絕緣子串金具

在輸電線路中，用于連接桿塔，拉線，導(dǎo)線 (或避雷線) 和絕緣子等所用的金屬零件統(tǒng)稱為金具。送電線路中的金具主要有懸垂線夾、耐張線夾、導(dǎo)線連接金具、保護(hù)導(dǎo)線 (或避 雷線) 的保護(hù)金具以及拉線金具、接續(xù)金具等。這里只簡要概述與絕緣子串有關(guān)的懸垂線 夾、耐張線夾、絕緣子串掛線零件等。

絕緣子串懸垂線夾

懸垂線夾的作用是握著導(dǎo)線 (避雷線)，并與懸垂絕緣子串連接，將導(dǎo)線 (或避雷線) 懸掛在空間。懸垂線夾在正常時應(yīng)能承受檔距內(nèi)的全部垂直荷重，并在線路正常運行和斷線 情況下不允許導(dǎo)線在線夾內(nèi)滑動或脫離絕緣子串。因此懸垂線夾必須滿足兩個條件，一是在 正常運行時線夾應(yīng)能承受導(dǎo)線的最大綜合荷重，二是線夾對導(dǎo)線必須有一定的握著力。所以 有必要討論一下這兩種受力情況。

絕緣子串耐張線夾

導(dǎo)線耐張線夾一般分為兩類，第一類用螺栓壓緊導(dǎo)線的方法固定，因而稱為螺栓型線夾。這種線夾對導(dǎo)線只承受導(dǎo)線的全部張力，而不需要傳導(dǎo)電流。這種線夾對導(dǎo)線的握著力應(yīng)不小于導(dǎo)線計算破斷力的90%。螺栓形耐張線夾主要有 ND型和NDL型兩類，其中字母N表示耐張，L表示螺栓式，D表示倒裝式。這種螺栓型耐張線夾主要用于小截面的導(dǎo)線。

第二類是壓縮型耐張線夾。這類線夾又有兩種，一種是液壓型，另一種是爆壓型。如 NY—800/100是一種液壓型耐張線夾。其中N表示耐張，Y表示液壓型，數(shù)字是指適用導(dǎo)線的截面尺寸，其中分子是代表適用導(dǎo)線的鋁截面面積 ，分母是鋼芯截面面積標(biāo)稱尺寸。

絕緣子串連接金具

連接金具分為專用連接金具和通用連接金具兩種， 前者是指直接用來連接絕緣子的，所以其連接部位的 尺寸 應(yīng)與絕緣子的鋼帽、鋼腳尺寸相配合，如球窩形 絕緣子用球頭掛環(huán)、碗頭掛板相連接，而槽型絕緣子 則要用直角掛板和直角掛環(huán)等相連接。圖2-6是絕緣子 串專用的連接金具——球頭掛環(huán)和碗頭掛板。以上這些金具只能用于與絕緣子直接相連的部 位，而不能作其他用途，所以叫做專用連接金具。

隨著輸電線路的電壓等級的不斷提高，當(dāng)今還出現(xiàn)一種鏈狀形的絕緣子串的桿塔，如圖 2-15所示。其絕緣子串既起到絕緣作用，又代替桿塔橫擔(dān)，它省略了復(fù)雜的鋼結(jié)構(gòu)橫擔(dān)。若 用合成絕緣子替代橫擔(dān)，它還具有質(zhì)量輕、運輸輕便、存放地方小、施工方便等優(yōu)點，作為高壓輸電線路的桿塔，尤其作事故搶修用的桿塔是很適合的。我國500kV緊湊型線路中也有用這種塔型。

因絕緣子串是柔性組合構(gòu)件，不能承受壓力，所以當(dāng)用鏈狀形絕緣子串作這種桿塔時， 也同樣應(yīng)不使絕緣子串承受壓力。

V形絕緣子組裝型式有多種，V形絕緣子串是常見的一種。采用這種V 形絕緣子串具有下列優(yōu)點：

(1) 能限制絕緣子串搖擺，從而減小塔頭尺寸;

(2) 可以縮小線路走廊，從而減少林區(qū)的樹木砍伐寬度，也可改善山區(qū)邊坡的開挖;

(3) 可以減少修建線路時購收走廊所花費的資金，從而起到節(jié)省投資的目的。

然而在另一方面，使用V形絕緣子串后，將使絕緣子需要量增加一倍。因此，V形絕緣 子串一般用在桿塔窗口受到限制的酒杯型、 門型、貓頭型的中相導(dǎo)線。若用在邊相時， 使邊相橫擔(dān)要加長，反而不經(jīng)濟，所以使用 V形絕緣子串前要作綜合技術(shù)經(jīng)濟比較。當(dāng) 對舊線路改造或在升壓線路上，使用V形絕 緣子串較為適合。

耐張絕緣子串受力情況與懸垂絕緣子串完全不同，在正常運行情況下，懸垂絕緣子串只承受垂直荷重不承受導(dǎo)線張力，而耐張絕緣子串恰恰相反，它主要承受導(dǎo)線的全部水平張 力。

與懸垂絕緣子串一樣，當(dāng)每串所需絕緣 子聯(lián)數(shù)確定之后，就要選好掛線點的方法。 因為掛線點是絕緣子串受力較為集中的地方，因此我們要選擇結(jié)構(gòu)簡單、轉(zhuǎn)動靈活、 施工方便、受力清晰的掛線方式。正因為如 此，架空輸電線路的掛線方式雖然很多，但 通常所用的主要一點掛線方 式和兩點掛線方式兩種。這兩種掛線方式由于上下、左右都可以自由轉(zhuǎn)動，所以這種掛線結(jié)構(gòu)既適合于轉(zhuǎn)角的變化，又適合于導(dǎo)線向下傾角的需 要。

懸垂絕緣子串只適用于直線桿塔 (或耐張桿塔的跳線) 中，圖2-7是單聯(lián)懸垂絕緣子 串。正常運行情況下，它只承受導(dǎo)線及附加的垂直荷重和風(fēng)荷載，在事故斷線情況下，要承 受導(dǎo)線的斷線張力。所以懸垂絕緣子串要同時滿足這兩個條件。

由于垂直荷重的不同，所以每相懸垂絕緣子串 可能用單串、雙串或多串的不同組裝型式。單聯(lián)懸 垂絕緣子串圖如圖2-7所示。使用單聯(lián)絕緣子串有 許多優(yōu)點： ①所需要的金具和絕緣子數(shù)量較少，所 以費用較低; ②相應(yīng)的破損率也較少，更換、維護(hù) 及檢修所需的費用也同時降低; ③由于閃絡(luò)概率與 絕緣子數(shù)量和串的數(shù)量成正比，絕緣子數(shù)量減少， 使閃絡(luò)概率也就較低。然而單聯(lián)絕緣子串一旦在串 中出現(xiàn)破損絕緣子時，其可靠性較低。一般在檔距 較大、受力較為嚴(yán)重以及重要跨越處，可采用雙聯(lián) 或多聯(lián)絕緣子串，雙聯(lián)絕緣子串組裝圖如圖2-8所 示。采用雙聯(lián)絕緣子串后，會使串長增加，相對于 桿塔高度降低0.3～1m。所以，一般多采用單聯(lián)懸 垂絕緣子串，如圖2-7所示。只有當(dāng)垂直荷重較大， 單串強度不能滿足時，或在重要跨越處，才有必要 使用雙聯(lián)或多聯(lián)絕緣子串。有時，在山區(qū)當(dāng)懸垂角 不能滿足要求時，還采用雙聯(lián)雙線夾。

絕緣子串是兩片或多片絕緣子組合在一起，柔性懸掛架空線導(dǎo)線。絕緣子串主要承受張力。在輸電線路中，只有將絕緣子組成串后才能滿足機械和電氣的要求。由于使用要求的不同，絕緣子串有多種形式，其受力情況區(qū)別很大，因為要將絕緣子串與桿塔和導(dǎo)線相連。絕緣子串的電氣特性主要是指絕緣子串在正常電壓時絕緣子片之間的電壓分布，在過電壓作用下絕緣子串可能閃絡(luò)的途徑，以及雙串或多串絕緣子對電容電壓等。

耐張絕緣子串是當(dāng)前輸電線路架設(shè)過程中常用的產(chǎn)品，是架設(shè)輸電線路過程中的重要元件，在輸電線路的運行過程中，絕緣子長期承受著電流的高壓和自然環(huán)境的變化的影響，絕緣子絕緣能力下降，絕緣子老化、破損，嚴(yán)重威脅著輸電線路的運行安全。750千伏耐張絕緣子串的塔上監(jiān)測存在著讀數(shù)困難、裝置操作不靈活等問題，需要相關(guān)的人員針對這些問題，應(yīng)用新技術(shù)、新材料、改進(jìn)監(jiān)測的工具，解決耐張絕緣子串的監(jiān)測操作困難的問題，進(jìn)而保障輸電線路的架設(shè)安全和線路的正常使用。

換相絕緣子串組合形式應(yīng)具有結(jié)構(gòu)簡單、金具數(shù)量少、可靠性高、運行維護(hù)方便和經(jīng)濟性好等特點。換相絕緣子串是緊鄰一般耐張絕緣子串的，因此，設(shè)計時應(yīng)與一般耐張串同步考慮。

以近期竣工的天廣3回500kV送電線路AC相懸空換位為例，換相絕緣子串全長15220mm，總重1417kg，中部設(shè)置一聯(lián)板，聯(lián)板下部安裝有換位跳線用懸垂線夾，聯(lián)板起支撐和保持兩絕緣子串間距離的作用。耐張換相絕緣子串相對地絕緣采用28片F(xiàn)C210/170絕緣子，相對相采用 47 片 FC210/ l70 絕緣子，相間絕緣水平取值為相對地絕緣水平的 1. 6 倍。其絕緣水平略高于常規(guī)(1. 53 倍) 換相絕緣水平，主要是考慮該線路的重要性。