摘要：根据复合绝缘材料在实际交直流输变电项目中的运用状况，本文首先研究了瓷绝缘材质的弊端，进而分析了复合绝缘材料特点以及其在交直流输变项目中的运用，重点分析了复合绝缘材质在变电站和在线路一侧的运用。
关键词：复合绝缘；交直流；输变电；变电站；线路一侧
1 引言
伴随电压级别的不断升高，变电站对绝缘子和绝缘护套提出了相应的尺度标准，但高电压级别的绝缘子和绝缘护套的制造难度级别较大。本文重点分析了复合绝缘材料在交直流变电项目中的运用。
2 瓷绝缘材质的弊端
瓷绝缘材质和高压电气装备的绝缘制造过程中，存在能耗很大、碳排放量很高的问题，其原料采用的是不可再生的铝矾土材质，过量开发将对当地生态产生严重的损坏，并且带来大量水土流失。尤其在交直流输电项目的建设过程中，瓷绝缘材料存在制造难度大、价位高、制造周期长的特点。此外，大直径瓷套和各类茨件容易脆断，抗震系数校小，运输成本高，防污性能较差。
3 复合绝缘材料特点
3.1 复合绝缘材料的抗震能力较优
由于瓷是脆性材料，韧性特征较差，在地震状况中往往伴随坍塌状况，并且容易出现电气装备以及人员的损伤。在各种地震事故中，装备的绝缘子损毁是电气装备损坏的重要因素。根据业内统计，99%之上的电气装备均由于瓷绝缘子损毁而来。相对而言，FRP材料具备较好的抗震能力。
3.2 复合绝缘耐湿特点
有机复合材质表层的厌水性为复合止住化绝缘子耐湿状态的主要因素，并且在大雾、小雨、露、雪、冰等恶劣气候状态下，复合绝缘子表层将构成分离的水珠而不是连续的水膜。此外，在相应污秽程度下，复合绝缘材质的耐压水平可达到普通绝缘子的两倍之上。
3.3 复合绝缘系数强度较高、质量不大
复合支柱绝缘子的强度重量比重较高，即比强度高，其机械强度来源于玻璃钢芯棒体的机械状态。当前的玻璃钢拉伸系数为1千兆帕之上，其抗震阻尼系数较强。
3.4 复合绝缘运行护养便捷
有机绝缘具有较好的耐污效能，提升了整个电力体系的可靠度。在污染区域类似绝缘子易实现定期清扫，并且不需进行瓷绝缘子零值测试状态，降低了污染区域的运行开销。
3.5 复合绝缘不易损毁
复合绝缘子耐受冲击能力较强，能够减少在安装、运输过程造成意外损毁的风险。
3.6 本章总结
复合绝缘材料具有抗震能力较优，耐湿特点，绝缘系数强度较高，质量不大，运行护养便捷并且复合绝缘材料不易损毁。
4 复合绝缘材质在交直流输变项目中的运用
4.1 复合绝缘材质在变电站的运用
变电站主要选取实心复合支柱类绝缘和空心复合绝缘管线两类。其中实心复合支柱绝缘采用隔离开关的支柱绝缘和独立支柱绝缘为代表，主要给隔离开关和母线等装备提供对地绝缘和机械支撑。
4.1.1 主变和高抗类复合套管
主变和高抗类复合套管主要选用油纸类电容模式，其主绝缘是高压电缆纸与铝箔均压电极类电容芯子，硅橡胶复合外套主要用于外绝缘和油容器，以及套管作为全密封化的构造。
4.1.2 柱类断路器复合绝缘套管模型
柱类断路器选取复合绝缘套管模型，内部采用玻璃钢结构，但需注意，由于电弧作用生成分解物和二氧化硅进行化学反应，产生的氢氟酸将对复合材料形成腐蚀。此外，断路装置在开断进程中易出现高温气体。
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4.1.3 复合绝缘子下的隔离开关
为达到隔离开关装备的正常闭合标准，其复合支柱的绝缘材料需要满足相应的刚性，并且在绝缘子的刚性程度主要依据增强树脂棒所给定。在完成化学反应并成型的过程中，环氧树脂通过相关化学反应得到环氧树脂基体和玻璃纤维构成统一体。
4.1.4 电容化电压互感类复合绝缘外套
通过硅胶复合材料用作外部绝缘和绝缘油的容器，基于绝缘油和复合材料之间的互容状态，需要在内部增加绝缘油作为内衬，用来规避绝缘管对绝缘油的作用，此外，产品外部的绝缘改变均需要试验分析其机械状态和抗震能力。
4.1.5 金属氧化物避雷装置的复合绝缘外套
避雷装置的复合外壳在导线拉力和风压力的作用之下自身变形的影响相对很大，避雷装置内部芯体伴随负荷外套的变形发生相关变动，并对其长期运转产生影响，因此，复合避雷装置的芯体应当根据多个单元完成衔接，提升结构单元之间的稳定作用。
4.2 复合绝缘材质在线路一侧的运用
4.2.1 复合绝缘材质的复合横担运用
复合横担主要包含三角构造和斜索拉方式形成、在横担的下端平面主要包括两组支柱类绝缘体构成一定角度的三角支持状态、在横担下端则包含两组支柱绝缘体呈现夹角所形成的三角类支撑。斜拉索通过复合绝缘材料和横担两端以及铁塔衔接，横担中部则采用复合材料支持。
4.2.2 直流特高压输电线路的复合绝缘子运用
由于国内直流特高压输电线路大规模污闪停电事故频发，而高压线路的大规模建设便于复合绝缘子的研究和运用，复合绝缘子除去污闪效能状态较好，直流复合绝缘子的价值低于其1/3，因而能够被推广运用。
4.3 复合绝缘材料的运用难点
4.3.1 复合绝缘材料的老化状况
复合绝缘材料的老化状况包含耐电老化、耐紫外线老化以及耐雾老化等方面，尤其在高海拔区域，耐紫外线老化的功能特别重要。
4.3.2 复合绝缘材料的机械状况
复合绝缘材料的机械性有待提升，针对特殊装备如隔离开关等均需要设置较高的机械标准，为满足开关要求，复合绝缘子需要保障相应的刚度。
4.4 本章总结
本章主要研究了复合绝缘材质在交直流输变项目中的运用，包含复合绝缘材质在变电站的运用、主变和高抗类复合套管、柱类断路器复合绝缘套管模型、复合绝缘子下的隔离开关、电容化电压互感类复合绝缘外套以及金属氧化物避雷装置的复合绝缘外套和复合绝缘材质在线路一侧的运用与复合横担运用，并给出直流特高压输电线路的复合绝缘子运用，运用难点，老化状况和机械状况。
5 本文总结
复合绝缘材料具备耐湿和耐污性质好，抗震性能高，并且质量轻，运行和维护较为便捷，但复合绝缘子仍然具有很多问题需要研究。
本文首先研究了复合绝缘材料特点，包含抗震能力较优，耐湿特点，绝缘系数强度较高，质量不大，运行护养便捷并且复合绝缘材料不易损毁。
本文进而研究了复合绝缘材质在交直流输变项目中的运用，包含复合绝缘材质在变电站的运用、主变和高抗类复合套管、柱类断路器复合绝缘套管模型、复合绝缘子下的隔离开关、电容化电压互感类复合绝缘外套以及金属氧化物避雷装置的复合绝缘外套和复合绝缘材质在线路一侧的运用与复合横担运用，并给出直流特高压输电线路的复合绝缘子运用，运用难点，老化状况和机械状况。
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论文作者:孙铮1,卢少鹏2
论文发表刊物:《电力设备》2017年第10期
论文发表时间:2017/8/8
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