绝缘子材质、伞形的选择的介绍

1）绝缘子材质选择

目前，特高压直流线路中应用的绝缘子主要有瓷绝缘子、玻璃绝缘子和复合绝缘子。

绝缘子材质的选取，通常是从它的预期寿命、失效率和检出率以及电气机械性能等方面进行综合考虑。三种绝缘子的预期寿命以及失效率和检出率已经在特高压交流输电线路绝缘配合中进行过详细讨论。故本节重点对绝缘子在直流电压下的电气性能进行讨论，并给出特高压直流线路绝缘子选型的建议。

为了对比三种材质绝缘子耐污闪性能，清华大学选取300kN玻璃钟罩绝缘子、300kN瓷钟罩绝缘子以及复合绝缘子进行污闪试验[1]，试验结果的曲线如图19-1所示。

由图19-1可以看到，复合绝缘子耐污闪能力最强，相同污秽情况下污闪电压远高于瓷绝缘子和玻璃绝缘子。

图19-1　单位长度（1m）下不同材质绝缘子串污闪电压比较

注：试验海拔高度为1970m

对于特高压直流线路，耐污闪能力尤其重要，故在绝大多数情况下，其悬垂串绝缘子通常都优先采用复合绝缘子，在高海拔地区更是如此。实际上，在目前中国建成的多条±800kV特高压直流线路中，悬垂串绝大多数都采用复合绝缘子，重冰区例外。(www.xing528.com)

瓷、玻璃绝缘子更多的是应用于特高压直流线路的耐张串，且以钟罩型、双伞型和三伞型瓷绝缘子居多，目前玻璃绝缘子也开始得到发展和应用。

2）绝缘子伞形选择

绝缘子的绝缘性能除了与绝缘子材质有关外，还与绝缘子的伞形有着较大关系，目前特高压直流线路中应用的绝缘子包括两大类：盘式绝缘子和复合绝缘子。其中，盘式绝缘子主要包括钟罩（普通）型、双伞型和三伞型，其结构参数与伞裙形状如图19-2所示；复合绝缘子主要是长棒形悬式绝缘子。

图19-2　盘式绝缘子型式结构

对于特高压直流输电线路中的耐张串绝缘子，由于其接近水平放置，考虑复合绝缘子无法承受强大重力的作用，通常都只有采用盘式绝缘子（钟罩型、双伞型和三伞型绝缘子）作为耐张串绝缘子。另外，在重冰区情况下，由于合成绝缘子伞裙之间的间隙较小，容易形成连结伞裙的冰凌，会对其绝缘性能造成较大影响。因此，在重冰区，对于悬垂V形串更倾向于采用盘式绝缘子（钟罩型、双伞型和三伞型瓷绝缘子）。

目前，钟罩型、双伞型和三伞型绝缘子在特高压直流输电线路中都有应用，通常来说，钟罩型绝缘子比较适合于雨水充沛的地区，而双伞型和三伞型绝缘子比较适合内陆工业污秽和粉尘性污秽地区。

应该强调指出：用在特高压直流线路上的这些绝缘子当然必须是特制的直流线路绝缘子，它们与交流线路绝缘子最大的差别是具有锌套，以解决运行中出现的电化腐蚀现象。

在中国已有的几个特高压直流输电工程中，钟罩型绝缘子用得更多一些（主要在耐张串上），但目前双伞型和三伞型绝缘子的应用也越来越多，并有超过钟罩型绝缘子的趋势。这首先是因为前者具有良好的自洁效果，耐污性能好，实际运行效果优于后者；其次是随着它们的生产工艺越来越成熟，生产成本日益下降，使它在价格上也能与钟罩型绝缘子相竞争。