电力网输配电线路绝缘子可靠性分析

　　绝缘子在输配电线路中起到绝缘和支撑线缆的作用，保证输配电线路系统的安全稳定运行，所以对绝缘子的可靠性评价需要从这两方面考虑，保证绝缘子能够满足使用需求。另外由于输配电线路绝缘子工作环境较为恶劣，在绝缘子选择和生产过程中需要对相关因素进行考虑，保证绝缘子使用的安全性和稳定性。

　　1　电力网输配电线路绝缘子可靠性的评价

　　1.1　绝缘子使用寿命

　　绝缘子使用寿命是绝缘子选取标准的基础，在进行绝缘子选择时需要保证绝缘子的实际使用寿命高于绝缘子的设计使用寿命，高寿命的绝缘子能够在很大程度上提升线路运行的经济性，更重要的是该项参数也能够对绝缘子的安全使用周期进行反映。经过多年发展，当前绝缘子分为陶瓷绝缘子、玻璃绝缘子和复合材料绝缘子，我国已经对前两种绝缘子进行长时间的调查和研究，对这两种绝缘子的整体使用寿命进行调查，结果表明玻璃绝缘子使用寿命要远高于陶瓷绝缘子，玻璃绝缘子失效主要由金属构件引起，平均使用寿命为40 年，陶瓷绝缘子失效多由绝缘层引起，平时使用寿命为15~25 年。复合材料绝缘子虽然具有更多优势，但是世界范围内的检测结果表明，其平均使用寿命只有7 年。

　　1.2　掉线概率

　　电力网输配电线路掉线事故会引起很严重的后果，不但会对各种输配电线路系统中的仪器造成损坏，还会引起大面积停电，故而电力企业在绝缘子选取时会对绝缘子的掉线概率进行调查和研究。对三种绝缘子的多年研究表明，玻璃绝缘子在使用过程中不会发生掉线事故，这是由于当前的玻璃绝缘子主要采用圆柱头结构，并且破损容易检出。复合材料绝缘子采用长条状结构，在运行过程中掉线率也很低，但是受限于生产成本和使用寿命，用途较窄。陶瓷绝缘子掉线概率达到2×10-5，相较于另两种绝缘子，掉线率极高。

　　1.3　绝缘子失效以及失效检测频率

　　目前在工程上采用绝缘子失效率表述绝缘子的失效情况，多年跟踪调查表明，陶瓷绝缘子失效率最高，为（1~4）×10-4，比玻璃绝缘子失效率高2 个量级。但是由于复合材料绝缘子起步研究和生产年限较短，不能对其失效率进行有效调查。

　　另外绝缘子的失效检出概率也是衡量绝缘子可靠性的一个重要指标，由于玻璃绝缘子为透明状，当发生破损以及产生裂纹时能够被快速检出，仅凭肉眼观察即可，降低了检测人员的工作强度，玻璃绝缘子的故障可被完全检出。陶瓷绝缘子失效检查过程复杂，并且很多故障具有隐蔽性，失效检出率较低，而复合材料绝缘子在当前无法进行失效检出。

　　2　提升电力网输配电线路绝缘子可靠性的措施2.1　保证材料处理的科学性

　　绝缘子的使用寿命很大程度上受限于自身材料和材料的均质程度，所以要提升绝缘子的可靠性，故而在玻璃和陶瓷绝缘子的生产中，需要充分保证材料的均匀性，降低绝缘子的内部缺陷数量。同时对绝缘子进行相关处理也能够在一定程度上提升绝缘子的使用寿命，例如钢化玻璃绝缘子使用寿命要高于退火玻璃和陶瓷绝缘子，经过适当处理后能够最大限度减小绝缘子的内部缺陷，同时玻璃绝缘子也提升了材料的均匀性，极大提升了玻璃绝缘子的综合素质。另外在当前的发展中，已经实现了玻璃绝缘子的“热刚性”处理，这种处理模式能够在绝缘子表面形成一个100~250MPa 的永久预应力层，对玻璃绝缘子进行防护，提升绝缘子使用寿命。

　　2.2　改变产品结构

　　输配电线路绝缘子运行环境恶劣，这种恶劣的环境能够增加绝缘子的失效率，而通过合适的结构改变能够降低绝缘子的失效率。以玻璃绝缘子为例，当前的玻璃绝缘子多采用圆柱头结构，这种结构能够时绝缘子系统受力均匀，能够将应力分散，提升了绝缘子的可靠性。在绝缘子系统运行过程中，环境会对绝缘子的稳定性造成很大影响，其中以各种污染物对绝缘子可靠性的影响最大，在三种绝缘子中，复合材料绝缘子防污效果最好，但是这种绝缘子在使用过程中存在老化速度快的缺点，所以可以对玻璃绝缘子进行一定结构上的改变，使其能够提升防污性性能，对可靠性进行提升。

　　2.3　提升绝缘子生产水平

　　绝缘子的生产水平是绝缘子可靠性的基础，当前我国的绝缘子生产水平存在不足，所以需要提升绝缘子的生产水平。从国际范围来看，当前各发达国家绝缘子系统以玻璃绝缘子为主，玻璃绝缘子占绝缘子总数的90% 以上，并且这些国家已经开始逐步发展复合材料绝缘子生产技术，对复合材料绝缘子的现有缺点进行改进，所以我国在未来的发展中，首先需要提升玻璃绝缘子的生产水平，之后进行复合材料绝缘子的独立研发。

　　另外各类绝缘子的相关构件也会对绝缘子的可靠性造成影响，尤其是对玻璃绝缘子，失效主要由金属构件导致，所以在未来的发展中，需要对相关构件进行设计和检测，提升绝缘子可靠性，对于玻璃和陶瓷绝缘子，在今后的生产中需要降低生产误差，进一步提升绝缘子的可靠性。

　　2.4　提高失效绝缘子的检出率

　　在绝缘子使用过程中需要定期对绝缘子进行检查，并要保证高失效检出率。对于已经采用了玻璃绝缘子的输配电线路来说，失效检出率高达百分之百，而陶瓷绝缘子失效检出率较低，为了保证输配电线路的安全稳定运行，需要在现有基础上提升陶瓷绝缘子的实现检出率，可以通过缩短检测时间间隔等方式达成 该目的。而对于复合材料绝缘子，当前没有合适的失效检测方式，需要通过相关技术的开发来进行绝缘子的失效检出，新技术的开发也能够带动复合材料绝缘子的设计和生产过程，让我国的复合材料绝缘子生产获得迅猛发展。

　　2.5　绝缘子传输可靠性分析

　　输电线路绝缘子可靠性分析，也是当前电力传输线路综合调配的主要策略，该种绝缘子传输稳定性分析，将直接影响到输电线路的传输稳定性。一般而言，输电线路的绝缘子稳定性检测，可通过输电线路内外电压的稳定情况进行判断，如果输电线路的绝缘子传输可靠性高，则内外电压相对平稳；反之，电力网输配电线路绝缘子线路的电压将处于失衡状态。

　　2.6　绝缘子防护形式多元化

　　为了实现电力网输配电线路绝缘子线路设计可靠性提升，也可以通过改变绝缘子防护形式的方式，达到绝缘子对电力传输线路安全防护的效果。当前电力传输结构中应用的绝缘子保护形式，主要是垂直趋向和水平趋向上的设计。而为了确保绝缘子结构设计，与输电线路的整体需求相互温和，也可通过将其设计为绑扎形，和两孔舌形的方式，达到绝缘子输电线路灵活性传输的目的。如图1 为电力网输配电线路绝缘子设计图，该两种绝缘子安装设计方式，能够满足输电线路设计零散、结构传输体系分散，线路数量少的需求，从而达到了电力网输配电线路绝缘子结构科学应用的目的，同时，新型绝缘子防护形式的变化，也将适应当代多元化电力传输线路设计需求，提升输电线路设计的实用性。

　　图1　电力网输配电线路绝缘子设计图（左为绑扎形状，右为两孔舌形）3　结语

　　综上所述，电力网输配电线路绝缘子的可靠性分析包括使用寿命、掉线率和失效率的调查，在可靠性分析时需要充分考虑这三个因素。而要提高绝缘子的可靠性，可以通过优化生产过程、改进产品结构以及提高失效检出率的方式达到要求。

　　参考文献：

　　[1] 王永平.电力网输配电线路绝缘子可靠性分析[J].中国高新技术企业,2016(10):122-123.

　　[2] 刘长福.电网绝缘子失效检测方法[A].中国计量协会冶金分会、《冶金自动化》杂志社.中国计量协会冶金分会2011年会论文集[C].

　　中国计量协会冶金分会、《冶金自动化》杂志社,2011:4.