架空线路用免维护混合绝缘子设计、制造及综合性能分析.pdf

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1、架空线路用新型混合绝缘子设计、架空线路用新型混合绝缘子设计、制造及综合性能分析制造及综合性能分析汇报人：王羽单 位：武汉大学 时 间：2023/8/3CONTENTS目录目录一 研发背景与需求二 新型混合瓷绝缘子设计与制造三 定性试验四 技术经济优越性对比第一部分研发背景与需求p研发背景p早期“混合”绝缘子探索p新型混合绝缘子现实需求4一、研发背景与需求南方电网昆柳龙直流工程南方电网昆柳龙直流工程高原地区的架空线路高原地区的架空线路1.1 研发背景特高压工程需要“十四五”规划的多个特高压交、直流工程，给绝缘子产品带来了巨大的市场需求。复杂环境下建设的特高压工程线路对绝缘子的可靠性提出了更高的要

2、求。5一、研发背景与需求瓷绝缘子串闪络瓷绝缘子串闪络 瓷、玻璃绝缘子：l 优点：绝缘性能好、机械强度高、耐冷热急变性能强、不易老化，玻璃绝缘子具有零值自爆的特点。l 缺点：防污闪和防冰闪性能较差，零值检测必须登塔进行逐片检测（瓷绝缘子），零值自爆坠落过程中容易造成人身、财产等经济损失（玻璃绝缘子）。特高压输电工程面临着高海拔+重污秽问题，采用瓷或玻璃绝缘子往往存在经济成本高、运行维护要求高及污闪事故率高的“三高”现象！玻璃绝缘子串闪络玻璃绝缘子串闪络1.1 研发背景传统绝缘子面临挑战6一、研发背景与需求 复合绝缘子：l 优点：体积小、质量轻、具有优异的憎水性与抗污闪性能，广泛应用在110kV及

3、以上电压等级输电线路。l 缺点：在受到湿、热、电、力、紫外辐射等综合作用时，易老化：憎水性丧失、机械强度下降（断裂）、脆断、酥朽断裂、粘接失效等。抗弯曲与抗扭转性能较差。1.1 研发背景复合绝缘子芯棒寿命已经成为其在特高压输电线路使用的一大限制因素！传统绝缘子面临挑战应力腐蚀试验数据应力腐蚀试验数据憎水性试验数据憎水性试验数据l 应力腐蚀与憎水性试验结果表明：芯棒耐应力腐蚀性能比伞裙憎水性能更能限制复合绝缘子的运行年限。7一、研发背景与需求 瓷或玻璃绝缘芯体混合绝缘子：l 优点：既具有稳定可靠的机械性能，也具有优异的耐污闪性能。l 缺点：由于采用的是瓷或玻璃绝缘芯体而非完整的瓷或玻璃绝缘子，其

4、机械强度尤其是大吨位绝缘子的机械强度低于瓷或玻璃绝缘子，抗冲击过电压性能也有待提高。1.2 早期“混合”绝缘子探索瓷或玻璃绝缘芯体混合绝缘子瓷或玻璃绝缘芯体混合绝缘子8一、研发背景与需求 人工复合化绝缘子：l 优点：可实现同时获得良好的机电特性和表面憎水性。l 缺点：RTV与绝缘子的结合主要是在设备运行阶段实施，人工粘接无法保证硅橡胶伞套的使用寿命和产品质量的一致性，不确定的现场环境难以保证涂敷质量，界面特性较差。硅橡胶伞套硅橡胶伞套人工涂敷人工涂敷RTVRTV涂料涂料涂料起皮现象涂料起皮现象1.2 早期“混合”绝缘子探索9一、研发背景与需求 工厂复合化绝缘子：l 优点：良好稳定的生产条件保证

5、其具有超高的防污闪性能和良好的机电性能。l 缺点：PRTV涂层的包覆工艺采用浸涂等方式，与瓷/玻璃绝缘子表面的一体化程度仍较差，在运输、施工、安装和运行中易被外力损坏从而出现起皮、龟裂与脱落等现象，运行寿命至多在15年左右。工厂复合化绝缘子生产工艺工厂复合化绝缘子生产工艺工厂复合化绝缘子起皮、龟裂与脱落工厂复合化绝缘子起皮、龟裂与脱落1.2 早期“混合”绝缘子探索10一、研发背景与需求优点：同时具备高机械强度与防污闪性能缺点：一体化程度差，陡波冲击性能下降亟需研制一款既具有瓷、玻璃绝缘子高机械强度，又具有复合绝缘子防污闪性能，且防污闪涂料与瓷、玻璃绝缘芯体一体化程度高的新型混合绝缘子！早期早期

6、“混合混合”绝缘子绝缘子复合绝缘子复合绝缘子优点：防污闪性能好，维护工作量小缺点：长期机械性能差瓷瓷/玻璃绝缘子玻璃绝缘子优点：机械强度高，不易老化缺点：亲水性表面，防污闪性能较差1.3 新型混合绝缘子现实需求第二部分新型混合瓷绝缘子设计与制造p整体结构设计p生产流程12二、新型混合瓷绝缘子设计与制造新型混合绝缘子结构示意图新型混合绝缘子结构示意图2.1 整体结构设计l 新型混合绝缘子由铁帽、钢脚、锁紧销、瓷绝缘件与硅橡胶伞套等组成。l 绝缘子的头部由瓷件的瓷头部分、铁帽、钢脚和水泥胶合剂组成。破坏概率破坏负荷钢脚铁帽瓷件l 瓷件、钢脚和铁帽的设计强度分布如左图所示；选择形状简单且强度容易控制