瓷絕緣子掉串故障分析及措施

況松陵

（國網(wǎng)四川省電力公司綿陽供電公司，四川 綿陽 621000）

瓷絕緣子掉串故障分析及措施

況松陵

（國網(wǎng)四川省電力公司綿陽供電公司，四川 綿陽 621000）

瓷質(zhì)絕緣子是隨著電力工業(yè)的發(fā)展而首先發(fā)展起來的，距今已有近百年歷史，由于瓷質(zhì)懸式絕緣子具有良好的絕緣性、耐熱性、耐氣候性和組裝靈活等優(yōu)點而被廣泛應用于各電壓等級的輸電線路中，而瓷質(zhì)絕緣子隨著運行年限的增加，其絕緣性能會逐漸下降，瓷絕緣子劣化等缺陷逐步突顯，所以針對目前瓷質(zhì)絕緣子頻繁掉串現(xiàn)象的發(fā)生，筆者談些個人的看法和建議。

瓷質(zhì)絕緣子；掉串故障；措施

一、近年瓷絕緣子掉串故障分析

自2010年至今，本轄區(qū)110kV及以上輸電線路發(fā)生絕緣子爆炸掉串故障8條次，其中110kV線路4條次、220kV線路4條次；直線串3條次、耐張串5條次；自貢紅星廠（02年批次）絕緣子2條次、江西萍鄉(xiāng)（02、04年批次）絕緣子4條次、大連電瓷廠（94年批次）2條次。具體情況如下：

1.2010年1月3日07：13，220kV**線59#中相（C相）絕緣子（自貢紅星廠）爆炸掉串，故障當天為大霧潮濕天氣。如圖1所示。

2.2010年2月3日，110kV興a線15#接地第一片絕緣子（江西萍鄉(xiāng)）鋼帽脫落，故障當天為雨霧潮濕天氣。如圖2所示。

3.2015年1月7日23時04分，110kV高南一線31#塔A相（上層）小號側(cè)絕緣子（大連）爆炸掉串。如圖3所示。

故障后，立即更換了110kV南b線31#塔A、B相絕緣子，并將更換下來的絕緣子進行了絕緣子電阻測試和工頻耐壓試驗，試驗結(jié)果見表1。

從絕緣子電阻測試數(shù)據(jù)（表2）可看出，110kV南b線31#塔B相大小側(cè)絕緣子串中同時存在多片低零值絕緣子，即劣化絕緣子；從絕緣子工頻耐壓測試數(shù)據(jù)表3可看出，B相小號側(cè)帶電側(cè)第一片絕緣子工頻耐壓前絕緣電阻值為6410M，耐壓時被擊穿，耐壓后絕緣電阻為1500M，絕緣電阻值下降了76.6%，說明該片絕緣子為劣質(zhì)絕緣子。證明B相小號側(cè)絕緣子串8片中有3片劣化絕緣子和1片劣質(zhì)絕子，B相大號側(cè)有4片劣化絕緣子。

從而，根據(jù)相小號側(cè)爆炸掉落地面絕緣子鋼帽的放電痕跡及殘留在鋼帽內(nèi)的瓷件放電痕跡，并結(jié)合瓷絕緣子爆炸掉串機理，可判斷故障串絕緣子中至少有7片都是劣化、劣質(zhì)絕緣子。根據(jù)絕緣電阻值測試數(shù)據(jù)，故障后仍掛在導線上的絕緣子很可能也是劣質(zhì)絕緣子。

二、瓷絕緣子爆炸掉串機理分析

據(jù)有關(guān)文獻記載（中國電力第29卷1996年第5期《劣化絕緣子的通流試驗》和江西電力第25卷2001年第2期《輸電線路瓷絕緣子掉串原因分析及對策》），及結(jié)合已發(fā)生的瓷絕緣子爆炸掉串故障實例，得出結(jié)論，凡發(fā)生絕緣子爆炸掉串故障者，需有3個條件：

一是內(nèi)因條件：爆炸的絕緣子是劣質(zhì)絕緣子或已為零（低）值的劣化絕緣子。

二是外因條件：有雷電活動或潮濕的氣象條件。雷電活動將使絕緣子串可能遭受雷擊；潮濕條件，例如毛毛雨或大霧等，將使絕緣子串可能發(fā)生污閃成霧閃。

三是觸發(fā)條件：在整串絕緣子因雷擊或污穢而發(fā)生閃絡時，劣質(zhì)或劣化絕緣子被擊穿。此時將有較大的雷電流或工頻續(xù)流通過被擊穿的劣質(zhì)或劣化絕緣子，使其發(fā)生爆炸。

劣化絕緣子是指絕緣電阻值低或零值的絕緣子。劣化絕緣子是由于電熱老化機理引起的，同瓷絕緣子掛網(wǎng)時間長短有關(guān)，絕緣子的劣化可分成早期（1～2年）、偶然期（15～25年）和損耗期3個階段，可通過檢測工具檢測出來。但由于檢測方法采用簡單易行、方便靈活的固定火花間隙進行檢測，這種檢測方法只能定性檢測而不能定量檢測。

圖1　220kV??線59#中相絕緣子爆炸掉串

圖2　110kV興a線15#接地第一片絕緣子鋼帽脫落

圖3　110kV南b線31#絕緣子脫落鋼帽

劣質(zhì)絕緣子是指絕緣電阻值尚未成為低或零值的絕緣子，絕緣本身無明顯缺陷，但其內(nèi)部存在著缺陷（如內(nèi)部瓷件有微小裂紋、水泥膠合劑存在蜂眼或孔隙等），在一定外部環(huán)境條件下（雷電、大霧、下雨等），絕緣電阻值可能會降低成為低或零值的絕緣子而成劣化絕緣子。劣質(zhì)絕緣子主要是由于水泥膠合劑膨脹破壞機理、生產(chǎn)廠家瓷質(zhì)配方工藝、等原因產(chǎn)生的，在正常情況下，其絕緣電阻大于300MΩ, 能承受一定的工頻電壓。

三、解決對策

1.強化輸電線路防雷設計，貫徹防雷差異化設計原則，根據(jù)雷電定位系統(tǒng)提供的雷暴日、落雷密度數(shù)據(jù)進行防雷設計。

2.嚴格執(zhí)行新建、改造線路的批量絕緣子抽樣檢測制度，確保掛網(wǎng)運行的絕緣子質(zhì)量。請全面統(tǒng)計分析目前掛網(wǎng)運行瓷絕緣子運行情況，要求以線路為單位統(tǒng)計具體桿塔號、絕緣子具體型號、掛網(wǎng)年限、生產(chǎn)廠家及批次、上次零值檢測時間。并根據(jù)統(tǒng)計分析情況，針對江西萍鄉(xiāng)、自貢紅星廠絕緣子和掛網(wǎng)年限已超過20年及以上的絕緣子縮短檢測周期，其他按照規(guī)程周期執(zhí)行。

表1　絕緣子電阻測試和工頻耐壓試驗結(jié)果

表2　絕緣子電阻B相大號測試數(shù)據(jù)

表3　絕緣子工頻耐壓B相小號測試數(shù)據(jù)

3.加強輸電線路的運維管理，嚴格按規(guī)程規(guī)定周期進行零、低值絕緣子檢測，及時更換零、低值絕緣子，確保線路絕緣水平良好，對處在雷電活動頻繁區(qū)桿塔，進一步縮短檢測周期。

4.采取紅外測溫、帶電測試等手段，加強絕緣子低零值的監(jiān)檢測，及時發(fā)現(xiàn)存在隱患。根據(jù)近幾年瓷絕緣子出現(xiàn)掉串的頻率，今后在線路上盡量還是少使用瓷絕緣子，在條件允許的情況下盡可能地使用玻璃絕緣子，結(jié)合以往的運行經(jīng)驗，玻璃絕緣子未出現(xiàn)過掉串情況。

5.進網(wǎng)絕緣子嚴控把控質(zhì)量關(guān)口，按照“GB/T1001.1-2003標稱電壓高于1000V的架空線路絕緣子第1部分：交流系統(tǒng)瓷或玻璃絕緣子元件-定義、試驗方法和判定準則”要求抽取試樣進行檢測，檢測內(nèi)容主要有拉伸負荷試驗、工頻耐受電壓試驗、溫度循環(huán)試驗、機電破壞負荷試驗、擊穿耐受試驗、空隙性試驗等，嚴禁不合格絕緣掛網(wǎng)運行。

6.縮短桿塔接地電阻測量周期，及時對接地電阻不合格的桿塔進行接地改造，將桿塔的接地電阻控制在10Ω以下，提高線路的耐雷水平；在易擊桿段采取加強絕緣、加裝可控避雷針、防繞擊避雷針等綜合防雷措施。針對110kV高南一線、高御線的絕緣子部分進行絕緣電阻和耐壓試驗，另選取部分西高所絕緣子檢測中心進行機電試驗，根據(jù)試驗情況決定處理方式。

7.采取“疏導”型防雷措施，加裝線路避雷器或在絕緣子串上加裝并聯(lián)間隙（招弧角），在發(fā)生雷害閃絡時有效地保護絕緣子。

[1]羅真海，陳雄一，肖定輝．送電線路瓷絕緣子掉串的原因分析及對策[J]．廣東電力，2007（5）：127．

TQ174

A