。運行中復合絕緣子故障主要危險點是：端部與芯棒連接機械強度、環氧引拔棒的質量、硅橡膠質量、密封質量以及均壓環的正確安裝。1.運行中被測復合絕緣子樣品選擇根據它的特性和危險點，推薦下列選定原則：(1)位于工業污源5km半徑以內的下風區桿塔上的復合絕緣子。(2)嚴重

53、的多污源區，距離在3km半徑以內的桿塔上的復合絕緣子(3)跨河、湖兩邊桿塔上的復合絕緣子。(4)濕地周邊1km半徑內的桿塔上的復合絕緣子。(5)村莊周邊1km半徑內的桿塔上的復合絕緣子。(6)垂直擋距較大桿塔上的復合絕緣子。(7)位于風口桿塔上的復合絕緣子。(8)嚴重覆冰區段桿塔上的復合絕緣子。(9)雷擊區桿塔上的復合絕緣子。(10)鳥類活動頻繁區段桿塔上的復合絕緣子。(11)一般應按每兩年一個周期抽取樣品為宜。必要時每年抽取樣品進行試驗。HC值試品表面水滴狀態描述1只有分離的水珠，大部分水珠的后退角18002只有分離的水珠，大部分水珠的后退角500<1<8003只有分離的水珠，水

54、珠一般不再是圓的，大部分水珠的后退角200 <1<5004同時存在分離的水珠與水帶，完全濕潤的水帶面積小于2cm2，總面積小于被測區域面積的90%5一些完全濕潤的水帶面積大于2cm2，總面積小于被測區域面積的90%6完全濕潤總面積大于90%，仍存在少量干燥區域(點或帶)7整個被試區域形成連續的水膜3.復合絕緣子傘裙護套材料憎水性應滿足條件(1)憎水性角以av1000，min900。(2)一般應為HC1HC2級，且HC3級試品不多于1個。4.復合絕緣子傘裙護套材料老化判定(1) HC1、HC2級的硅橡膠，可判定為具有良好的憎水性。(2) HC3級的硅橡膠可判定為一般性表面老化。(3)

55、 HC4HC5級的硅橡膠，可判定為較嚴重的老化。(4) HC6HC7級的硅橡膠，可判定為材料表面完全老化。5.復合絕緣子傘裙護套憎水性暫時性喪失的判定(1)在硅橡膠遇到嚴重的潮濕狀態下，表面的憎水性會出現暫時性消失的現象。憎水性也會在一定時間內恢復，它的恢復時間與硅橡膠的品種、填充材料、材料老化、表面積污有關，積污嚴重的憎水性喪失后恢復較慢。(2)新安裝的復合絕緣子憎水性恢復時間，HC值為1級時，浸水24h后，憎水性恢復平均時間37.57s(其中min15s;max85s)。應對憎水性恢復>38s的復合絕緣子給予高度的重視。可判斷為憎水性不穩定。(3)應將試品送標準實驗室(環境條件：溫度

56、20±50C，相對濕度40%70%)，在蒸餾水中浸泡96h，在溫度接近室溫時其電導率小于10S/cm，再行測量憎水性的減弱與恢復特性，試驗后的憎水性喪失恢復時間不應大于85s，出現HC級大于3級憎水性喪失恢復時間大于85s的復合絕緣子應給予高度重視。可判斷為老化型憎水性不穩定。絕緣子選型商品編碼第一計量單位編碼第二計量單位編碼第一計量單位名稱第二計量單位名稱商品名稱7020001209千克工業絕緣子用玻璃傘盤854609千克各種材料制的絕緣子85461009千克玻璃制的絕緣子8546100009千克玻璃制的絕緣子85462009千克陶瓷制的絕緣子8546209009千克其他陶瓷制的絕

57、緣子85469009千克其他絕緣子8546900009千克其他絕緣子854709千克電氣機器、器具或設備用的絕緣配件，除了為裝配需要而在模制時裝入的小金屬零件（例如螺紋孔）以外，全部用絕緣材料制成，但品目8546的絕緣子除外;內襯絕緣材料的賤金屬制線路導管及其接頭10KV 線改造工程跨越電氣鐵路作業方案1、跨越簡況經現場踏勘10kV 線XX桿在XX鐵路K100-K101米處跨越，跨越XX接觸網上行線162#-164#，下行線133#-135#，跨越條件較好；故采取搭設跨越架換線方法進行施工。 1.1跨越情況一覽表跨越情況被跨物情況電壓等級桿號塔型及呼高檔距名稱公里標最近塔及距離交叉角至跨越導線高10千伏90#ZM1-1851XXX線K100-K10190# 15m70°8m91#Z1-152跨越施工難點和危險點分析10KV 線改造工程在90#-91#檔內跨越XXXX電氣鐵路，從調查的跨越情況來看，跨越鐵路接觸網8米以上，但為了保證鐵路運行安全和貫通線運行安全，仍需考慮