污區(qū)分級與輸變電設備外絕緣選擇

本書研究高壓絕緣子和輸變電設備外絕緣問題。主要敘述絕緣子的作用、種類、特性和發(fā)展，絕緣子的設計和制造，絕緣子試驗，絕緣子選取的原則和方法，絕緣子的損壞和事故原因，在線檢測缺陷絕緣子的方法，絕緣子的污穢閃絡問題，復合絕緣子技術，RTV憎水涂料技術和高海拔地區(qū)輸變電設備的外絕緣問題。

本書可作為電力系統(tǒng)運行、設計等部門以及電工制造部門工程技術人員的參考書和培訓教材，也可作為高等院校高電壓和絕緣學科師生的參考教材。

關志成，男，吉林圖們?nèi)耍?944年11月生，1970年清華大學本科畢業(yè)，1981年、1984年分獲清華大學工學碩士和工學博士學位，1987~1989在英國曼徹斯特理工學院進修。曾任清華大學高電壓實驗室主任、高電壓教研室主任、清華大學校長助理、清華大學副校長?，F(xiàn)任清華大學深圳研究生院院長，清華大學校務委員會副主任、國際交流與合作委員會副主任，大學與企業(yè)合作委員會副主任，清華大學學報副主任編委，清華大學電機系學術委員會主任，教授、博導。兼任中國電機工程學會副理事長，中國電工技術學會副理事長，聯(lián)合國教科文繼續(xù)工程教育主任教席。

主要從事高電壓與絕緣技術研究，取得多項科技成果，其中"沿染污介質(zhì)表面放電研究"獲原國家教委科技進步一等獎，國家自然科學獎三等獎;"高壓合成絕緣子"獲國家科技進步獎二等獎;"合成棒型懸式絕緣子"獲國家重大技術裝備成果獎;"RTV防污閃憎水長效涂料"獲國家首屆電工新產(chǎn)品開發(fā)進步獎，并被列為國家重點科技成果推廣項目;"防污閃涂料應用技術"獲天津市科技進步二等獎;"供電設備狀態(tài)維修與實踐"獲原電力部科技進步二等獎;"電力設備防污閃技術"獲原電力部科技進步三等獎;"ZRF型阻尼式兩用電容分壓器"獲原國家教委科技進步二等獎;"管道絕緣接頭"獲北京市科技進步三等獎;"HXS棒型懸式絕緣子的推廣應用"獲原電力部科技進步三等獎。發(fā)表論文200余篇。1991年被授予"做出突出貢獻的中國博士學位獲得者"稱號，1996年被評為"國家有突出貢獻中青年專家"，獲"優(yōu)秀留學回國人員"表彰。

第1章 概述

1.1 絕緣子和輸變電設備外絕緣

1.2 有關名詞術語

1.3 絕緣子的種類和用途

1.3.1 懸式絕緣子

1.3.2 針式絕緣子

1.3.3 橫擔絕緣子

1.3.4 電站支柱絕緣子

1.3.5 瓷套

1.3.6 套管

1.4 對絕緣子的使用要求

1.5 絕緣子的電氣特性和機械特性對輸電線路可靠性的影響

1.6 絕緣子的結構形狀

1.6.1 線路懸式絕緣子

1.6.2 棒形絕緣子

1.7 絕緣子的機械性能和電氣性能的表示方法

1.8 電瓷、玻璃和復合絕緣子的性能比較

1.9 絕緣子制造和使用技術的發(fā)展趨勢

參考文獻

第2章 絕緣子的設計和制造

2.1 電瓷絕緣子

2.1.1 電瓷材料及其特性

2.1.2 盤形懸式絕緣子

2.1.3 棒形懸式絕緣子

2.1.4 針式絕緣子

2.1.5 瓷橫擔

2.1.6 支柱絕緣子

2.1.7 套管

2.1.8 直流絕緣子

2.1.9 金具

2.1.10 設計過程

2.1.11 設計的準備

2.1.12 絕緣子結構的確定

2.1.13 直流絕緣子的離子遷移老化問題及其防護

2.1.14 制造工藝

2.1.15 干法等靜壓工藝

2.2 玻璃絕緣子

2.2.1 懸式玻璃絕緣子

2.2.2 針式玻璃絕緣子

2.2.3 玻璃的特性

2.2.4 玻璃絕緣子金具

2.2.5 膠裝水泥

2.2.6 玻璃絕緣子的設計

2.2.7 制造工藝

2.3 復合絕緣子

2.3.1 復合絕緣子的分類

2.3.2 懸式絕緣子

2.3.3 支柱復合絕緣子

2.3.4 套管

2.3.5 制造工藝

2.3.6 芯棒

2.3.7 傘裙護套

2.3.8 金具

參考文獻

第3章 絕緣子試驗

3.1 概述

3.2 試驗的種類

3.3 結構與外觀檢查

3.3.1 瓷件的結構

3.3.2 瓷件的外觀質(zhì)量

3.3.3 一般性試驗

3.4 電氣試驗

3.4.1 電氣試驗的目的與種類

3.4.2 工頻交流電壓試驗

3.4.3 沖擊電壓試驗93

3.4.4 工頻、雷電沖擊、操作沖擊電壓試驗的各種條件

3.4.5 污穢試驗

3.5 機械試驗方法

3.5.1 彎曲負荷試驗

3.5.2 拉伸負荷試驗

3.5.3 扭轉破壞負荷試驗

3.5.4 壓縮負荷試驗

3.5.5 機電負荷試驗

3.5.6 內(nèi)壓力試驗

3.5.7 無線電干擾試驗

3.6 電瓷和玻璃懸式絕緣子試驗

3.6.1 一般試驗要求

3.6.2 產(chǎn)品試驗

3.7 棒形支柱絕緣子的試驗要求

3.8 復合絕緣子試驗

3.8.1 設計試驗

3.8.2 型式試驗

3.8.3 抽樣試驗

3.8.4 例行試驗

參考文獻

第4章 絕緣子的選取

4.1 輸變電設備外絕緣選擇的一般原則

4.2 絕緣子按耐污閃特性的選取方法

4.2.1 根據(jù)污區(qū)級別和爬電比距確定絕緣子串長的方法

4.2.2 污區(qū)的劃分方法

4.2.3 根據(jù)絕緣子的耐污閃電壓確定絕緣子串片數(shù)的方法

4.3 按絕緣子耐操作過電壓特性的選取方法

4.4 按絕緣子耐雷水平的選取方法

4.5 絕緣子形狀的選取

4.6 價格、預期壽命和運行維護的經(jīng)濟技術分析

參考文獻

第5章 絕緣子的損壞和事故原因

5.1 運輸安裝

5.1.1 瓷絕緣子、玻璃絕緣子

5.1.2 復合絕緣子

5.2 外力破壞

5.3 由制造質(zhì)量問題引起的損壞

5.3.1 瓷絕緣子

5.3.2 玻璃絕緣子

5.3.3 復合絕緣子

5.4 零值問題

5.5 雷擊閃絡

5.6 雨閃

5.7 污閃

5.7.1 污閃的危害及發(fā)生原因

5.7.2 防止污閃的技術措施

5.8 鳥糞閃絡

5.8.1 產(chǎn)生危害的原因

5.8.2 防止鳥害的措施

5.9 復合絕緣子的脆斷問題

5.9.1 復合絕緣子的脆斷原因

5.9.2 防止復合絕緣子芯棒脆斷的技術措施

5.10 棒形支柱絕緣子的抗震問題

5.11 老化問題

5.11.1 瓷絕緣子的老化

5.11.2 鋼化玻璃絕緣子

5.11.3 復合絕緣子的老化

參考文獻

第6章 在線檢測缺陷絕緣子的方法

6.1 懸式絕緣子的零值檢測

6.1.1 絕緣電阻測定法

6.1.2 分布電壓測定法

6.1.3 脈沖電流法

6.1.4 紅外熱像儀檢測絕緣子劣化

6.1.5 超聲波測量法

6.1.6 電場法

6.1.7 電子光學探測法

6.2 棒形支柱絕緣子的斷裂問題

6.2.1 橫波探傷法

6.2.2 縱波探傷法

6.2.3 爬波探傷法

6.3 復合絕緣子的檢測方法

6.3.1 外觀檢查和采用噴水法

6.3.2 借助于電子光學儀器進行觀察

6.3.3 紅外熱成像測溫

6.3.4 聲波測量法

6.3.5 電場測量法

參考文獻

第7章 絕緣子的污穢閃絡問題

7.1 污閃事故的危害

7.2 絕緣子污閃機理

7.2.1 絕緣子污閃放電的特點

7.2.2 絕緣子污閃條件分析

7.2.3 沖擊電壓作用下絕緣子的污閃機理

7.2.4 染污放電機理問題的研究

7.3 污穢程度的檢測方法

7.3.1 測量污穢程度的目的和意義

7.3.2 表征污穢度的參數(shù)

7.3.3 等值附鹽密度的測量

7.3.4 污層電導率的測量

7.3.5 局部表面污層電導率的測量

7.3.6 泄漏電流的測量

7.3.7 污閃電壓或污閃電壓梯度的測量

7.3.8 污穢度參數(shù)之間的關系

7.4 人工污穢試驗

7.4.1 人工污穢實驗室及其設備

7.4.2 污穢試驗的步驟

7.4.3 污穢試驗的一般要求

7.4.4 鹽霧法

7.4.5 固體污層法

7.4.6 其他方法

7.4.7 影響人工污穢試驗結果的因素

7.5 自然污穢試驗

7.5.1 概述

7.5.2 試驗線路(段)或試驗架

7.5.3 自然污穢絕緣子的實驗室試驗

7.5.4 人工污穢與自然污穢試驗的等價性問題

7.6 防污閃措施

7.6.1 概述

7.6.2 防污型絕緣子

7.6.3 調(diào)爬

7.6.4 清掃和水沖洗

7.6.5 半導體釉

7.6.6 憎水涂料

參考文獻

第8章 復合絕緣子技術

8.1 沿憎水性表面的放電現(xiàn)象和污閃過程

8.1.1 絕緣子污閃的基本過程與影響污閃電壓的各種因素

8.1.2 硅橡膠絕緣子污閃的基本原理

8.1.3 水珠引發(fā)的電暈放電

8.1.4 霧中受潮時的閃絡特性

8.1.5 濕污條件下憎水性表面閃絡機理

8.1.6 復合絕緣子的耐污閃性能

8.2 耐電蝕損和漏電起痕

8.2.1 直流斜面法試驗裝置及試品

8.2.2 直流斜面法試驗的極性效應

8.2.3 傘裙材料的漏電起痕及電蝕損破壞過程

8.2.4 漏電起痕及電蝕損破壞機理

8.3 人工加速老化試驗

8.3.1 人工加速老化試驗方法分類

8.3.2 試驗判據(jù)的評價

8.3.3 綜合評價人工加速老化試驗方法

8.4 防脆斷措施

8.4.1 芯棒脆斷機理

8.4.2 降低脆斷發(fā)生概率的措施

8.5 金具的連接方式

8.5.1 引言

8.5.2 金具材料及其性能要求

8.5.3 接頭結構的分類

8.6 長期機械性能

8.6.1 復合絕緣子長期機械特性的相關曲線和標準

8.6.2 國內(nèi)復合絕緣子的長期靜載強度蠕變曲線

8.7 場強分布和均壓環(huán)

8.8 與電瓷玻璃絕緣子的等效和互換問題

8.9 運行事故統(tǒng)計及發(fā)展方向

8.9.1 雷擊閃絡

8.9.2 鳥害與不明原因閃絡

8.9.3 污閃

8.9.4 機械強度下降

8.9.5 擊穿和脆斷

參考文獻

第9章 RTV防污閃憎水長效涂料

9.1 材料特點和涂層特性

9.1.1 材料特點

9.1.2 涂層特性

9.2 應用效果

9.3 涂料的施涂方法

9.3.1 刷涂

9.3.2 噴涂

9.4 試驗方法

9.5 現(xiàn)場檢測和壽命判斷

參考文獻

第10章 高海拔區(qū)高壓輸變電設備的外絕緣問題

10.1 高海拔低氣壓條件下的染污絕緣問題

10.1.1 國外研究概況

10.1.2 國內(nèi)研究概況

10.2 各類絕緣子在高海拔、低氣壓條件下的污閃特性

10.2.1 幾種線路絕緣子在高海拔、低氣壓下的污閃特性

10.2.2 電站支柱絕緣子在高海拔、低氣壓下的污閃特性

10.3 高海拔區(qū)輸電線路絕緣子的選擇方法

10.3.1 絕緣子串長選擇方法討論

10.3.2 按絕緣子的爬電比距確定輸電線路絕緣子串片數(shù)的方法

10.3.3 根據(jù)絕緣子的耐污閃電壓校核絕緣子串片數(shù)的選取