500 k V洹获线111#塔中相V串复合绝缘子断裂情况分析及处理措施

孙惠涛 吴 帅 孙 超 马 啸

（国网河南省电力公司检修公司，河南 郑州450000）

0 引言

河南地区运行的500 k V输电线路洹获Ⅰ线111#塔中相V串右侧（小号侧）串在靠近导线端第一片大伞裙处断裂，此基杆塔绝缘配置为V型双串，没有造成导线落地及线路跳闸。勘察现场后，不满足带电作业条件而无法进行带电更换，向省公司调度申请临时停电更换断裂绝缘子。2013年6月11日上午07：00向省调申请临时停电，及时安排检修队伍，连夜准备好检修工器具、备品备件。11日上午10：50，省调许可工作，检修人员随即开始更换断裂绝缘子，且将同相剩余3支中的2支更换为新绝缘子，并做故障试验分析；停电期间，安排人员对相邻110#塔绝缘子进行登塔检查，未发现异常。下午14：48向省调终结检修并申请恢复送电。

1 调查分析

经过线路故障时的现场勘查，对111#塔更换的绝缘子外观进行检查，2支完整绝缘子无异常现象，断裂绝缘子情况为导线端芯棒呈不规则状拉断，芯材碳化，绝缘子护套从第12片伞裙以下呈不同程度龟裂老化；后分析相邻110#塔绝缘子拍摄照片，中相V串2支绝缘子导线端护套老化情况与111#塔断裂绝缘子相同；两基塔上所安装其他绝缘子未发现异常现象。

2 试验情况

10月11日将现场断裂的绝缘子及更换下来的2支完整绝缘子一起送河南电科院高压试验基地检测，首先对未断裂的完好绝缘子进行测试（表1）。

表1 试验绝缘子编号

2.1 外观检查

对111#塔更换下来的绝缘子外观进行详细检查，未发现异常现象。

2.2 工频30 min耐受试验

进行30 min额定运行电压耐受试验，并采用红外成像仪监视耐受30 min时复合绝缘子的温升情况，2支完整绝缘子无明显温升、发热等异常现象。

2.3 拉力试验

对2支完整绝缘子施加300 k N（额定拉力）1 min。试验后外观检查无异常现象。

2.4 憎水性测试

对111#塔更换下的绝缘子进行憎水性试验，整体试验后，判定憎水性等级为HC4～HC5。

2.5 断裂绝缘子外观检查

断裂绝缘子情况为导线端芯棒呈不规则状拉断，芯材碳化，绝缘子护套从第12片伞裙以下呈不同程度龟裂老化。为分析断裂原因，对断裂绝缘子从两端对称位置（均取第12、13片伞裙位置）取绝缘子伞裙，编号后进行后续材料试验分析。对断裂绝缘子从两端对称位置（均取第12、13片大伞位置）解剖护套，看到靠近断裂一端的芯棒已经出现较严重的电腐蚀现象，另一端对称位置芯棒及护套外观性能良好。

3 断裂原因分析

本次复合绝缘子断裂发生在111#塔中相V串右串，该基杆塔共有6串绝缘子，有一支断裂，其余绝缘子根据目前的试验情况和现场检查情况判定为正常。对断裂、护套龟裂缺陷绝缘子进行了初步分析，认为问题产生的原因为以下几种：

（1）复合绝缘子护套、芯棒存在材料质量问题。从现场断裂、护套龟裂复合绝缘子检查结果分析，首先由于护套老化龟裂后产生局部裂纹，造成芯棒直接与空气接触，在机械荷载、大气环境、电场作用下，芯棒表面湿气在电场强局部放电下产生的硝酸对芯棒造成腐蚀，芯棒逐渐老化，最终造成断裂。

（2）污秽的影响。110#、111#塔位于河南省黄河北鹤壁市淇县，海拔分别为132 m、123 m，处于低矮丘陵地带，年降雨量700～800 mm，空气中灰尘颗粒较多，污秽相对较重，酸雨对复合绝缘子护套有腐蚀作用，芯棒与护套界面发生局部放电，造成芯棒与护套老化、蚀损，加速护套的老化、龟裂。经对相邻110#塔绝缘子拍摄照片并仔细分析，发现中相V串2支绝缘子导线端护套有龟裂老化情况，在长期局部放电作用下，护套表面形成细小蚀孔，加剧芯棒和护套的蚀损与老化，最终发生断裂。

（3）鸟啄受损（此线路送电前出现过鸟啄绝缘子现象）后的电腐蚀问题。断裂的绝缘子可能首先因为鸟啄受损，造成芯棒直接与空气接触，加上局部积垢严重加速了硅橡胶护套腐蚀，在高电压、强电场环境下，硅橡胶护套受到电腐蚀损伤，芯棒外露，潮气入侵，导致断裂。

（4）线路舞动影响。在线路运行过程中发生覆冰舞动等情况时，产生的能量由导线端开始通过绝缘子向塔身传递，导线端能量最大，在靠近导线端绝缘子第2片大伞裙处产生最大弯矩，长期反复机械作用下芯棒和护套受损老化、强度降低；在电气方面，靠近导线端的绝缘子表面受电场影响，伞裙、护套较其他位置老化速度快。查阅资料表明，本次发生断裂的111#塔不在舞动区，并且走径为南北方向（舞动区为115#到大号侧杆塔），并且断裂处采用V串双串悬挂，受力情况各个绝缘子基本一致，初步可以排除因舞动导致断裂的原因。

（5）紧凑型线路结构方面的影响。紧凑型线路三相是倒等边三角形排列，相间中心距离6.7 m。导线悬垂串采用V型悬挂方式，上导线V型串夹角为88.4°，下导线 V型串夹角为141°。在结构上紧凑型线路中（下）相绝缘子串V串2支绝缘子夹角大，沿绝缘子中轴线方向横向、纵向受力较两上相绝缘子大幅增加，在线路发生微风振动等工况时，中（下）绝缘子受到的影响较大，在这些恶劣工况的反复作用下，有可能导致芯棒机械强度降低，甚至造成断裂。

4 采取措施

4.1 全线登塔排查复合绝缘子

根据110#、111#塔绝缘子护套位置发现的裂纹情况，安排对全线复合绝缘子开展排查工作，要求逐基登塔逐支检查复合绝缘子外观，并在地面配合开展红外检测工作，排查中未发现有明显的复合绝缘子护套龟裂现象，仅发现个别绝缘子有轻微鸟啄伤痕，267#、272#塔部分绝缘子导线端护套附近存在局部发热，温升在3℃以内，其他未发现异常。

4.2 开展紧凑型线路排查

对运行中的紧凑型线路特殊区段（舞动区段、大档距等）开展登塔排查，同时结合地面红外仪器对绝缘子进行测温，并将登塔排查情况与测温结果进行综合分析，做好类似事件的预防措施。

5 下一步工作建议

近年来，由于用户对用电质量、服务的要求越来越高，输电线路停电检修时间越来越短，在线路运行中发现此类断串故障，要进行全面的现场勘查、细致的前期准备，继续跟踪排查；对于故障发生区段，重点采用登塔拍照、红外测温、紫外监测等手段，继续跟踪监测，尤其在有雨雪天气时，应重点监视在排查中发现护套裂纹的绝缘子。及时安排对护套有裂纹的绝缘子进行更换，并对该绝缘子进行试验分析，确定护套出现裂纹的原因。分析是否存在家族性缺陷或批次产品质量问题，以便进行部分或全部批次的更换，避免此类缺陷重复发生，确保线路的安全稳定运行。