摘要：文章(zhāng)提出和(hé)論述了(le)評價超高(gāo)壓EHV輸電線路絕緣子可(kě)靠性的(de)五項準則：壽命周期、失效率、失效檢出率、事故率和(hé)可(kě)靠性試驗。 并由此得(de)出結論:爲提高(gāo)EHV輸電線路的(de)可(kě)靠性，應優先采用(yòng)玻璃絕緣子，集中力量研制複合絕緣子，加大(dà)改造力度以提高(gāo)瓷絕緣子的(de)制造水(shuǐ)平。 

關鍵詞：超高(gāo)壓輸電 絕緣子 可(kě)靠性評價 

　線路絕緣子性能的(de)優劣直接影(yǐng)響到輸電線路，特别是超高(gāo)壓EHV輸電線路運行的(de)可(kě)靠性和(hé)經濟性。因此，如何評價EHV輸電絕緣子的(de)可(kě)靠性，已成爲電力部門和(hé)絕緣子制造部門尤爲關注的(de)問題。
　　在架空輸電線路上現在使用(yòng)的(de)有三種材料絕緣子——瓷絕緣子、玻璃絕緣子和(hé)有機複合絕緣子。我國目前的(de)生産現狀是以生産和(hé)使用(yòng)瓷絕緣子爲主，玻璃絕緣子國内生産能力隻占國内絕緣子總需求量的(de)20；我國複合絕緣子的(de)研制起步較晚，由于近年來(lái)國内外在此技術上的(de)進展較快(kuài)，生産和(hé)使用(yòng)量已呈上升态勢。
　　1　對(duì)絕緣子可(kě)靠性評價的(de)五項準則
　　運行的(de)可(kě)靠性是決定絕緣子生命力的(de)關鍵。的(de)評價應是大(dà)量絕緣子在輸電線路上長(cháng)期運行的(de)統計結果和(hé)可(kě)靠性試驗所反映出來(lái)的(de)性能水(shuǐ)平。因此，評價絕緣子應遵循下(xià)述準則：
　　1壽命周期
　　産品在标準規定的(de)使用(yòng)條件下(xià)，能夠保持其性能不低于出廠标準的(de)zui低使用(yòng)年限爲“壽命周期"。此項指标不僅反映絕緣子的(de)安全使用(yòng)期，也(yě)能反映輸電線路投資的(de)經濟性。我國曾先後多(duō)次對(duì)運行5～30年的(de)玻璃和(hé)瓷絕緣子進行機電性能跟蹤對(duì)比試驗。結果表明(míng):玻璃絕緣子的(de)使用(yòng)壽命取決于金屬附件，瓷絕緣子的(de)使用(yòng)壽命取決于絕緣件［1］。玻璃絕緣子的(de)壽命周期可(kě)達40年，而瓷絕緣子除全面采用(yòng)*制造技術後有可(kě)能較大(dà)幅度地延長(cháng)其壽命周期外，其平均壽命周期僅爲15～25年；複合絕緣子經曆了(le)“三代"的(de)發展，但從迄今世界範圍内的(de)試驗及運行結果分(fēn)析來(lái)看，其平均壽命周期隻有7年［2］。
　　2失效率
　　運行中年失效絕緣子件數與運行絕緣子總件數之比稱爲年失效率。對(duì)于國産玻璃絕緣子,其壽命周期内平均失效率爲1～4×10－4/a［1］，對(duì)于國産瓷絕緣子的(de)失效率，除個(gè)别合資企業産品将有可(kě)能降低外，比玻璃絕緣子約高(gāo)1～2個(gè)數量級；對(duì)于複合絕緣子，由于壽命周期不能預測、複合材料配方和(hé)制造工藝還(hái)不能*定型，其失效率很難預測。
　　3失效檢出率
　　絕緣子失效後能否檢測出來(lái)的(de)檢出率對(duì)線路安全運行的(de)影(yǐng)響是比失效率本身更爲重要的(de)因素。檢出率取決于絕緣子失效的(de)表現形式和(hé)失效的(de)原因。玻璃絕緣子失效的(de)表現形式是“自動破碎"和(hé)“零值自破"［1］。“自破"不是老化(huà)，而是玻璃絕緣子失效的(de)*表現形式，所以隻需憑借目測就可(kě)方便地檢測出失效的(de)絕緣子，其失效檢出率可(kě)達；瓷絕緣子失效的(de)表現形式爲頭部隐蔽“零值"或“低值"，複合絕緣子失效的(de)主要表現形式爲傘裙蝕損以及隐蔽的(de)複合“界面擊穿"。此外，瓷和(hé)複合絕緣子失效的(de)原因是材料的(de)老化(huà)，而老化(huà)程度是時(shí)間的(de)函數。老化(huà)是隐蔽的(de)，因此給檢測帶來(lái)極大(dà)的(de)困難，造成檢出率極低；對(duì)于複合絕緣子，實際上根本無法檢測。
　　4事故率
　　年掉線次數與運行絕緣子件數之比稱爲年事故率。絕緣子掉串是架空輸電線路zui爲嚴重的(de)事故之一。對(duì)于EHV輸電，若造成大(dà)面積、長(cháng)時(shí)間停電，後果則不堪設想。
　　國産玻璃絕緣子30年來(lái)的(de)運行經驗證明(míng):在220～500kV的(de)輸電線路上，從來(lái)沒有因爲玻璃絕緣子失效而發生過掉線事故［1］，而國産瓷絕緣子掉線事故率則高(gāo)達2×10－5 。前蘇聯的(de)研究指出，即使失效率相同，瓷絕緣子較玻璃絕緣子的(de)事故率也(yě)至少高(gāo)一個(gè)數量級［3］。由于複合絕緣子爲長(cháng)棒式，掉線事故一般很少發生，但導緻内絕緣擊穿、芯棒斷裂和(hé)強度下(xià)降的(de)因素始終存在，一旦失效，事故概率會高(gāo)于由多(duō)個(gè)元件組成的(de)絕緣子串。
　　5可(kě)靠性試驗
　　爲對(duì)絕緣子進行可(kě)靠性評價，國内外曾對(duì)玻璃絕緣子和(hé)瓷絕緣子作過各種方式的(de)加速壽命試驗和(hé)強制老化(huà)試驗。如:陡波試驗、熱(rè)機試驗、耐電弧強度試驗、1500萬次低頻(pín)18.5Hz和(hé)200萬次高(gāo)頻(pín)185～200Hz振動疲勞試驗及内水(shuǐ)壓試驗，都從不同角度得(de)出結論:與玻璃絕緣子相反，絕大(dà)多(duō)數瓷絕緣子都不能通(tōng)過這(zhè)些試驗［1］。對(duì)于複合絕緣子，可(kě)靠性試驗則還(hái)是一個(gè)有待于繼續探索的(de)課題。

2　影(yǐng)響絕緣子可(kě)靠性的(de)三大(dà)因素
　　1材料是基礎
　　玻璃和(hé)瓷均屬鋁矽酸鹽，瓷是三相結晶相、玻璃相和(hé)氣相共存的(de)不均質體，而玻璃是液态和(hé)玻璃态互爲可(kě)逆的(de)均質體。“均質性"是影(yǐng)響絕緣材料介電強度的(de)重要因素。脆性材料的(de)機械強度和(hé)熱(rè)穩定性，不*取決于材料力學性質，而極大(dà)程度上取決于材料内部的(de)缺陷和(hé)表面狀态。這(zhè)就是鋼化(huà)玻璃較之退火玻璃和(hé)瓷，上釉的(de)瓷較不上釉的(de)瓷強度高(gāo)得(de)多(duō)的(de)原因。此外，玻璃的(de)“熱(rè)鋼化(huà)"技術，賦予玻璃表層一個(gè)高(gāo)達100～250MPa的(de)*預應力。這(zhè)就是“鋼化(huà)玻璃"強度鋼鐵化(huà)，熱(rè)穩定性高(gāo)，較瓷不易老化(huà)和(hé)壽命長(cháng)的(de)道理(lǐ)。對(duì)于複合絕緣子的(de)難點是解決有機材料在戶外條件下(xià)的(de)老化(huà)、芯棒的(de)脆斷和(hé)蠕變。可(kě)見，鋼化(huà)玻璃既較瓷有高(gāo)得(de)多(duō)的(de)機械、絕緣強度，又較有機材料具有優良的(de)抗老化(huà)性能，爲絕緣子的(de)可(kě)靠運行奠定了(le)良好的(de)基礎。
　　2産品結構和(hé)耐污性能是關鍵
　　玻璃絕緣子采用(yòng)圓柱頭結構，承力組件受力均勻。較之國内傳統瓷絕緣子數十年一貫制的(de)圓錐頭結構，具有尺寸小、重量輕、強度高(gāo)和(hé)電性能優良的(de)特點。由于玻璃的(de)線膨脹系數較瓷大(dà)得(de)多(duō)，外型尺寸較複合絕緣材料小得(de)多(duō)，且與金屬附件和(hé)水(shuǐ)泥易連接，因而受力組件材質匹配良好。在各種氣候條件下(xià)，不會象瓷絕緣子和(hé)複合絕緣子那樣容易産生危險應力而導緻老化(huà)。且複合絕緣子很難解決複合界面的(de)結構質量。
　　但複合絕緣子具有優良的(de)耐污性能，而且通(tōng)常無需清掃。這(zhè)就極大(dà)地減少了(le)線路維護費用(yòng)。就此而論，複合絕緣子發展前景廣闊。玻璃的(de)介電常數較大(dà)，因而單隻玻璃絕緣子的(de)幹閃絡電壓比瓷絕緣子的(de)低，但有較大(dà)的(de)主電容來(lái)改善表面的(de)電壓分(fēn)布，使之與瓷絕緣子串的(de)閃絡電壓相當。加之玻璃絕緣子洩漏比距大(dà)，表面産生的(de)凝聚物(wù)少，抵抗由污穢引起的(de)熱(rè)應力的(de)能力強，因而不易因閃絡而出現事故。華東電網十年來(lái)的(de)污閃實踐一再證明(míng)，玻璃絕緣子的(de)耐污性能優于瓷絕緣子。
　　3制造水(shuǐ)平是保證
　　在國外，産品的(de)生産均已形成相當經濟規模、且具有工藝*的(de)高(gāo)自動化(huà)生産線。因而，整個(gè)西歐和(hé)前蘇聯，玻璃絕緣子的(de)*高(gāo)達90以上；整個(gè)北(běi)美(měi)複合絕緣子使用(yòng)量爲世界之zui，占本地絕緣子市場(chǎng)總量的(de)25～30［2］；在日本，瓷絕緣子則一統天下(xià)。在我國，所幸的(de)是國産玻璃絕緣子通(tōng)過技術引進和(hé)自己開發，已具備了(le)上述生産條件。對(duì)于瓷和(hé)複合絕緣子，除個(gè)别合資企業外，上述制造水(shuǐ)平在我國尚未達到。可(kě)見，選用(yòng)何種産品還(hái)取決于産品的(de)制造水(shuǐ)平和(hé)對(duì)産品性能及使用(yòng)環境的(de)全面了(le)解。
　　3　結束語
　　1絕緣子的(de)壽命周期、失效率、失效檢出率、事故率和(hé)可(kě)靠性試驗，應成爲綜合評價EHV絕緣子可(kě)靠性的(de)五項準則。
　　2 擴大(dà)使用(yòng)國産玻璃絕緣子在當前有著(zhe)較大(dà)優勢。作爲玻璃絕緣子制造者應精益求精，有效降低絕緣子運行頭幾年的(de)失效率。
　　3 複合絕緣子有著(zhe)較爲廣闊的(de)發展前景，應集中力量開發研制，以求在延緩材料老化(huà)和(hé)預測壽命周期上取得(de)突破。
　　4 具有悠久生産曆史的(de)國産瓷絕緣子，應加大(dà)技術改造力度，在材料配方、産品結構和(hé)制造水(shuǐ)平上取得(de)更大(dà)的(de)進展。
　

　參考文獻
　　[1]　闵定夫.鋼化(huà)玻璃絕緣子的(de)特性及其可(kě)靠性.中國科學技術文庫，重慶：科學技術文獻出版社,1997 
　　[2]　劉躍淩.高(gāo)壓絕緣子和(hé)避雷器.北(běi)京：機械工業出版社,1995: 53～71
　　[3]　季霍捷耶夫著.1150kV輸電的(de)關鍵技術.吳維韓,王鳳鳴譯.特高(gāo)壓輸變電技術三，電力工業部科學