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Reflections on the Trend Toward Composite Hollow Core Insulators
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对复合空心绝缘子发展的反思

January 28, 2016 • Columns, Insulator / 绝缘子, Weekly Article, 最近文章汇总

我想从最近CIGRE工作小组(WG)将这种绝缘 子应用于变电站设备这个方面来介绍复合空 心绝缘子。这项活动旨在收集相关的现场经验,同时 帮助优化各个供应商资质审查的鉴定程序。 电气设备的瓷外套通过多年来良好的运行经验已经 提供了一个牢固而又可靠的解决方案。然而,由于非 瓷绝缘子的显著优势,采用非瓷绝缘子(主要是硅橡 胶)建造电站设备已获得了发展动力。当提到非瓷绝 缘子在EHV和UHV范围的应用时,这些技术和经济优 势具有非常重要的意义,包括:优秀的设计灵活性(可 制造10米或更长的单件产品),重量相对较轻(仅为同 等瓷绝缘子的1/3或1/10),对内部压力、地震和严重 污秽优良的承受能力,以及在制造和安装过程中易于 操作。
最后,当然并非最不重要的一点,从终端用户的角 度来说这也许就是最重要的特征,即复合绝缘子无 可比拟的安全性,因为这种材料是非易碎的。这样 就不会像使用瓷外套那样在爆炸时产生高速飞溅碎 片的危险。 在 成 本 方 面 ,上 述 W G 所 进 行 的 分 析 已 经 证 明 ,如 果 将绝缘子的整个寿命周期成本考虑在内,复合绝缘 子的成本会显著低于瓷绝缘子,其中包括污秽损坏 维 护 的 减 少 。同 时 ,通 过 寿 命 周 期 分 析 也 证 实 ,从 环 境的角度来看,复合绝缘子具有更好的优势。 硅橡胶外套在20世纪80年代早期开始大规模使用。 从此以后,用于145kV或更高电压的复合空心绝缘子 的总数量估计超过50万台。目前的市场预测每年将 远 远 超 过 5 万 台 ,产 值 至 少 为 5 0 0 0 万 欧 元 ,年 增 长 额 一 般 为 两 位 数( 1 0 - 2 0 % )。 如今,对于某些类型的设备,如油浸绝缘套管等,复合 空心绝缘子的市场渗透程度非常低(仅为10%左右) 。然而,其他设备,包括气体绝缘管套、RIP绝缘套管、 气体绝缘互感器以及电缆接头,复合绝缘子越来越占 据主导地位,这种类型的设备大约有一半均采用了复 合绝缘子。在高压范围和安全要求非常高的地方复合 绝缘子渗透程度更强高。例如,大部分特高压交流输 电和直流输电均采用了复合绝缘子。 基于数百零部件的多年运行经验,CIGRE WG通过对 全球电力公司的问卷收集到的信息证实了使用复合 绝缘子的积极经验。遭受严重或非常严重污秽的几 家试验站的长期运行结果也证实了这项研究发现。 这项研究的结论之一就是,与IEC60815规定的数值 相比,使用复合外套有可能将沿海地区的爬电距离 降低一个污秽等级。 电气设备使用复合绝缘子的持续增长取决于是否满 足优化资格鉴定程序的需要,鉴定程序可确保产品 的质量和长期可靠性。复合绝缘子的优良性能事实 上依靠优质的原材料、良好的制造工艺以及针对专 门使用要求进行良好的机械电气设计。苛刻的鉴定 程序可进一步帮助促进这项技术被不断地推广,同 时还能确保绝缘子令人满意的使用寿命。 最 新 的 国 际 电 工 委 员 会( I E C )标 准 6 1 4 6 2( 2 0 0 7 )关 注的就是外套本身的性质,这项标准明确地表明一 些方面被遗漏,包括外套性能与应用类型的相关性, 组装在容器上时外套的鉴定测试,防污秽性能的评 估,在直流中应用性能的评估(缺乏意见一致的漏电 起 痕 实 验 )。因 此 ,为 了 贯 彻 实 施 这 项 标 准 的 需 要 , 需要清楚地考虑以前未曾考虑的问题,其中包括:
考虑特殊应用(交流或直流)的场 合,任何内部 带电器件对外套表面的电场的影响,以及它们对 外套的短期或长期电气性能的影响。 从机械角度出发对带电器件的影响以及评价最终 产品性能测试的需要(例如地震和短路等),尤其 存在对较长绝缘子闪络测试的问题。在过去,由 于瓷外套的长度有限,所以测试设备能够进行闪 络测试,不同的是,复合绝缘子的长度更长,可能 超出了设备的测试能力。 当SF6用作填充物以及考虑复合绝缘子对油或 者新型合成填充物的兼容性时,有可能产生分 解副产品的复合外套与绝缘子内部气体或液体 的热作用和化学反应。
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