电力网输配电线路绝缘子可靠性分析
中图分类号：TM755 文章编号：1009-2374（2016）10-0122-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.10.060
根据我国的电力需求，市场上的绝缘子共分为三种不同种类，分别是玻璃绝缘子、瓷绝缘子与复合绝缘子。在对其进行五种不同方面的实验与评价后，笔者得出一个结论：玻璃绝缘子较其他两种绝缘子来说具备良好的质量保障，使用周期也很长，失效检测率与事故排查率也较高，这从根本上切实地保障了电力系统的平稳运行，值得采用。
1 输配电线路绝缘子的种类分析与应用状况
1.1 输配电线路绝缘子的种类分析
纵观市场上的输配电线路绝缘子的类型，目前来说应用范围最广的共有两种，分别是质量优良的绝缘子与类型适宜的绝缘子。
1.1.1 质量合格，性能优良的绝缘子。一般质量较好的复合绝缘子所符合的标准是其的抗压性、抗冲性以及抗腐蚀性都是良好的，其次在内部的构造方面，也是要在一般绝缘子构成的基础上加入具备良好抗张强度的环氧引拔棒。而在其端头与芯棒的组装上也要采取新型的压接式技术，这样才能确保绝缘子保持良好的强度。另外将内部的环氧引拔棒与硅橡胶材料结合使用，不仅可以将硅橡胶材料良好的抗腐蚀、抗电压以及耐热性能充分展示出来，也可以使得绝缘子内部不易受外界潮湿影响，产生故障，同时也便于对其的日常维护与定期清理。
1.1.2 类型适宜，合理调配的绝缘子。一般来说，复合绝缘子的形状与安装其的基本方式会对其运行中的积污量产生一定的影响，因此在考虑安装时，需认真选择类型适宜的绝缘子。
第一，根据绝缘子外层的伞裙形状。在市场上最常见的绝缘子外层的伞裙形状共分为两种，分别如图1与图2所示：
图1中的无滴水沿式结构为多选择性的伞裙形状，其上表面为角度较小的倾斜，下表面则是水平的板块装置，实践证明其能够很好地利用上表面的倾斜角度减少污垢的沉积量，同时还能够良好地防止伞裙的结构产生变形。而图2有滴水沿式结构多暗藏凹槽褶皱，极易积累污垢。另外，图1中的绝缘子伞裙形状也较图2中的伞裙大，这间接地保障了绝缘子外部的绝缘特性。
第二，根据安装绝缘子串的基本方式。一般来说，市场上安装绝缘子串的基本方式共有三种，分别为水平串、V形串与悬垂串，最佳选择的应为水平串绝缘子，其的多方位表层都能够清理到位，其次选择的是V形串，最后再考虑选择的是悬垂串，但是其的积污能力较强，一般不被采纳。
1.2 输配电线路绝缘子的应用状况
在输配电线路中所用的绝缘子又称复合绝缘子，其性能优良、安装简便、操作良好等特性促使其在我国的电力系统中应用性较广。根据近几年来的电力数据表明，我国大部分地区已广泛使用这种绝缘子，东部及中部地区的应用数量明显高于西部地区，具体示意如图3所示：
2 评价输配电线路绝缘子可靠性的基本因素
从上述有关复合绝缘子的种类分析与应用状况来看，只有在输配电线路中复合绝缘子的安全性能优良、运转状态良好，那么其才能在电力系统中发挥出巨大的传输电能、调节电力的作用。那么如何评价该输配电线路中的绝缘子性能是否良好与可靠，下面笔者将从其包含的五个评价基本准则分别介绍：
2.1 使用寿命与年限
这是评价绝缘子可靠性的最基本准则之一，只有确保在正常运转的条件下，其的性能不低于出厂以及国家所标准的使用年限，那么该绝缘子的安全可靠性就相比于其他种类的来说是符合规定的。同时，工作人员也能有效地从复合绝缘子在电路中的使用寿命与年限参考出该绝缘子的经济适用价值。我国著名专家曾多次试验调查玻璃绝缘子与瓷绝缘子的机电性能差异后发现，玻璃绝缘子主要是由其内部的金属插件所控制的，而瓷绝缘子则主要受绝缘体性能的影响。但是综合来看，玻璃绝缘子的使用寿命与年限比瓷绝缘子要高，一般为35～40年，而瓷绝缘子最多也只能运转25年左右。新型的复合绝缘子的使用寿命还较低，这还需日后科技的进步来弥补缺陷。
2.2 性能失效概率
在输配电线路中，常常会产生绝缘子部分零件甚至是全部结构性能失效的现象，而在工作人员的检测中，常常把运行中性能失效的绝缘子个数与投入使用总绝缘子的个数作分数比，这就是失效率的计算方式。不同类型的绝缘子失效率都有所不同，玻璃绝缘子在一般使用条件下的失效率为（1～4）×10-4/a，而瓷绝缘子的失效率比玻璃绝缘子高一些，复合绝缘子的失效率目前还不能够完全检测出。
2.3 性能失效后的检测概率
失效检测率主要是由绝缘子性能失效后的表现状态与失效原因所决定的，而一般绝缘子的失效现象可以目测看出，这被称为绝缘子的“自破”现象，而失效检测率也较其他检测方式较高，这主要适用于玻璃绝缘子。如果工作人员深入分析绝缘子内部结构后发现其伞裙被腐蚀以及产生隐蔽的“界面击穿”现象，那么也极有可能表示该绝缘子已经产生实效现象，这种情况主要发生在复合绝缘子身上。而瓷绝缘子的失效方式较为隐蔽，工作人员光靠肉眼目测还是不够的，这就是老化现象，其也是一种会随着时间增长不断恶化的实效表现形式，当然对于老化现象的实效检测率也较低，不易被发现。
2.4 掉线事故产生概率
掉线事故也是严重影响到绝缘子在输配电线路中运行的主要原因之一，其严重时更会导致电网的大面积停电，电力系统的部分区域瘫痪，因此需要工作人员的强加关注。而工作人员也对掉线事故进行了概率的统计与分析，并将之称为掉线事故产生率，即在一年中绝缘子掉线事故的数量与使用绝缘子件数的分数比。根据所调查的数据显示：玻璃绝缘子所产生的掉线事故几乎没有，其还是具有很好的安全可靠性，而瓷绝缘子的掉线事故就高达2×10-5。 2.5 可靠性的实验评价
在对不同类型的绝缘子进行可靠性的安全实验前，先要对玻璃绝缘子、瓷绝缘子以及复合绝缘子的基本性能与优劣势做全面的了解，再采取加速寿命实验与强制老化实验来深入检测并做好实验后的数据搜集与评价工作。常见的实验方式有热机实验、陡坡实验、200万次的高强度频率与1500万次的低强度频率相互交替振动的抗疲劳实验以及对绝缘子内部抗水压性能的检测实验等。每次采取不同的实验方式进行实验后，都会得出不同的结论，但是综合各种数据与结论，我们得出玻璃绝缘子的安全可靠性较瓷绝缘子与新型的复合绝缘子来说较高，值得我们去使用。
3 如何提高输配电线路绝缘子的可靠性
3.1 采用合适的材料制作而成的绝缘子
在绝缘子的构成中，材料是最基础且最重要的一步。市面上大多数的绝缘子都是由玻璃与硅酸瓷组成。从其的物质属性上分析，玻璃属于均质体，包含了液态与玻璃态的双重性质，而硅酸瓷则属于不均质体，是三相体的形成。除去对材料表面及力学形态方面的严格要求之外，还需对材料的内部缺陷作深入研究，这也是为什么钢化玻璃优胜于其他材质的绝缘子的主要原因之一。而玻璃绝缘子中的玻璃材料主要是经过了高超的“玻璃热钢化”技术，这使得其玻璃表层附上了一层可以承载高达100～250MPa的保护膜，不利于其产生老化现象，绝缘性能良好，具有一定的稳定性。
3.2 采用产品结构良好的绝缘子
玻璃绝缘子的产品结构属于罕见的圆柱头结构，因此其各个零部件的承载受力都很均匀。而瓷绝缘子采取的仍是传统的圆锥头结构，相比于圆柱头结构具有尺寸小、操作简便、高强度的特性。同时玻璃绝缘子的线膨胀系数比瓷绝缘子的要大，但是却又处于复合绝缘子与瓷绝缘子之间，与金属或者是水泥的线膨胀系数相当，不具备一定的安全威胁性，受力状况也是良好的，也不会在恶劣的环境条件下产生缓慢的老化现象。
3.3 采用制作水平精湛的绝缘子
国外例如西欧地区或者是俄罗斯地区的玻璃绝缘子的制作工艺与水平都是中上游的，而在国内的制作厂家中很难达到这种技艺的水准，因此在国外市场，玻璃绝缘子的使用范围是最广的。但是国内制作厂家对玻璃绝缘子的性能研究与开发也正逐步取得成功，通过开放引进与自主研发的方式，使得中国的玻璃绝缘子的性能优良，安全可靠性也很高，因此工作人员在选择使用绝缘子时要注意选取制造水平精良的绝缘子投入电路的使用。
4 结语
综上所述，绝缘子的五个基本方面成为了检测其安全可靠性的重要评价因素，因此工作人员在实际的选择与操作中，就要严格遵循以上所提到的方法来合理地配置输配电线路中的绝缘子，当然玻璃绝缘子的安全性能相比其他两种绝缘子来说是最佳的。除此之外，工作人员还需积极地利用各种类型绝缘子的优势，采取取长补短的方式，不断加强对于绝缘子的性能研发与创新，只有这样才能更好地促进绝缘子性能的发展，促进我国电力系统的平稳运行。
