為什麼高壓輸電線上的絕緣子設計成粗細不均的形狀？

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如圖所示，為什麼不用一根直的陶瓷棒？
莫非，是因為要增大雨天時表面的水膜的長度？

我就從架空輸電線路上使用的絕緣子來說一下。

絕緣子一般是由固體絕緣材料製成，安裝在不同電位的導體之間或導體與接地構件之間，是同時起到電氣絕緣和機械支撐作用的器件。現在普遍使用的絕緣子可以按照材料分成三類：陶瓷、玻璃和複合絕緣子。常見的玻璃和陶瓷絕緣子以盤形絕緣子為主，而複合絕緣子則以長棒形為主。在這張照片上能同時看到複合絕緣子（與地面垂直、很細的）和陶瓷絕緣子（與地面平行或成一定夾角，比較粗的那個）。

題主提到了絕緣子的粗細不均，那就必須得說明一個概念，污閃。樓上幾位大牛已經都說到了，只是沒有給出具體解釋。污閃是這樣的：絕緣子在正常運行過程中，受工業排放物以及自然揚塵等環境因素的影響，表面會逐漸積累污穢。乾燥條件下，污層不會導電，對絕緣強度的影響較小；但在霧、露、毛毛雨、溶雪等天氣條件下，污層會逐漸受潮濕潤，其中的可溶性電解質成分被水溶解，絕緣子表面形成一層具有一定電導率的水膜，從而開始有泄漏電流流過絕緣子表面。由於絕緣子形狀、積污以及受潮的不均勻等因素，使得絕緣子表面電流分布不均勻，在電流焦耳加熱作用下，泄漏電流密度大的地方溫升高，污層將會首先被烘乾而形成干區。由於干區表面電阻率較大，干區形成以後，污層表面的電位分布將會畸變，大部分電壓將會施加到干區兩端。當干區表面電場強度足夠大時，干區表面空氣間隙將會被擊穿，而出現局部電弧。一定條件下，局部電弧會逐漸發展直至貫穿兩極而發生閃絡。由這種閃絡所造成的事故稱為污閃事故。

貼幾張污閃的照片，是高壓試驗大廳做試驗的照片，不是在輸電線路上拍的（廢話）。

此時還沒有發生真正的閃絡。

發生污閃的絕緣子

仔細看這些圖其實不難發現一點，那就是電弧都是沿著絕緣子表面發展的，20世紀50年代，德國學者Obenaus大神首先提出污閃的物理模型，認為污閃不同於一般有碰撞電離所引起的氣體放電，它是局部電弧沿面逐步延伸的結果。

圖中：x為局部電弧長度；L為泄漏距離；HV表示高壓端。當施加電壓為U，此電壓由兩部分承擔：一部分是局部電弧的壓降，另一部分是剩餘污層電阻的壓降，可以表示為 $U=AxI^{-n}+R(x)I$

而關志成教授則推導出剩餘污層電阻的對數表達形式：

$R(x)=frac{1}{pi gamma } lnfrac{L-x}{r_{0} }$
其中 $gamma$ 是污層電導率， $r_{0}$ 是弧根半徑。

與過電壓不同，污閃事故是在運行電壓下發生的，屬於典型的絕緣下降問題。那麼，當運行電壓U不變的時候，如何能夠讓電弧不產生呢？很明顯，增大泄漏距離L是一個很好的辦法，這也就是題主提到的「粗細不均」的原因。在絕緣子長度差不多的情況下，增加這樣的「粗細不均」，能夠在絕緣子總長度一定的情況下有效增加泄漏距離（在外絕緣領域一般稱為爬距），從而降低污閃事故發生的概率。

常用的增加爬距的手段包括增大玻璃、陶瓷絕緣子的盤徑，增加下表面的溝槽深度（防污型絕緣子），給電站絕緣子加裝增爬裙，增加絕緣子片數，增加複合絕緣子的傘裙數量等。

當然，需要指出的是，過密的傘裙結構是不可取的。比如在下雨情況下，絕緣子傘邊會形成水柱，此時傘沿會形成一串的污雨水-空氣間隙，傘裙過密，剩餘空氣間隙會很少，也會很容易導致雨污閃事故。

也許有人會問，那如果不搞這些「粗細不均」，只是單純增加絕緣子長度行不行呢？這個……我個人感覺，似乎從理論上來說是沒問題的。可是如果這樣做，會有什麼結果呢？很顯然的一點，桿塔必須加高加高再加高，否則幾百kV的高壓輸電線就要耷拉到地上了。而桿塔加高又會帶來成本大幅上升甚至耐雷水平的問題。

最後說一點題外話，在絕緣子的設計和選型中，常用的方法是：首先按照絕緣子的耐污閃特性選取絕緣尺寸，然後校核該絕緣耐受操作過電壓和雷電過電壓的能力，在中等以上污穢地區更是如此，這是我國電力系統長期運行和設計的經驗。而在我看來，可能還有一個因素：雷擊跳閘事故雖然多，但是基本上重合閘都能成功，真正造成的損失不是特別大；而污閃一旦發生，重合閘基本沒戲，損失會非常慘重，因此在電網內，污閃事故是」零容忍「事故，也就是說，一旦某地某條線路發生污閃事故造成跳閘，必須進行問責，追究當事人責任，在電網這種半軍事化管理的政府型公司里，這還是很可怕的。所以電網的運行人員們對防污閃工作格外重視，什麼地方都按照最壞的情況做打算，因而現在污閃事故已經相當少了。

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看圖說話^^
高壓輸電線路上絕緣子的形狀設計主要是出於考慮以下幾點：

密封性；
憎水性/防水功能/防滲功能；
耐電起痕能力；
自排污能力；
爬電距離。

1、形成儘可能長的爬電距離。
2、防污閃

爬電距離_互動百科

1，設計成裙狀是為了增大爬電距離，沿面放電時通道增長，不易擊穿。
2，設計成大小傘裙是為了防止雨雪天氣下導致傘裙間橋接，致使爬電距離直線降低。如果絕緣子垂直放置，若傘裙一樣大，一下雨時，雨珠就會把傘裙之間連接，這樣的話就真和一根柱子沒啥區別了。

首先，一般這些設備是用於高壓電絕緣的，叫絕緣子，分陶瓷和複合型

傘裙的設計可以有效的增加高壓端和絕緣端的實際短路通電距離，也就是當雨天上面附著雨水或者因長時間使用上面附著的污物和絕緣子溶解形成的水膜導致的短路。

也就是說增加爬電距離和防污閃。

另外這玩意陶瓷的安裝維護麻煩但是壽命長價格貴，複合的便宜安裝簡單，但是每3-5年就要更換。

爬電距離

專業叫插花設計，主要目的是增加爬電距離。

各位大神答的都很詳細了不過你既然這樣問問題我想你該不知道爬電距離是什麼吧直觀點告訴你你把一根軟繩子沿絕緣子絕緣部分表面貼合當然不要拐彎哈然後拉直以後量他的距離就差不多是爬距了就是電流這隻小蟲子需要爬過的距離一直結構距離兩米出頭的合成絕緣子爬距有六米多近七米小蟲直接氣死了

絕緣子中間是芯棒，外邊是絕緣層！增大絕緣子傘裙是為了增大爬電比距，降低閃烙的機率！

增加爬電距離

延面閃爍，絕緣子擊穿的電壓遠低於氧化鋁本身的電壓

這樣子設計可以增加爬電距離，如果採用圓柱體形式設計則會導致絕緣子過長，從何引起鐵塔的尺寸增加，最終影響的是工程造價的過渡增加。

你說的是絕緣大小傘設計吧，這個一般應用在複合絕緣子上。
至於你說的叫棒形瓷絕緣子，現在國內剛開始應用，無錫有個廠家代理的國外產品，據說這貨在德國等歐美用得多，國內南瓷幾個廠在研製類似產品。這東西外表光滑，自潔好。

簡單地講，就是為了增加爬電距離，提高絕緣子的絕緣能力。

增加爬距

電氣專業大三學生。
課本里只介紹了絕緣子分針式和懸式。
過來學習學習。