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玻璃绝缘子

日期:2018-12-03

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  陶瓷绝缘子由于采用泥浆压制、烧结的陶瓷材料作绝缘体,其内部材料的物化均质性能和表面钢化强度以及绝缘体结构形状的复杂程度在工业生产中都难以得到充分保证,由此极大影响了其性能要求。相反,钢化玻璃绝缘子采用的是软化温度高、物化性能均质稳定的硼硅酸盐(或铝硅酸盐)钢化玻璃为绝缘件,充分利用了玻璃的固有特性,钢化玻璃绝缘子的性能在以下方面的表现尤为突出:
 
  1、优良的介电性能和无老化现象
 
  绝缘子绝缘性能的好坏与绝缘材料的内部分子结构有很大关系。玻璃属于非晶体结构,是没有固定熔点的硅酸盐化合物,结构致密,质地均匀,产生于易控制的连续生产工艺消除了生产人员对绝缘子性能的人为影响。SiO2是构成玻璃的骨架,其他氧化物填充于骨架之中,并由化学键连接起来,相互作用大,不易被电场极化,表现出了很好的惰性,是理想的绝缘材料。
 
  2、良好的机械性能和耐温差特性
  当玻璃体压制成型后还处于高温状态时,通过可控的冷空气喷吹玻璃体表面,使之骤然降温,从而产生均匀的预应力,使玻璃体的内部因受冷而收缩产生内部张力,这种张力使玻璃体表面出现一个永久性的压应力。玻璃体经过钢化过程后,其耐机械打击能力有很大的提高。另外,当送电线路发生单项接地短路时,会产生很大的短路电流,这既要求绝缘子有良好的抗电弧能力,也要求抗拉强度不能下降。钢化玻璃绝缘子耐电弧能力比瓷绝缘子高,而抗拉强度却没有明显下降。
 
  此外,钢化玻璃绝缘子具有优良的耐温差特性是因为金属附件、钢化玻璃和胶合的水泥有比较接近的热膨胀系数。所以钢化玻璃绝缘子比瓷绝缘子具有更好的耐温差性能。合格的钢化玻璃绝缘子,绝缘体结构均匀、表面压应力大(可高达250MPa),能够在规定的恒定机械负荷下承受较大温差的连续循环冲击,表明钢化玻璃绝缘子具备在实际使用中经受长期机械荷载和大气温度变化的能力。
 
  4、“零值”自爆和良好的残段抗拉强度
 
  “零值”自爆这种特性是钢化玻璃绝缘子优于其他绝缘子最显著的特点。钢化玻璃绝缘子无隐蔽缺陷,与瓷绝缘子相比,只要玻璃体是完好的就不用检测,给线路运检部门巡线和及时发现提供了极大的便利。自爆后的玻璃绝缘子残段仍然具有很好的抗拉强度。残段的电气性能同样可靠,即使有过高的电应力,如过电压引起的闪络跨越包括残段的绝缘子串时,内部电弧被残段头部压得很紧的玻璃颗粒所阻止,而电弧完全在外面。所以不会造成线路掉线的恶性事故。当玻璃绝缘子在自破时,落地的碎玻璃呈不规则的颗粒状,颗粒直径约10 mm。由于玻璃绝缘子串下方有电气设备,颗粒掉在设备上,二次散落的范围较大,直径可达3~4 m。玻璃绝缘子串所挂构架的下方,有阻波器、避雷器、隔离开关、耦合电容器,包括主变压器等电气设备,其玻璃颗粒不会打坏电气设备。
 
  6、寿命长及电气性能好
 
  绝缘子玻璃件经钢化处理(760~ 780℃)获得均匀分布的钢化内应力,它是一种永久应力,不会随产品运行时间的延长而下降。线路运行时的最高温度为70~8O℃ ,远低于玻璃的退火温度;如遇雷击或污闪时,虽电弧温度可达3 000℃ 以上,但燃弧时间极短,玻璃不可能产生退火现象。因此,玻璃绝缘子具有寿命周期长和不易老化的特点是有科学依据的。同时,钢化玻璃介质的平均击穿强度达1 700 kV/cm,如雷击灼伤玻璃表面(深度1~2 mm)未伤及铁帽、钢脚时,该产品能继续使用。而瓷绝缘子灼伤瓷釉和合成芯棒时,这两种产品就必须更换。所以,玻璃绝缘子的电气强度在整个运行过程中相当稳定,电气性能不老化。
 
  此外,用来制造玻璃绝缘子的原料,就其本身成份来说,比制造电瓷用的原料更为稳定,为稳定玻璃的电气特性和机械特性创造了良好的条件。此外,建设制造玻璃绝缘子的工厂的投资比建设瓷绝缘子的工厂的投资要少得多。因此,大批生产的玻璃绝缘子的价格比瓷绝缘子低,而且其尺寸和重量比瓷绝缘子要小得多。但是,由于玻璃绝缘子的重量轻,由于制造工艺等原因,玻璃绝缘子的“自破”率较高,这是玻璃绝缘子的致命缺点。目前,在输电线路上,钢化玻璃绝缘子逐步被推广应用。经过40多年现场运行表明,玻璃绝缘子的众多优点已被广泛认同并获得了广泛的推广和采用。

      
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