| 单词 | 合成绝缘子 |
| 释义 | 【合成绝缘子】 拼译：composite insulator 在中国也称其为有机复合绝缘子，国外也称Non-Ceramic Insulator。它一般由两种以上有机合成材料共同组成，是一种从材料到结构都完全不同于传统瓷缘子的新型绝缘子。合成绝缘子最典型的复合结构为玻璃钢芯棒加有机绝缘材料伞裙护套的棒形悬式结构。 自上世纪末出现高压输电线路以来，瓷绝缘子统治高压外缘领域已近百年了，然而随着电压等级的提高，绝缘子所承受的机电负荷的加重以及大气污染的加剧，瓷绝缘子日益暴露出性能上固有的缺陷与弱点，如笨重易碎，耐污性能差，运行维护工作量大以及制造时能源消耗高、环境污染大等，日益难以满足电力系统对绝缘子越来越高的要求。20世纪50年代原联邦德国和美国等国即开始研究制造户外绝缘子。然而最初制造的浇铸式环氧树脂绝缘子用于户外时很易损坏。60年代，法国、英国、意大利、日本等国也纷纷开始研制由玻璃钢芯棒与高分子聚合物伞裙护套组成的合成绝缘子。近30年来大量的工作集中在伞裙、芯棒的研究以及制造工艺的改进，试验标准的制订方面，这一基本的复合结构却一直末变沿用至今。70年代，原苏联、匈牙利、中国等国也相继研制合成绝缘子。如今合成绝缘子已基本为各国电力系统所接受，进入了推广应用的新阶段。据统计，1989年各种合成绝缘子已占领了美国绝缘子市场的20%左右。在合成绝缘子的发展初期，伞裙护套使用的材料主要有脂环族环氧树脂，二元乙丙橡胶，三元乙丙橡胶，聚四氟乙烯以及室温硫化硅橡胶等。相对于80年代以后技术上比较成熟的合成绝缘子而言，这一时期的合成绝缘子通常被称作第一代合成绝缘子。第一代合成绝缘子已具备了合成绝缘子的主要优点即重量轻，不怕摔、不易碎，污闪电压高，运行维护工作量小，制造工艺简单等。但在试运行中还是暴露出不少问题，如伞裙材料的老化与漏电起痕，污闪电压的下降，芯棒的水解及芯棒与伞裙间界面击穿，机械强度因芯棒蠕度而下降等。各国的有关研究单位开展了大量的研究工作，其中以联邦德国的罗森塔尔(Rosentyal)公司对推动合成绝缘子的发展贡献较大。1967年Rosenthal公司的几支室温硫化硅橡胶绝缘子在123kV露天试验站投入试运行，1970年直流400kV合成绝缘子首次投入试运行，1972年在交流420kV及1500kV的试验线路上试运行，1976年在加拿大735kV特高压线路魁北克市附近的线段上被正式采用。到1979年保尔(E．Bauer)、凯那(H．K．ärner)等总结时Rosenthal公司的合成绝缘子已在世界上27个国家和地区的高压线路上运行或试运行。1967年～1979年的13年中Rosenthal公司对硅橡胶合成绝缘子进行了两次重要的结构及材料上的技术改进。最初安装在123～420kV重污秽高湿度户外试验站的合成绝缘子，运行1～6年后，在7支没有均压引弧环的绝缘子上发现了芯棒的水解现象，导致了伞裙与芯棒界面的局部击穿。．从1975年起，改用耐水解的芯棒，同时也加厚了护套层的厚度，以防止水份的侵入。另外在这13年中，从试验站到试验线路的几乎所有电压等级下都发生了伞裙的机械损伤，而且在德、美、英、南非等地123～1100kV的试验站中十几支绝级子运行1～3年后，时间最短的甚至半年就发现伞裙护套的局部腐蚀现象。重污秽试验站的伞裙护套的腐蚀，甚至一直深达芯棒，并导致绝缘子闪络。因此，从1979年起改用了机械强度较高的高温硫化硅橡胶材料作伞裙护套，并着意改进了硅橡胶的耐漏电起痕及电蚀损性，在伞裙护套的结构上改成护套与芯棒无横向接缝的伞裙护套分装式结构，同时在金具端头的密封结构上也作了改进。经过这两次重要的技术改进，合成绝缘子在技术上日趋成熟，Rosenthal公司于70年代末向美国转让出售了该项技术，他们的高温硫化硅橡胶合成绝缘子也成为性能得到很大改进的第2代合成绝缘子的代表。加拿大1976年投运的735kV线路是世界最早在特高压下正式采用合成绝缘子的线路，虽然数量只有300支，但对推动合成绝级子的发展还是产生了相当积极的影响。魁北克水电研究所在1973～1976年不仅对合成绝缘子的电气性能及长期机械性能进行了大量的试验，而且于1975年12月颁布了735kV合成绝缘子试验规程，对合成绝缘子试验标准的制订作出了积极的贡献。合成绝缘子由于从材料到结构都完全不同于瓷绝缘子，因而以往适用于瓷绝缘子的试验标准，对合成绝缘子不完全适用。70年代，各国主要根据自己对全成绝缘子的试验制订各自的试验标准，进入80年代后，随着对合成绝缘子全面性能的逐渐深入了解，美国的电气电子工程师协会(IEEE)合成绝缘子工作组于1979年在加、德等国的切尼(E．A．Cherney)、卡拉第(G．Karady)、狄斯(H．Dietz)等的共同参与下提出对非瓷绝缘子的最低试验要求。接着1983年国际大电网会议(CIGRE)第22．10工作组提出了对合成绝缘子的最低技术要求。随后1986、1987、1988年国际电工委员会(IEC)第36技术委员会接连提出了3个合成绝缘子试验草案供各国征求意见，并最终于1992年正式公布了保成绝缘子试验标准。至此合成绝缘子有了第1部正式的国际性试验标准。我国合成绝缘子的研制虽然起步较晚，但发展迅速，清华大学、武汉水利电力学院等单位经过kV艰苦攻关，已研制出110kV～500kV系列的棒形悬式合成绝缘子，并通过了IEC标准的全部试验项目，各种电压等级的合成绝缘子均已上线投入正式运行或试运行。80年代后期以来国际上合成绝缘子的热点可归纳为纵向与横向两种方向。纵向方向即为更深一步的各种机理性研究，主要包括运用各种现代分析手段研究伞裙材料的自然老化与人工加速老化、硅橡胶材料表面憎水性的迁移与自恢复以及与此相关的试验方法、合成绝缘子的寿命判断等。横向方向即为多品种的合成绝缘子新产品的研制，如防爆性能优异的合成绝缘开关套简、互感器套简、避雷器套简，防污性能优异的各种硅橡胶套管、套筒及支柱绝缘子，硅橡胶涂料等。总之，合成绝缘子的许多瓷绝缘子无可比拟的优点已逐步为电力系统所认识，并正利用这些优点、特点去制造瓷绝缘子各种已有甚至没有的产品，百年来瓷绝缘子在高压外绝缘领域一统天下的局面将不复存在。【参考文献】：1 Cherney E A，Karady G，et al．IEEE Trans．on PAS，1983，5(5)∶1226～12342 Schneider H M，et al．IEEE Ttans．on Power Delivery，1989，10(4)∶2204～22193 Gorur R S，Karady，et al．IEEE Trans．on Power Delivery，1992，(4)；7(2)∶525～5384 Hall J F．IEEE Trans．on Power Delivery，1993(1)，8(1)∶376～385(清华大学梁曦东博士撰) |
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