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绝缘子知识概述与分类

早期,绝缘子主要用于电线杆,随着社会的发展与需要,逐步应用于于高型高压电线连接塔,主要用于增加爬电距离(爬电距离是指两个导电部件之间,或一个导电部件与设备及易接触表面之间沿绝缘材料表面测量的最短空间距离。 为了防止浮尘等污秽在绝缘子表面附着,形成通路被绝缘子两端电压击穿,即爬电。根据污秽程度不同,重污秽地区一般采用爬距为31毫米/每千伏。),通常由玻璃或陶瓷制成。
  绝缘子在架空输电线路中有两个最基本的作用:支撑导线与防止电流回地,为了保证这两个基本的功能,绝缘子不应该由于环境和电负荷条件发生变化导致的各种机电应力而失效,否则会损害整条线路的使用和运行寿命。
  根据不同的标准,绝缘子有不同的分类,具体如下所示:
  1、按是否击穿,绝缘子通常分为可击穿型和不可击穿型。
  2、按结构,可分为柱式(支柱)绝缘子、悬式绝缘子、防污型绝缘子和套管绝缘子。
  3、按应用场合,可分为线路绝缘子和电站、电器绝缘子。其中用于线路的可击穿型绝缘子有针式、蝶形、盘形悬式,不可击穿型有横担和棒形悬式。用于电站、电器的可击穿型绝缘子有针式支柱、空心支柱和套管,不可击穿型有棒形支柱和容器瓷套。
  4、架空线路中所用绝缘子,常用的有针式绝缘子、蝶式绝缘子、悬式绝缘子、瓷横担、棒式绝缘子和拉紧绝缘子等。
  工业中常用到的绝缘子主要有:陶瓷绝缘子,玻璃钢绝缘子,合成绝缘子,半导体绝缘子。
玻璃绝缘子:

电气绝缘子用玻璃的分类,依其主要成分可分为石英玻璃、钠钙玻璃、铅玻璃、硼硅玻璃等。
  1、石英玻璃:石英玻璃由硅砂和水晶的粉末约在1800℃下加热熔融而制成的,几乎完全不合碱成分,电阻率高,介质损耗小,绝缘性能优异。另外,热膨胀系数小,因为化学稳定性好,可用于高频绝缘物等。
  2、钠钙玻璃:钠钙玻璃价格低廉,软化温度低,成形加工容易,但因碱成分多,作为电气绝缘不太合适。然而近年来,由于加入丁BaO成分,使介电特性得到改善,在无法获得优良的绝缘子的—部分国家中,已用做配电和输电用绝缘子材料。
  3、铅玻璃:铅玻璃是一种含PbO的玻璃,软化温度低,加工卉易,绝缘性能也较好,主要用作真空管用玻璃。
  4、硼硅玻璃:硼硅玻璃对电气性能有害的碱成分少,熔融加工好比较容易,富有良好的机械强度和耐急冷急热特性,绝缘性能也优异。如“派拉克斯”(Pyfex)美国,“特拉克斯”(Te r e x)日本等知名商品,用于通信设备的绝缘材料、天线绝缘子、通信绝缘子等高频设备。
  5、无碱玻璃:供电线等的绝缘被覆等使用的玻璃纤维是含碱量多的玻璃,化学稳定性及绝缘性能差,故需以无碱玻璃为原料。
  玻璃的主要成分由SiO2、B2O3、AL2O3等酸性氧化物与Na2O、K2O等盐基性氧化物组成,原料为包括这些成分的硅砂、长石、硼砂、碳酸钙,还有其他许多天然原料和工业药品。还要加少量辅助材料作为澄清剂和还原剂。将这些原料调和,再加相当数量的碎玻璃,在1300℃以上的高温下加热,至汽泡消失为止进行长时间熔融。再将其用自动成型机等作成所需要的形状后进行退火处理。而对要求有高强度特性的制品,例如,输电线用悬式绝缘子等,将成型制品保持在比软化变形温度稍低的温度下,快速向炉外取出,用多个喷嘴吹拂冷空气进行急冷钢化。此处理可使功璃的表层固定有约800kgf/cm2的压缩应力,起抗外力的作用,使玻璃实质上得到钢化。
     玻璃绝缘子内部长约几百个核苷酸对,是通常位于启动子同正调控元件(增强子)或负调控因子(为异染色质)之间的一种调控序列。绝缘子本身对基因的表达既没有正效应,也没有负效应,其作用只是不让其他调控元件对基因的活化效应或失活效应发生作用。
  绝缘子的作用是有方向性的,这是在果蝇实验中发现的。果蝇(D.melanogaster)的黄色基因座y上插入转座子gypsy后,会造成有些组织中的y基因失活,但有些组织中y基因仍然有活性,其原因在于转座子gypsy的一端有一个绝缘子序列。当gypsy在》/基因座的不同位置上插入时,对基因的活性有不同的效应。这是因为y基因的活性受4个增强子调控,当绝缘子正好插在启动子的上游时,就在翅肩(wing blade)和躯体上皮(body cuticle)组织中阻断基因的活化(来自上游的增强子),但不阻断在刚毛(bristles)和跗足(farsal claws)组织中y基因的表达(来自下游的增强子)。
  由于有些增强子位于启动子上游,有些位于下游,所以绝缘子的效应并不取决于绝缘子同启动子的相对位置。因此,对绝缘子效应的方向性的原因还没有真正弄清楚。目前已发现有两个基因座以反式活化方式影响绝缘子的功能。基因S2J(Hw)编码的核蛋白识别绝缘子,绝缘子同其结合后才有绝缘作用。当该基因突变后,尽管y基因座中插入了绝缘子,但失去了绝缘作用,y在所有组织中都表达。另一个基因座是mod(mdg 4),该基因发生突变后,其效应正好与Su(Hw)相反,即这些突变型都增强了绝缘作用,使绝缘子的绝缘效应不再有方向性而得到扩展,也就是阻断了上游和下游两侧的增强子的效应。有一种解释认为先是Su(Hw)同绝缘子DNA结合后,使绝缘子有绝缘效应。mod(mdg4)同Su(Hw)结合,使绝缘子失去绝缘效应;突变的mod(mdg4)不能同Su(Hw)结合,于是绝缘子又增强了绝缘作用。
支柱绝缘子:
支柱绝缘子产品由铁帽、钢化玻璃件和钢脚组成,并用水泥胶合剂胶合为一体。本产品全部采用国际最先进的圆柱头型结构,其特点是头部尺寸小。重量轻,强度高和爬电距离大。可节约金属材料和降低线路造价。为满足带电作业的需要,在帽沿上采用国内传统的结构形状。户内支柱绝缘子用于额定电压6~35kV户内电站,变电所配电装置及电器设备,用以绝缘和固定导电部分。绝缘子适用于周围环境温度为-40℃~+40℃,安装地点海拔高度普通型不超过1000m,高原型不超过4000m。绝缘子按胶装结构分为外胶装,内胶装和联合胶装三种结构型式。
  钢化玻璃绝缘子具有零值自破的特点。只要在地面或在直升机上观测即可,无需登杆逐片检测,降低了工人的劳动强度。
  引进生产线的产品,年运行自破率为0.02—0.04%,可以节约线路的维护费用。耐电弧和耐振动性能好
  在运行中玻璃绝缘子遭受雷电烧伤的新表面仍是光滑的玻璃体,并有钢化内应力保护层,因此,它仍保持了足够的绝缘件能和机械强度。
  在500kv线路上多次发生导线履冰引起舞动的灾害,受导线舞动后的玻璃绝缘子经测试,机电性能没有衰减。
  自洁性能好和不易老化,据电力部门普遍反映玻璃绝缘子不易积污和易于清扫,南方线路运行的玻璃绝缘子雨后冲洗得较干净。
  对典型地区线路上的玻璃绝缘子定期取样测定运行后的机电性能,从积累上千个数据表明运行35年后的玻璃绝缘子的机电性能与出厂时的基本一致,未出现老化现象。
  主容量大,成串电压分布均匀,玻璃的介电常数7-8,使钢化玻璃绝缘子具有较大的主电容和成串的电压分布均匀,有利于降低导线侧和接地侧附近绝缘子所承受的电压,从而达到减少无线电干扰、降低电晕损耗和延长玻璃绝缘子的寿命的目的,运行实践证明了这一点。
  钢化玻璃绝缘子类型:标准型 耐污型 直流型 球面型 空气动力型 地线型 电气化铁道接触网用
  标准型悬式玻璃绝缘子 U70 SXP-70 U100 SXP-100 U120 SXP-120 U160 SXP-160 U210 SXP-210 U240 SXP-240 U300 SXP-300
  耐污型悬式玻璃绝缘子 U70BLP SXWP-70P U100BLP SXWP-100P U120BLP SXWP-120PU160BLP SXWP-160PU210BLP SXWP-210P U240BLP SXWP-240P
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  性 能
  绝缘子的基本性能包括电气、机械和热性能。此外,还有耐环境和耐老化等性能。
  ①电气性能:沿着绝缘表面发生的破坏性放电称为闪络,闪络特性是绝缘子的主要电气性能。对于不同电压等级,绝缘子的耐受电压要求各不相同,其指标有工频干、湿耐压、雷电冲击耐压、雷电冲击截波耐压、操作冲击耐压等。为避免在运行中击穿,绝缘子的击穿电压高于闪络电压。在出厂试验中,可击穿型的瓷绝缘子一般经过火花试验,即加高压使绝缘表面发生频繁的火花,维持一定时间,看是否被击穿。某些绝缘子还需经过电晕试验,无线电干扰试验,局部放电试验和介质损耗试验等。高海拔地区绝缘子,因空气密度下降而使电气强度下降,因此,其耐受电压换算到标准大气条件时应相应提高。污秽绝缘子受潮时的闪络电压大大低于其干、湿闪络电压,因此,污秽地区须加强绝缘或采用耐污型绝缘子,其爬电比距(爬电距与额定电压之比值)应较正常型高。直流绝缘子与交流绝缘子相比较,其电场分布较差,又有吸附污粒和电解作用,闪络电压较低,一般要求有特殊的结构设计和更大的爬电距离。
  ②机械性能:绝缘子在运行中常受到导线的重力和张力、风力、覆冰重量、绝缘子自重、导线振动、设备操作机械力、短路电动力、地震和其他机械力的作用。有关标准对机械性能规定有严格的要求。
  ③热性能:户外绝缘子要求有耐受温度急变的能力。例如瓷绝缘子要求经几次冷热循环而不开裂。绝缘套管因有电流通过,其零部件和绝缘件的温升以及容许短时电流值均须符合有关标准的规定。如果你需要瓷绝缘子,复合绝缘子,跌落式熔断器,避雷器,隔离开关,欢迎垂询长沙瑞起机电设备公司,获得更多价格优惠。

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