?架空電線電纜是通過鐵塔、水泥桿塔等架設在空氣中的用于傳輸電能的線纜,由導線、避雷線、桿塔、絕緣子和金具等組成。架空電線電纜常用的絕緣材料有以下幾種:
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聚氯乙烯(PVC)
特點:機械強度高,柔軟且耐磨性好,其抗張強度高于聚乙烯。具有良好的耐大氣老化性能、耐水性和阻燃性。絕緣性能穩(wěn)定,能有效防止漏電和短路。價格相對較低,經(jīng)濟性好。
缺點:耐熱性較差,長期工作溫度一般為 70℃,在高溫環(huán)境下性能會下降。在燃燒時會產(chǎn)生有毒有害氣體,對環(huán)境和人體健康有一定危害。
應用:廣泛應用于低壓架空絕緣電纜,適用于城市電網(wǎng)、農(nóng)村電網(wǎng)等對絕緣性能和機械性能有一定要求的場合。
聚乙烯(PE)
特點:具有優(yōu)良的絕緣性能,絕緣電阻高,能很好地隔絕電流。質地柔軟,便于加工和敷設。化學穩(wěn)定性好,耐腐蝕性強,不易受化學物質的侵蝕。
缺點:機械強度相對較低,抗張強度比聚氯乙烯小,容易被托破、起毛,與金具接觸或受樹枝摩擦時易損壞。耐環(huán)境應力開裂性能較差,在某些環(huán)境條件下可能出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。耐熱性不好,長期使用溫度較低。
應用:一般較少單獨用于架空電線電纜絕緣,可通過改性或與其他材料復合來提高性能,用于一些對絕緣性能要求較高且環(huán)境條件相對較好的場合。
交聯(lián)聚乙烯(XLPE)
特點:通過交聯(lián)工藝,使聚乙烯分子由線性結構轉變?yōu)榫W(wǎng)狀結構,大大提高了機械性能、耐熱性能和耐老化性能??沙惺茌^高的工作溫度,長期允許工作溫度可達 90℃,在短路情況下能承受更高溫度,如 250℃。絕緣性能優(yōu)異,絕緣電阻高,介質損耗小,能有效減少電能損耗。
缺點:價格相對較高,增加了電纜的成本。生產(chǎn)工藝相對復雜,對生產(chǎn)設備和技術要求較高。
應用:常用于中高壓架空絕緣電纜,如 10kV 及以上電壓等級的輸電線路,特別適用于對供電可靠性和安全性要求較高的場合,如城市中心區(qū)域、工業(yè)園區(qū)等。
瓷質材料
特點:具有良好的電氣性能,絕緣強度高,能承受較高的電壓。機械性能較好,抗壓強度大,產(chǎn)品種類齊全?;瘜W穩(wěn)定性好,耐腐蝕性強,能抵抗外界環(huán)境的侵蝕。
缺點:在污穢潮濕情況下,絕緣性能可能急劇下降,易產(chǎn)生局部電弧,嚴重時會發(fā)生閃絡。絕緣子串或單個絕緣子的分布電壓不均勻,在電場集中部位常發(fā)生電暈,產(chǎn)生無線電干擾,并容易導致瓷體老化。
應用:主要用于制作架空輸電線路中的絕緣子,如盤型懸式瓷質絕緣子、棒型瓷質絕緣子等,用于支持或懸掛導線并使導線與桿塔和大地絕緣。
玻璃絕緣子
特點:成串電壓分布均勻,具有較大的主電容。耐電弧性能好,老化過程緩慢。機械強度高,鋼化玻璃的機械強度可達到 80MPa - 120MPa,是陶瓷的 2 - 3 倍,長期運行后機械性能穩(wěn)定。由于玻璃的透明性,外形檢查時容易發(fā)現(xiàn)細小裂紋和內部損傷等缺陷。
缺點:遇外力破壞時裙件易裂,較瓷絕緣損壞率高,特別是早期自爆率較高。自爆后的殘錘必須盡快更換,否則會因殘錘內部玻璃受潮而燒熔,可能發(fā)生斷串掉線事故。
應用:常用于架空輸電線路,特別是在一些對絕緣子機械強度和耐電弧性能要求較高的場合。
復合絕緣子
特點:質量輕、體積小,只有瓷質或玻璃鋼絕緣子的 10% - 15%,方便安裝、更換和運輸。屬于棒型結構,內外極間距離幾乎相等,一般不發(fā)生內部絕緣擊穿,也不需要零值檢測。絕緣子表面具有很強的憎水性,防污效果好,延長了清掃周期,大大降低了勞動強度。
缺點:投運時間短,使用壽命有待確定??箯?、抗扭性能差,承受較大橫向壓力時,容易發(fā)生脆斷。傘盤強度低,不允許踩踏、碰撞,積污不易清掃,長期下去會逐步喪失憎水性。
應用:在架空輸電線路中得到了廣泛應用,尤其是在污穢地區(qū)、高海拔地區(qū)等環(huán)境條件較為惡劣的場所。