绝缘子 （物理元件）

概述

安装在不同电位的导体或导体与接地构件之间的能够耐受电压和机械应力作用的器件。绝缘子种类繁多，形状各异。不同类型绝缘子的结构和外形虽有较大差别，但都是由绝缘件和连接金具两大部分组成的。

绝缘子是一种特殊的绝缘控件， 能够在架空输电线路中起到重要作用。早年间绝缘子多用于电线杆，慢慢发展于高型高压电线连接塔的一端挂了很多盘状的绝缘体，它是为了增加爬电距离的，通常由玻璃或陶瓷制成，就叫绝缘子。绝缘子不应该由于环境和电负荷条件发生变化导致的各种机电应力而失效，否则绝缘子就不会产生重大的作用，就会损害整条线路的使用和运行寿命。

分类

绝缘子按安装方式不同，可分为悬式绝缘子和支柱绝缘子；按照使用的绝缘材料的不同，可分为瓷绝缘子、玻璃绝缘子和复合绝缘子（也称合成绝缘子）；按照使用电压等级不同，可分为低压绝缘子和高压绝缘子；按照使用的环境条件的不同，派生出污秽地区使用的耐污绝缘子；按照使用电压种类不同，派生出直流绝缘子；尚有各种特殊用途的绝缘子，如绝缘横担、半导体釉绝缘子和配电用的拉紧绝缘子、线轴绝缘子和布线绝缘子等。此外，按照绝缘件击穿可能性不同，又可分为A型即不可击穿型绝缘子和B型即可击穿型绝缘子两类。

悬式绝缘子广泛应用于高压架空输电线路和发、变电所软母线的绝缘及机械固定。在悬式绝缘子中，又可分为盘形悬式绝缘子和棒形悬式绝缘子。盘形悬式绝缘子是输电线路使用最广泛的一种绝缘子。棒形悬式绝缘子在德国等国家已大量采用。

支柱绝缘子主要用于发电厂及变电所的母线和电气设备的绝缘及机械固定。此外，支柱绝缘子常作为隔离开关和断路器等电气设备的组成部分。在支柱绝缘子中，又可分为针式支柱绝缘子和棒形支柱绝缘子。针式支柱绝缘子多用于低压配电线路和通信线路，棒形支柱绝缘子多用于高压变电所。

瓷绝缘子绝缘件由电工陶瓷制成的绝缘子。电工陶瓷由石英、长石和粘土做原料烘焙而成。瓷绝缘子的瓷件表面通常以瓷釉覆盖，以提高其机械强度，防水浸润，增加表面光滑度。在各类绝缘子中，瓷绝缘子使用最为普遍。

玻璃绝缘子绝缘件由经过钢化处理的玻璃制成的绝缘子。其表面处于压缩预应力状态，如发生裂纹和电击穿，玻璃绝缘子将自行破裂成小碎块，俗称“自爆”。这一特性使得玻璃绝缘子在运行中无须进行“零值”检测。

复合绝缘子也称合成绝缘子。其绝缘件由玻璃纤维树脂芯棒（或芯管）和有机材料的护套及伞裙组成的绝缘子。其特点是尺寸小、重量轻，抗拉强度高，抗污秽闪络性能优良。但抗老化能力不如瓷和玻璃绝缘子。复合绝缘子包括：棒形悬式绝缘子、绝缘横担、支柱绝缘子和空心绝缘子（即复合套管）。复合套管可替代多种电力设备使用的瓷套，如互感器、避雷器、断路器、电容式套管和电缆终端等。与瓷套相比，它除具有机械强度高、重量轻、尺寸公差小的优点外，还可避免因爆碎引起的破坏。

低压绝缘子和高压绝缘子低压绝缘子是指用于低压配电线路和通信线路的绝缘子。高压绝缘子是指用于高压、超高压架空输电线路和变电所的绝缘子。为了适应不同电压等级的需要，通常用不同数量的同类型单只（件）绝缘子组成绝缘子串或多节的绝缘支柱。

耐污绝缘子主要是采取增加或加大绝缘子伞裙或伞棱的措施以增加绝缘子的爬电距离，以提高绝缘子污秽状态下的电气强度。同时还采取改变伞裙结构形状以减少表面自然积污量，来提高绝缘子的抗污闪性能。耐污绝缘子的爬电比距一般要比普通绝缘子提高20%～30%，甚至更多。中国电网污闪多发的地区习惯采用双层伞结构形状的耐污绝缘子，此种绝缘子自清洗能力强，易于人工清扫。

直流绝缘子主要指用在直流输电中的盘形绝缘子。直流绝缘子一般具有比交流耐污型绝缘子更长的爬电距离，其绝缘件具有更高的体电阻率（50℃时不低于10Ω·m），其连接金具应加装防电解腐蚀的牺牲电极（如锌套、锌环）。

A型绝缘子和B型绝缘子A型即不可击穿型绝缘子，其干闪络距离不大干击穿距离的3倍（浇注树脂类）或2倍（其它材料类）：B型即可击穿型绝缘子，其击穿距离小于干闪络距离的1/3（浇注树脂类）或1/2（其它材料类）。绝缘子干闪络距离指经由沿绝缘件外表面空气的最短距离； 击穿距离指经由绝缘件绝缘材料内的最短距离。

功能及要求

绝缘子的主要功能是实现电气绝缘和机械固定，为此规定有各种电气和机械性能的要求。如在规定的运行电压、雷电过电压及内部过电压作用下，不发生击穿或沿表面闪络；在规定的长期和短时的机械负荷作用下，不产生破坏和损坏；在规定的机、电负荷和各种环境条件下长期运行以后， 不产生明显的劣化；绝缘子的金具，在运行电压下不产生明显的电晕放电现象，以免干扰无线电或电视的接收。因为绝缘子是大量使用的器件，对其连接金具还要求具有互换性。此外， 绝缘子的技术标准还根据型号和使用条件的不同，要求对绝缘子进行各种电气的、机械的、物理的以及环境条件变化的试验， 以检验其性能和质量。

产业发展

国内已有近200多家线路绝缘子制造企业，其中具有一定生产规模的企业约40家左右。世界上已有一百多个国家采用钢化玻璃绝缘子，数量超过了2亿片。由于电网建设加快，相比瓷绝缘子，国内玻璃绝缘子的发展更为迅猛，其市场供不应求，不断吸引着其他企业竞相踏入这一领域。

自2004年以来，我国绝缘子避雷器行业主要企业主营业务收入持续快速增长，年均增长率接近25%。随着我国绝缘制品制造业技术水平的提高，以及东亚、南亚等国家经济发展速度的加快，国内主要企业抓住时机，积极开拓国际市场，行业的出口交货值逐年上升。据相关研究预测，2012-2015年我国绝缘子避雷器制造行业销售收入年复合增长率为 17.83%，2015年，国内绝缘子避雷器行业销售收入将达到403亿元。

近几年来，我国电力工业发展迅速，发电机装机容量逐年增加。据统计，2010年我国发电装机容量为9.62亿千瓦，同比增长10.08%。绝缘子避雷器作为输变电设备不可缺少的组成部分，与电力工业的发展密不可分。

电力工业是绝缘子避雷器产品最为主要的应用市场，我国现阶段的许多电力工程，例如城乡电网的建设和改造、西电东送工程、电气化铁路建设工程以及特高压产品市场的启动不仅为绝缘子避雷器行业的发展提供了广阔的市场空间，同时也对行业产品市场提出了新的要求，促进了绝缘子避雷器产品市场结构的调整以及新技术的研发力度。