6 绝缘子和金具

6.0.1  悬式绝缘子机械强度的安全系数参考IEC标准。

    绝缘子组合可由几个分支组成，整个组合称为“串”，其中分支称“联”。多联绝缘子串一般用于重要跨越，大垂直档距情况或耐张串。这些场合修复都较困难，且若事故扩大则后果严重。增加此条的目的是为了防止断联后再扩大事故。500kV董王线、江黄线都发生过双联悬垂串断一联，由于另一联的支持作用，避免了导线落地。

    表14是各国对金具、绝缘子机械强度所规定的安全系数和最大允许荷载的标准。

表14  各国绝缘子和金具的安全系数

    注：强度设计方式：A——对应于最大平均荷载，取适当的安全系数；B——对应于极限荷载，取标称强度适当的百分比；RUS——标称极限强度。

    常年荷载安全系数主要是针对瓷绝缘子老化率的。东北电力设计院和中国电力科学研究院对250万片年瓷绝缘子作了调查统计，得出了耐张串的老化率明显大于悬垂串的结论，而耐张串的常年荷载是绝大多数悬垂串的1.6倍～1.8倍，说明绝缘子老化率与常年荷载有较密切的关系。运行中的耐张串常年荷载相应的安全系数绝大多数大于4.5，但尚有少量的耐张串及悬垂串常年荷载安全系数小于此值，鉴于上述统计结果，绝缘子老化严重者必然较集中于这少量的塔位上。特别是在无冰区段和少冰区段，如果仅仅按最大使用荷载来选择悬垂串的允许垂直档距，则垂直档距可以放得很大，而常年荷载安全系数就可能小于4.0。根据前苏联的统计，常年荷载安全系数小于4.0时，瓷绝缘子老化率将急剧升高，而这种垂直档距较大的塔位，大多位于维修较困难的地段。因此必须对常年荷载予以限制，其相应的安全系数日本限制大于或等于4.0，因该国绝缘子质量较好，前苏联和东欧各国则大于或等于5.0。近年来我国瓷绝缘子质量有很大的提高，取4.0对绝大多数耐张串及常用档距下的悬垂串都能满足要求，是较为合适的。

    玻璃绝缘子经过长期运行后自爆率呈下降趋势。220kV鸡勃线和220kV神原线分别运行30年和15年后机械和电气性能均无下降，说明没有像瓷绝缘子那样的老化现象，而且目前的工艺水平比上述线路所用的产品有较大幅度的提高。但为安全起见，玻璃绝缘子常年荷载安全系数取值与瓷绝缘子一致。

    国内自20世纪80年代末开始批量使用复合绝缘子，荷载设计安全系数大都为3.0，至今运行情况良好，虽出现极个别串脆断，多属产品质量问题。故复合绝缘子最大使用荷载设计安全系数取3.0较为合适。20世纪90年代开始使用瓷棒绝缘子，根据德国运行经验最大使用荷载设计安全系数取3.0，运行情况良好。

6.0.2  热镀锌仍是金具有效的防腐措施。为了给今后采用更有效的措施留有余地，因此也规定可以采取其他防腐措施。

6.0.3  本条为强制性条文，金具强度安全系数取值与国外一些国家所用数值基本相近，经运行考验，无不良反映。

    双联串也可采用两个单联分别悬挂的方式，但仍应视为双联串；4联也可分为2个双联串分别悬挂的方式，但断联时的机械强度应按各单元承担的荷载分别计算。

6.0.4  绝缘子串及金具防止发生电晕的措施，一般可采用均压环屏蔽环、抬高导线位置及金具自身防电晕等办法。防电晕的目的主要是控制无线电干扰，对于减少电能损耗及防止金具腐蚀也有作用。

    一般认为绝缘子的无线电干扰是恒定电流源产生，因此可取与试品串联的检测电阻的两端电压来进行度量，所测得的电压称为无线电干扰电压(RIV)，通常用dB单位表示，且取1μV为0dB，一般每相绝缘子串干扰电压上限为60dB。测量方法可按现行国家标准《电力金具电晕与无线电电压试验方法》GB 2317.2或参考美国全国电气制造商协会(NEMA)法、国际无线电干扰特别委员会(CISPR)法及IEC 1284“电晕和无线电干扰电压试验”。

6.0.5  运行经验及机理分析证明：单片绝缘子一旦老化，钢帽与钢脚之间将形成电气通路，通过电流而发热，以致烧熔胶装水泥或绝缘体，导致地线落地。因此，一般宜采用单片双联、两片单联或非击穿型绝缘子。

6.0.6  当直流系统以大地返回方式运行(特别是大电流运行)时，由于大地电位升高，直流地电流可能通过杆塔和地线从一个杆塔流进，从另一个杆塔流出，从而导致杆塔和基础被腐蚀。根据模拟计算，如距离大于10km，接地极地电流可能导致杆塔及基础的腐蚀量是很轻微的，可以忽略不计。

    此外，如果输电线路与接地极很近，当直流系统以大地返回方式运行(特别是大电流运行)时，地电流可能通过杆塔和地线返回到换流站(变电站)接地网，再通过接地网、中性点接地的变压器流入到交流系统中，从而导致变压器磁饱和。缓解或消除接地极地电流对杆塔的腐蚀影响，需将靠近接地极的线路地线进行绝缘。

6.0.7  与横担连接的第一个金具受力较复杂，国内早期运行经验已经证明这一金具不应采用可锻铸铁制造的产品；1988年发生在500kV大房线上的球头断裂事故证明：第一个金具不够灵活，不但本身易受磨损，还将引起相邻的其他金具受到损坏。因此在选择第一个金具时，应从强度、材料、型式三方面考虑。国外对此金具也有特殊考虑的事例，加拿大不列颠哥伦比亚省水电局是采取提高一个强度等级的措施；日本则通过疲劳、磨损等试验对各种金具型式进行选择；意大利设计了一种两个方向的回转轴心基本上在同一个平面上的金具，使得两个方向转动都较灵活。因此，对联塔第一个金具的选择，除了要求结构上灵活外，同时要求强度上提高一个等级。

6.0.8  在输电线路设计中，为了缩小走廊宽度，减少悬垂串的风偏摇摆，V型串的使用日趋广泛，根据试验和设计研究成果，330kV以上输电线路悬垂V型串两肢间夹角之半可比最大风偏角小5°～10°，或通过试验确定。

6.0.9  在路径选择时应尽量避开易发生舞动地区，无法避让时，要采取措施提高线路的机械强度，并安装抑舞动装置。

6.0.10  根据2008年初我国南方地区覆冰灾害情况的分析，为防止或减少重要线路冰闪事故的发生，需采取增加绝缘子串长和采用V型串、八字串等措施。