3.1.3 线路绝缘子
线路绝缘子是输配电线路固定导线用的绝缘部件。线路绝缘子按 结构不同分为针式绝缘子、悬式绝缘子和瓷横担绝缘子三类。
一、针式绝缘子
20
二、瓷横担绝缘子
35kV及以下
输电线对地绝缘的作用， 又起了横担作用 瓷横担绝缘子由于绝缘距 离大，闪络电压比绝缘水 平所要求的高很多，运行 可靠。
38
3.2.1 瓷套管的绝缘
铝排 瓷件 法兰
提高闪络电压：在法兰 到大伞的瓷壁喷铝或上 半导体釉 大伞相当于增厚瓷壁
，减小了比电容；
815 372
喷铝层或半导体釉减
弱了法兰附近的电场强
度。 35kV及以下
铝层
39
3.2.2 充油套管的绝缘
击穿电压、散热等性能比原来 具有气腔时大为改善。20kV 及 以下充油即可。
27
绝缘子串电压分布的均匀化
改善电压分布—— 增加绝缘子对导 线的电容： 增大导线截面积 、采用分裂导线 采用均压环，以 增加绝缘子对导 线的电容
19片XP－70组成的绝缘子串，靠导线第一片的电压为总电压 的11.5%；加了均压环后，电压降为7.1%。 28
3.1.4 复合（合成）绝缘子
8
9
3.1.1绝缘子的性能要求和材料
10
3.1.1绝缘子的性能要求和材料
一、绝缘子的材料—由绝缘件及固定材料组成 （2）金属附件：由铸铁和钢组成
悬式绝缘子：对钢脚和铁的强度要求很高，在强度很高的 悬式绝缘子试验中，常有瓷件未损坏而铁帽或铁脚拉坏的 情况发生。对一些要通过大电流的产品，为了减小附件的 涡流损耗，避免因铁磁损耗而过分发热，端盖和法兰可采 用非磁性铁或有色金属，如硅铜合金、黄铜、硅铝合金等。
36
套管绝缘要求
（1）在运行电压下不发生电晕放电；
（2）在内部过电压作用下不发生滑闪放电；
（3）沿面距离足够长，以保证必要的闪络电压。
电晕起始电压Uc 和工频滑闪放电起始电压Ucr ：
Uc
1.06 10 C0
0.45
5
U cr
1.36 10 C0
0.44
4
37
高压套管分类
按结构特 点分 按主要绝 缘介质分 特点 主要应用范围 35kV及以下穿墙套 管；10kV及以下电 器用套管 组合电器用 66kV及以下电器用 套管；试验变压器 套管 组合电器用
5
6
（3）套管：用作导电体穿过接地隔板、电器外壳和 墙壁的绝缘部件，如变压器的出线套管、穿墙套管等 。
油纸电容式穿墙套管
变 压 器 套 管
7
3.1.1绝缘子的性能要求和材料
一、绝缘子的材料—由绝缘件及固定材料组成 （1）绝缘件
电瓷：无机材料，耐腐蚀，抗老化，具有足够的电 气强度和机械强度；脆，抗压强度比抗拉强度大得 多；上釉强度大 钢化玻璃：电气和机械强度大于电瓷，输电线路钢 化玻璃绝缘子损坏后能“自爆”（巡线） 有机复合材料：重量轻、体积小、工艺简单；表面 有憎水性，抗污闪能力强，复合绝缘子的玻璃纤维 芯棒的抗拉强度高于钢。
闪络电压/kV
700 600 500 400 300 200 100 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 闪络距离/cm
Ugq
Ugy
图 套管闪络电压与距离l的关系
42
在充油套管中，法兰和导杆之 间的径向绝缘由瓷套壁和油道 层来承担，根据套管本身绝缘 配合的原则，其径向绝缘击穿 电压应大于其干闪络电压，一 般取为1.3倍。
1000kV晋东南—南阳—荆门特高压交流试验示范工程 31 （南阳段）
32
3 常用电气设备绝缘
主要内容
3.1 绝缘子的绝缘
3.2 高压套管的绝缘
3.3 电容器及电缆的绝缘 3.4 变压器的绝缘 3.5 高压电机的绝缘 3.6 GIS设备的绝缘
33
3.2 高压套管的绝缘
当（Lk+Lc）/nH 1.3时，绝缘 子串的干闪络将沿路径①发生， 这就比较充分的利用了绝缘高度 。
D E
A
②
B C
③
nH
①
H F G
Lg DE EF FG nH Lk nBC L nAB
cLeabharlann 25在悬式绝缘子串中，若每片绝缘子承受的电压相同，则利用率 最高。但是由于绝缘子的金属部分与接地的铁塔和带电的导线 之间存在杂散电容，使沿绝缘子串的电压分布不均匀。
21
三、悬式绝缘子及悬式绝缘子串
盘形
棒形
22
盘形悬式绝缘子（耐污性能）
（a）普通伞型
（b）双层伞型
（c）钟罩防污伞型
有利于自然清洗和人 工水冲洗，自然积污 率低。爬电距离大， 自洁性好，防污性能 好
下深棱受潮缓慢，抑制 电弧发展，沿海、多雾 潮湿，自洁能力较差， 可不清扫绝缘子
23
1 4
悬式绝缘子串


绝缘子
瓷套

套管
3
（1）绝缘子：用于导电体和接地体之间的绝缘 和固定连接，如隔离开关安装触头的支柱绝缘子 、输电线路固定导线的悬式绝缘子串等。
盘形悬式绝缘子
支柱绝缘子
4
（2）瓷套：用作电器内绝缘的容器，并使内绝缘免 遭受周围环境因素的影响，如电流互感器的瓷套等。
氧 化 锌 避 雷 器
电流互感器
一、结构
受弯曲力 矩较大 保持干区 ，增加泄 漏，提高 湿闪电压 高强度瓷 的使用
户外：受弯曲力矩较大，棒形支柱绝缘子，实芯带伞的 圆瓷柱 ; 15 户内：空心或实心的圆柱形瓷件和金属附件组成。
f600
表面电压分布不均匀：闪络 电压不随高度增加线性上升
2

1

3200

154 kV及以上电压等级的支柱绝缘 子常用几个支柱绝缘子串联组装而 成 均压环：减弱了电极边缘的场强， 补偿介质的对地电容电流，使表面 电压分布比较均匀，从而提高了闪 络电压。 例如3.2m高的绝缘支柱的闪络电压 为588kV，装上了直径为1.5m的圆 环形均压环后，闪络电压提高到 834kV，增加约42%。
图3－3 330kV绝缘支柱 1－绝缘子；2－均压环
16
二、棒形绝缘子的闪络电压
（一）干闪络电压
U f 5.6lg
0.9
lg
Ul 50% 7.8lg
0.92
f165
Us50% 31.5lg
0.6
干闪络距离lg：两电极间的最短空 气距离决定了干闪络电压； 绝缘子伞的形状和布置则决定了湿 闪络电压
3 6
2
5
沿最短路径①闪络：工频干 闪络，雷电冲击闪络，操作 冲击干闪络以及正极性操作 冲击湿闪络。仅与干闪络距 离即串长有关。
交替②：工频湿闪络和负极 性操作冲击湿闪络。闪络电 压与串的元件型式有关，主 要取决于湿闪络试验时的空 气间隙部分长度Lk和潮湿表 面部分长度Lc，特别是L k 沿绝缘体表面③：一般污秽 闪络。
当电压较高时，常在导杆上套
以绝缘纸管或包以电缆纸以降低
导杆表面场强。
对60kV及以上，多放几个绝缘 筒，增强油隙的耐压。
40

套管外表面工频干闪络电压： 0.9 gq
U 5.6l

在油中的工频闪络电压
U gy 26.6l

0.64
油中雷电冲击闪络电压
Uly 56l
0.64
41
一般套管的油中部分的瓷套高度常取其空气中部 分的一半左右。
D E
A
②
B C
③
nH
①
H F G
24
当沿路径①闪络时，绝缘子串的 闪络电压相当于棒-棒空气间隙的 击穿电压。
1 4
2
5
， ，
3 6
为了提高绝缘子串的平均闪络场 强Uf/nH，可加大绝缘子盘径、 减小铁帽直径和减小绝缘子高度( 缩小钢脚长度)，以及增加盘下棱 的高度。在一定范围内，路径② 加长，绝缘子串的平均干闪络场 强和湿闪络场强Uf/nH也增大。
绝缘子受重力和导线拉力作用。
（2）弯曲负荷——顶部的垂直力，如导线拉力、风
力或短路电流电动力作用于支柱绝缘子，因它们的
方向与支柱垂直而使支柱受到弯矩作用。
（3）扭转负荷——顶部的扭矩，如隔离开关的支柱
绝缘子常以转动方式来开闭，绝缘支柱承受扭转力 矩。
14
3.1.2 支柱绝缘子
支撑高压电器带电部分的绝缘支柱，由瓷柱和上 下金属附件组成。分为户外和户内支柱绝缘子。
铁塔
绝缘子自 身电容 绝缘子与 地间的杂 散电容
6
C
CE 5 C CE 4 C CE 3 C CE 2 C CE 1 C
CL CL CL CL CL
导线
导线与绝缘 子之间存在 杂散电容
26
只考虑对地电容
只考虑对导线电容 综合考虑（C一般 为30～
60pF，CE为4～5pF，CL只有 0.5～1pF）

E2为空气间隙的闪络场强，可取3kV/cm。 l1和 l2的范围：7～125 cm
操作冲击和雷电冲击电压：表面淋雨对闪络电压的影响比工频 电压下要小。电压作用时间越短，湿闪络电压越接近干闪络电 压。当电压作用时间约为0.01秒时，湿闪络电压比干闪络电压 约低10％，在雷电冲击电压下两者的差别更小。 19
单一绝缘 套管
瓷套管
树脂套管
以电瓷为绝缘
以树脂为绝缘 套管内以绝缘油（或包纸、 加纸筒）为内部主绝缘 套管内以SF6等压缩气体为绝 缘 以油浸纸为绝缘 内部有 多个同心 圆筒状极 以胶纸为绝缘 板使电场 趋于均匀
复合绝缘 套管
充油套管 充气套管
油纸电容式 电容式套 管