懸式絕緣子交流耐壓試驗新方法

尹 航，蘭 柏，高勝軍

（1.中國電力技術裝備有限公司，北京市 100052；2.國網新源控股有限公司技術中心，北京市 100161）

懸式絕緣子交流耐壓試驗新方法

尹 航1，蘭 柏2，高勝軍1

（1.中國電力技術裝備有限公司，北京市 100052；2.國網新源控股有限公司技術中心，北京市 100161）

懸式絕緣子廣泛應用于電力系統中，絕緣性能直接關系到人身、設備及電力系統安全。在交接試驗、預防性試驗、檢修、缺陷處理等環節后需要進行交流耐壓試驗。目前，廣泛采用的耐壓試驗方法有單片耐壓試驗、成串耐壓試驗等方式，各試驗方案在試驗效率、試驗精度、經濟性、安全性方面存在缺陷，本文提出了一種實用、高效、安全的試驗方法。

懸式絕緣子；耐壓；試驗；缺陷

0 引言

懸式絕緣子具有良好的絕緣性能、抗氣候變化的性能、耐熱性和組裝靈活等優點[1]。近年來，懸式絕緣子廣泛應用于電力系統中，高壓架空輸電線路、一部分發電廠及變電站的母線和各種電氣設備的外部帶電導體均須用大量懸式絕緣子[2]。絕大多數懸式絕緣子在戶外使用，在大氣條件下運行，缺陷絕緣子會發生閃絡、自爆等故障，絕緣性能直接關系到人身、設備及電力系統安全[3]。在交接試驗、預防性試驗、檢修、缺陷處理等環節后需要進行交流耐壓試驗，每片試驗電壓為60kV，耐壓時間為1min。目前，廣泛采用的耐壓試驗方法有單片耐壓試驗、成串耐壓試驗等方式，各試驗方案不同程度存在試驗效率、試驗精度、經濟性、安全性方面的問題或缺陷。鑒于交流耐壓試驗是懸式絕緣子制造質量復驗、現場安裝質量、運行狀態檢驗的重要環節，是判斷其能否投入運行的重要技術措施和確保設備安全正常投入運行的重要技術手段。本文針對目前普遍采用的試驗裝置、技術方案進行完善與改進，提出新型懸式絕緣子耐壓試驗方法、試驗裝置的配置及技術方案，力求提高耐壓試驗精度、減少工作量、提高工作效率，保證作業安全。

1 目前常用的試驗方法及局限性

1.1 單片耐壓試驗

單片交流耐壓試驗原理見圖1。該試驗方法需要逐片拆除及組裝，增加了金屬附件磨損，普遍存在連接銷釘折斷、絕緣件裂紋、碎片現象，延誤后續安裝環節。

線路工程、變電站工程中應用的懸式絕緣子數量非常大，一個500kV常規變電站需要20000多片的懸式絕緣子，該試驗方式需要投入較多的試驗作業人員，反復工作量大、試驗耗時長、工作效率低下、試驗安全隱患大。

1.2 成串耐壓試驗

采用懸式絕緣子成串臥式交流耐壓試驗原理見圖2。

該試驗方法通過分別短接絕緣子串連接金屬接頭，引出兩個試驗加壓線，絕緣子串臥式排列于平面，該方式可以實現多串絕緣子并聯耐壓試驗，比單片耐壓試驗方法有所改進。

2 新型交流耐壓試驗方法

2.1 耐壓試驗原理

懸式絕緣子進行交流耐壓試驗常采用的試驗原理見圖3。每片被試絕緣子兩側金屬附件分別通過剛性金屬短接線短接，形成兩路被試絕緣子引出線，一路引出線可靠連接于金屬橫擔，每片絕緣子通過金屬橫擔實現電氣接地，另一路引出線與試驗變壓器高壓試驗引線可靠連接。220V試驗交流電源通過調壓器輸入到試驗變壓器，試驗變壓器輸出的高壓施加在被試絕緣子高壓端，實現對被試絕緣子的耐壓試驗考核。電流表用于監測輸入電流，從而控制試驗容量。

2.2 耐壓試驗裝置的組成

本懸式絕緣子交流耐壓試驗裝置是一套試驗系統，見圖4。試驗系統包括輸入220V交流試驗電源、調壓器、電流表、試驗變壓器、被試絕緣子、高壓試驗引線、金屬支桿、金屬橫擔、金屬緊固線、剛性金屬短接線、鐵帽、鋼腳。其中，金屬橫擔、金屬支桿和金屬緊固線構成了金屬試驗支架，支架各部位的連接可靠，保證電氣連接穩定，試驗期間，金屬試驗支架可靠接地，為被試絕緣子提供可靠接地。

2.3 耐壓試驗流程

應用本耐壓裝置進行耐壓試驗，工作流程見圖5，主要包括以下步驟：

（1）現場組裝金屬試驗支架，并通過專用接地裸銅線可靠接地，檢查支架機械穩定性及承重能力，用萬用表歐姆擋測試各部位的電氣連接，確保金屬支架的電氣完整性，避免試驗過程中發生放電。

（2）準備待試絕緣子串，通過鋼腳懸掛于金屬試驗支架。

（3）用剛性金屬短接線分別短接上述懸掛的被試絕緣子兩側金屬附件，形成兩路被試絕緣子引出線，一路引出線統一可靠連接于金屬橫擔，另一路引出線與試驗變壓器高壓試驗引線可靠連接。

（4）準備加壓試驗回路，確保交流試驗電源、調壓器、電流表、試驗變壓器電氣連接可靠，設備金屬外殼可靠接地。

（5）懸空試驗變壓器輸出端子，進行預加壓，檢驗加壓回路完整性及電壓的正確輸出。

（6）連接高壓試驗引線至被試絕緣子，按照耐壓試驗要求進行耐壓試驗，持續加壓1min，無異常現象，調壓器歸零，拉開試驗電壓。拆除被試絕緣子串，隔離缺陷絕緣子，準備待試絕緣子串，按照步驟1～5繼續進行后續試驗。對于缺陷絕緣子，需要進行隔離、返廠處理。

3 新型交流耐壓試驗方法的實施方式

3.1 耐壓試驗裝置的推薦配置

如圖4所示，可以在工程現場組裝金屬試驗支架，金屬支桿及金屬橫擔可采用工程現場的強度滿足要求的角鋼或腳手架鋼管，要確保機械、電氣連接部位金屬無銹蝕，金屬緊固線可以就地取材，能夠保證金屬支架穩定及足夠的承重能力即可。試驗支架組裝后，要進行外觀、機械穩定性及承重能力檢驗，避免試驗支架垮塌；用萬用表歐姆擋位測試各部位的電氣連接，確保金屬支架的電氣完整性，避免出現懸浮電位或發生局部放電。

3.2 被試絕緣子的數量

準備待試絕緣子串，通過鋼腳懸掛于金屬試驗支架。新建工程中，廠家包裝供貨的絕緣子一般為5片一串，可直接懸掛進行耐壓試驗；運行中的懸式絕緣子串一般大于5片，被試絕緣子串可適當增加，最多不超過7片，以減小支架高度及搬運難度。

3.3 被試絕緣子的試驗接線

鋼腳可提前固定于金屬橫擔，懸掛絕緣子串時，由專人負責鋼腳與鐵帽的連接。用剛性金屬短接線分別短接上述懸掛的被試絕緣子兩側金屬附件，形成兩路被試絕緣子引出線，一路引出線可靠連接于金屬橫擔，接觸面清潔、無污染，另一路引出線與試驗變壓器的高壓試驗引線可靠連接。短接線可現場就地采用剛性金屬片，插入鐵帽與絕緣件的縫隙實現與金屬附件的可靠連接，也可加工試驗專用短接線實現各金屬附件的連接及統一插接。用萬用表導通擋位測試以上所有臨時試驗用金屬連接，確保連接可靠，避免脫落、放電。

3.4 試驗準備

準備加壓試驗回路，確保交流試驗電源、調壓器、電流表、試驗變壓器電氣連接可靠，設備金屬外殼可靠接地。各設備連接線可采用通用的測試專用線及配套插頭、接頭，專用線的電流容量要考慮試驗容量的需要，采用剩余電流保護開關實現試驗回路的通斷，允許條件下可采用萬用表復核調壓器輸入、輸出電壓，避免調壓器故障或回路斷線延誤試驗。調壓器至試驗變壓器的輸入引線適當采用長專用線，增大加壓操作人員與試驗變壓器的電氣距離，以保證試驗人員的人身安全。

3.5 耐壓試驗及注意事項

正式耐壓試驗前，懸空試驗變壓器輸出端子，進行預加壓。一方面，檢驗加壓回路完整性及電壓的正確輸出；另一方面，防止過高的輸出電壓擊穿被試絕緣子，避免加壓回路缺陷帶來的絕緣子缺陷及問題誤判。

連接高壓試驗引線至被試絕緣子高壓引線端，高壓試驗引線推薦采用裸銅線與試驗變壓器可靠纏接，另一端綁接專用夾子用于連接被試絕緣子高壓加壓引線，常規絕緣導線或專用線接頭處易斷線，隱蔽性強不易發現。

按照耐壓試驗要求進行耐壓試驗，持續加壓1min，無異常現象，調壓器歸零，拉開試驗電源。拆除被試絕緣子串，隔離缺陷絕緣子，準備待試絕緣子串。

4 結束語

本文提出的試驗流程及試驗方法是針對現階段現場試驗工作情況提出的，具備如下優勢：

（1）試驗方法借鑒懸式絕緣子的實際工況及基本電氣原理，通過試驗支架替代實際構支架，實現了機械支撐和可靠的接地連接；每串被試絕緣子串的絕緣子片數及絕緣子串總量可以根據實際需要靈活增減，靈活性強。

（2）該試驗技術方案可同時進行多串絕緣子的耐壓試驗，試驗電壓值統一，提高了試驗精度，橫向判斷依據準確，有利于發現缺陷絕緣子。

（3）采用多串絕緣子并聯接線，每次耐壓試驗可以實現多數絕緣子同時加壓考核絕緣強度，減少了重復拆卸、試驗準備的工作量，工作效率得到了大幅提升。

（4）被試絕緣子統一懸掛試驗，高壓試驗引線根據電氣安全距離靈活調整，試驗支架可靠接地，有效克服了臥式交流耐壓試驗方法的對地放電風險，充分保障了試驗安全。

（5）該試驗方案配備的裝置及材料可以在現場就地取材，成本低廉，試驗方法的高效降低了人工和輔助工器具的投入；試驗方法減少了升壓、降壓的次數，降低了試驗儀器的損耗，該方案經濟效益顯著。

[1]蘇冬冬．懸式瓷絕緣子炸裂的分析及改進措施[J]．上海鐵道科技，2012，(2)：(70-71,74)．SU Dongdong． Analysis and improvement of bursting of suspension insulators[J]．Shanghai Rarlway Science &Technology，2012，(2)：(70-71,74)．

[2]張永宏，白建國，韓鈞，等．新型復合懸式絕緣子的開發應用介紹一種新型防“污閃”復合絕緣子[J]．科技資訊，2010，(25)：(117-118)．ZHANG Yonghong，BAI Jianguo，HAN Jun，et al．Development and Application of New Compound Suspension Insulator Introduction A New Anti-“Pollution Flash”Compound Insulator[J]．Science & Technology Information，2010，(25)：(117-118)．

[3]付斌，張川，孫潔瓊．帶電更換水平雙分裂導線懸垂絕緣子工具研制與應用[J]．湖北電力，2013，37(9)：(10-12)．FU Bin，ZHANG Chuan，SUN Jieqiong，Development and Application of the Tools for Replacement of Horizontal Double Split Conductor Suspension Insulators[J]．Hubei Electric Power，2013，37(9)：(10-12)．

2017-01-10

2017-05-20

尹 航（1983—），男，工程師，主要研究方向：電力工程建設與項目管理工作，E-mail：yinhang@cet．sgcc．com．cn

蘭 柏（1982—），男，高級工程師，主要研究方向：電力系統高壓電氣設備生產及故障診斷工作。E-mail：bo-lan@sgxy．sgcc．com．cn

高勝軍（1975—），男，高級工程師，主要研究方向：電力工程建設與項目管理工作。E-mail：gaoshengjun@cet．sgcc．com．cn

AC Withstand Voltage Test Method of Suspension Insulator

YIN Hang1，LAN Bo2，GAO Shengjun1
（1. China Electric Power Equipment and Technology Co.，Ltd.，Xicheng District，Beijing 100052，China；2. Technology Center of State Grid Xinyuan Company Ltd.，Fengtai District，Beijing 100161，China）

Suspension insulators were widely used in electric power system，insulation performance is directly related to the personal，equipment and power system security. AC withstand voltage test method was applied to handing over test，preventive test，overhaul and defect treatment. At present，single-chip withstand voltage test method and insulator strings withstand voltage test method were widely used，which still existed shortcomings in test efficiency，accuracy，economy and safety. This paper presented a practical，efficient and safe test method.

suspension insulator；withstand voltage；test；defect

TM855

A學科代碼：470．4037

10．3969/j．issn．2096-093X．2017．02．021