探讨油田使用绝缘子的选择

摘要：本文对大庆油田高压输电线路所使用的三种绝缘子的优缺点及应用现状加以阐述，并对绝缘子发展前景进行展望，提出优先选用玻璃绝缘子，推广使用复合绝缘子，有计划的更换使用多年并已普遍老化的瓷绝缘子。

关键词：瓷绝缘子；复合绝缘子；玻璃绝缘子；性能比较

1、概述

目前，大庆油田35kV、110kV两个电压等级的线路上使用的绝缘子按电介质材料分类有：瓷绝缘子、钢化玻璃绝缘子和棒形悬式复合绝缘子，其中大部分为瓷绝缘子。随着油田对供电质量的要求越来越高，因此对绝缘子的要求也要越来越可靠。作为油田电网使用最多的瓷绝缘子虽然有多年的运行经验，但瓷绝缘子正逐渐失去起主导地位，在很大程度上已不适应油田电力工业的发展要求。因此，近几年来，复合绝缘子和玻璃绝缘子在线路上得到应用，虽然复合绝缘子和玻璃绝缘子都有各自的优点但是同时也存在一定的缺点。因此对绝缘子的选取应综合考虑而定。

2、瓷、玻璃与复合绝缘子优缺点及比较分析

2.1、瓷绝缘子的优缺点

瓷绝缘子具有很多优点，如良好的机电性能、耐磨、耐腐蚀、耐热冲击等等。瓷绝缘子是使用最早的绝缘子，由于具有很好的绝缘性能和耐气侯性能、耐热性能和组装灵活等特点，早期应用在各种电压等级的线路上，这种盘形悬式绝缘子属于可击穿型，在油田电网中运行的大部分有20年左右的历史，随着运行时间的延长其绝缘性能逐渐降低。在供电质量要求不是十分严格的情况下，瓷绝缘子是最好的选择。但是随着社会的发展，油田用户对供电质量的要求越来越高，瓷绝缘子的优点已不能满足供电质量的要求，因此它的缺点也凸显出来：

（1）、产品笨重易碎

（2）、抗压应力很高，但抗拉和抗弯应力很差

（3）、瓷绝缘子表面属于亲水性，抗污闪能力较差，在环境恶略的情况下尤为显著

（4）、耐温差能力差

（5）、瓷绝缘子老化速度快

（6）、耐污能力差

2.2、玻璃绝缘子的优缺点

二十世纪90年代中后期，国外钢化玻璃绝缘子开始大量进入中国市场，特别是随着生产工艺、检验手段的不断创新，钢化玻璃绝缘子在线路中得到大量的应用，其优良的性能渐渐得到显露。

（1）、产品尺寸小、重量轻

由于玻璃绝缘子比同类型瓷绝缘子尺寸小，壁薄且均匀，因而玻璃绝缘子比瓷绝缘子轻。

（2）、机械强度大

给玻璃体进行钢化处理，给玻璃绝缘壳表面一个永久性的应力，此压应力很大（大约250MPa）可以阻止表面微裂纹的形成和扩展。

（3）、无老化现象、使用寿命长

（4）、主电容量大、成串电压分布均匀

由于玻璃的介电常数大，使得玻璃绝缘子有较大的主电容，成串的电压分布较均匀，玻璃绝缘子串第一片电压低于瓷的第一片电压，从而减少无线电干扰，降低电晕损耗，延长玻璃绝缘子寿命，同时也提高了玻璃绝缘子的成串闪络电压，因此，使用玻璃绝缘子可以减少闪络的发生；

（5）、耐温差性能优良

钢化玻璃绝缘子之所以具有优良的耐温差特性，有资料表明，钢化玻璃绝缘子耐温差可达250°C，因此在线路正常运行情况下，温度变化对绝缘子影响较小，就此而言，玻璃绝缘子更适用于温差大的北方地区；

（6）、零值“自破”和良好的残段抗拉强度

玻璃绝缘子最大的优点在于具有零值“自破”的自我淘汰能力，这种特性正是钢化玻璃绝缘子优于其他绝缘子最显著的特点。

（7）、运行维护方便

玻璃绝缘子“自破”虽然是质量问题，但对运行维护来说，反而成为一个很大的优点，用目力就能发现“自破”情况。

玻璃绝缘子虽然具有如上优点，但也不是完美无缺的，也是优缺点的，其缺点如下：

（1）、运行实践也证明：线路运行初期，对于导线截面大、用作耐张串的玻璃绝缘子，“自破率”偏高一些。

（2）、由于玻璃是透明的，夜间和阴雨天巡视很难发现玻璃绝缘子故障，这给夜间和阴雨天故障巡视带来了很大的困难。

（3）、北方不像南方那样多雨，雨水不能将玻璃绝缘子上的灰尘冲刷掉，还是需要人工定期清扫，维护工作量并没有明显减少。所以在比较重的脏污地区，玻璃绝缘子不如合成绝缘子。

2.3、复合绝缘子的优缺点

复合绝缘子的主要优点：

（1）、体积小，重量轻，运输、安装和维护方便，为轻型杆塔和事故抢修提供了快捷、方便的条件。

（2）、湿闪电压高，是干闪电压的90%-95%，所以对内过电压绝缘水平高。

（3）、不易破碎，无零值绝缘子，损耗少，运行可靠性能高。

（4）、耐污性高

复合绝缘子虽有上述优点，但其缺点也是显而易见的。

（1）、是其耐雷性能差，由于其伞裙直径较小，干弧距离小于瓷（或玻璃）绝缘子，亦即耐雷水平小于同长度的瓷（或玻璃）绝缘子的耐雷水平。因此，在容易遭受雷击，重雷区或易遭受雷击区不易采用。

（2）、是有机材料制成的，有机材料的老化速度比瓷等无机材料快得多。

3、绝缘子应用现状分析

大庆油田运行的高压架空线路中瓷绝缘子仍然占据着大部分，其型号为X-4.5、XP-7等。对于普遍采用的XP-7型绝缘子，年劣化率约为1‰，按线路平均运行17年计算，目前运行中的绝缘子有17‰为零值和低值绝缘子。由近几年运行检测可知“零值”绝缘子有逐年上升的趋势，错检、漏检现象时有发生，尽管线路绝缘设计时有一定的安全系数和裕度，在线路正常运行条件下，个别老化的绝缘子的存在，尚不至于对线路安全运行造成危害。但混有老化绝缘子的绝缘子串，在遭受雷击闪络时，由于较高的雷电流和随后的短路电流，可能会使该老化绝缘子头部因瞬时骤热而发生爆炸，造成绝缘子串断裂而是事故扩大。近年来，在新建高压输电线路大量使用了钢化玻璃绝缘子，通过运行观察除个别“自破”和雷击闪络外，基本没有发生故障。还有，最近几年，复合绝缘子也得到了较多的应用，但有资料表明复合绝缘子老化速度快，使用寿命较短。

5、结论

综合以上情况分析得出：对运行中已普遍老化的瓷绝缘子，进行有计划的更换成玻璃或复合绝缘子。对于新建、改扩建线路中优先选用钢化玻璃绝缘子，污染特别严重的地区使用复合绝缘子，新建线路不再使用瓷质绝缘子，并更换使用多年已普遍老化的瓷绝缘子，以不断改善和提高绝缘子的运行性能，提高线路的安全运行水平。