絕緣子在工作中受各種大氣環(huán)境的影響，并可能受到工作電壓、內(nèi)部過電壓和大氣過電壓的作用。因而要求在這三種電壓作用以及相關(guān)的環(huán)境之下能夠正常工作或保持一定的絕緣水平。
1.按正常工作電壓決定每串絕緣子的片數(shù)
三種電壓以工作電壓數(shù)值為最低。但是，工作電壓一年四季長期作用于絕緣子，當(dāng)絕緣子表面被污染，特別是積了導(dǎo)電污穢又受潮時，在工作電壓長時間作用下絕緣子可能因表明污穢不均勻發(fā)熱、局部烘干后烘干帶被擊穿、泄漏電流加大導(dǎo)致熱游離而發(fā)生污閃。污閃電壓和污穢性質(zhì)、程度有關(guān)，和受潮狀況等因素有關(guān)，它具有統(tǒng)計規(guī)律。
為了防止污閃的發(fā)生，目前采用的主要方法是保持絕緣子串有一定的泄漏距離。根據(jù)污染程度、性質(zhì)的不同，把污穢地區(qū)分成等級，按不同的污穢區(qū)規(guī)定不同的泄漏距離。單位泄漏距離也叫泄漏比距，它表示線路絕緣或設(shè)備外絕緣泄漏距離與線路額定線電壓的比值。
我國的規(guī)定值見表1所示。
表1 不同污穢等級的泄漏比距
污穢等級
污穢情況
泄漏比距(cm/kv)
0級
一般地區(qū)，無污染源
1.6
1級
空氣污穢的工業(yè)區(qū)附近，鹽堿污穢，爐煙污穢
2.0—2.5
2級
空氣污穢較嚴(yán)重地區(qū)，沿海地帶及鹽場附近，重鹽堿污穢，空氣污穢又有重霧的地帶，距化學(xué)性污染源300m以外的污穢較嚴(yán)重地區(qū)
2.6—3.2
3級
導(dǎo)電率很高的空氣污穢地區(qū)，發(fā)電廠的煙窗附近且附近有水塔，嚴(yán)重的鹽霧地區(qū)，距化學(xué)性污染源300m以內(nèi)的地區(qū)
≥3.8
絕緣子串的泄漏距離應(yīng)滿足下式
(5-12)
式中 d―絕緣子串的泄漏距離，cm；
u―線路額定電壓，kv；
d―泄漏比距，cm/kv。
知道每片絕緣子的泄漏電流距離，即可決定絕緣子的片數(shù)n。
絕緣子的泄漏電流距離指兩極間沿絕緣件外表面輪廓的最短距離。
直線桿塔每串絕緣子片數(shù)為
n＝d/s (1)
式中 d—絕緣子串應(yīng)有的泄漏距離，cm；
s—每片絕緣子的泄漏距離，cm；
n—直線桿絕緣子串的絕緣子片數(shù)。
2.根據(jù)內(nèi)部過電壓決定絕緣子片數(shù)
絕緣子串在內(nèi)部過電壓下不應(yīng)發(fā)生閃絡(luò)，概率應(yīng)很低。因此要求絕緣子串的操作沖擊濕閃電壓大于操作過電壓的數(shù)值。
如果絕緣子手冊或產(chǎn)品目錄上設(shè)有操作沖擊濕閃電壓，或?qū)τ?20kv及以下線路，可以用于工頻濕閃電壓換算成操作沖擊濕閃電壓。這時，絕緣子串的工頻濕閃電壓應(yīng)滿足下式:
即 (2)
式中 us—絕緣子串工頻濕閃電壓，kv，有效值；
k0—內(nèi)部過電壓倍數(shù)；
upm—最大工作電壓，kv，有效值；
k1—耐受電壓和閃絡(luò)電壓的比值，k1＝0.9；
k2—作用時間換算系數(shù)，k2＝1.1，考慮系數(shù)k2即把絕緣子工頻放電電壓換算成操作沖擊放電壓;
k3—空氣密度校正系數(shù)，考慮運行條件下大氣壓力不同于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力，取k3＝0.925；
k4—雨量系數(shù)，考慮實際雨量極少達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)實驗條件3mm/min，取k4＝1.05；
k5—瓷表面污穢系數(shù)，考慮實際運行的絕緣子表面比實驗條件臟污，取k5＝0.95；
k6—水阻系數(shù)，考慮天然雨水的電阻率大于試驗條件下的·cm，取k6＝1.1；
k7—其它不利因素系數(shù)，取k7＝0.9。
事實上，k1和k7是為了保證絕緣子在內(nèi)部過電壓下不發(fā)生閃絡(luò)的安全系數(shù)。
3.大氣過電壓下線路的絕緣
在大氣過電壓下，并不要求線路絕緣不發(fā)生閃絡(luò)，而是要求線路絕緣具有一定的耐雷水平。這樣，可以把線路的跳閘率限制到較低的數(shù)值。耐雷水平除了和絕緣水平有關(guān)外，還和桿塔接地電阻、桿塔電感、避雷線根數(shù)等因素有關(guān)。
在一般情況下，不采取增加絕緣子片數(shù)的方法滿足耐雷水平的要求。但對于高桿塔則應(yīng)考慮防雷的要求，適合增加絕緣子片數(shù)。全高超過40m有避雷線的桿塔，高度每增加10m應(yīng)增加一片絕緣子。全高超過100m的桿塔，絕緣子數(shù)可以根據(jù)計算結(jié)合運行經(jīng)驗來確定。
4.耐張桿塔的絕緣子片數(shù)
耐張桿塔絕緣子串的絕緣子數(shù)量應(yīng)比懸垂絕緣子的同型號絕緣子多一個。