超高压线路复合绝缘子掉串故障分析

2016-08-07熊文欢

大科技 2016年25期

关键词：芯棒金具劣化

熊文欢

（湖北省送变电工程公司武汉 430063）

超高压线路复合绝缘子掉串故障分析

熊文欢

（湖北省送变电工程公司武汉 430063）

本文基于超高压输电线路运行中的复合绝缘子芯棒断裂掉串引起的故障跳闸，就该故障进行分析，查找导致复合绝缘子掉串的原因，并提出相关的处理意见。

超高压；输电线路；复合绝缘子；掉串；分析处理

1 引言

2015年10月14日，500kV兴咸一回A相（右相）故障跳闸，重合闸不成功。检查发现500kV兴咸一回线#398塔A相（右相），合成绝缘子导线侧第3片伞裙处芯棒断裂，导致A相导线脱落，造成对地短路故障。

故障发生后，运维单位立即启动应急预案，各级人员迅速就位，制定抢修方案，调集人员、备品备件和工具开展抢修，对断裂的合成绝缘子进行更换。

2 基本情况

500kV兴咸一回线#398塔，杆塔型式ZB1V-39，小号侧档距444m，大号侧档距307m，垂直档距511m，绝缘配置为左、右相单I串300kN合成绝缘子（FXBW4-500/300），该合成绝缘子生产厂家为扬州市双宝电力设备有限公司，挂网时间为2009年6月20日。

500kV兴咸一回#398塔地处咸宁市温泉开发区温泉街道办事处肖桥村，故障时天气为晴天14～21℃，微风，无持续稳定风向。

3 故障原因分析

3.1 外观及憎水性测试

对故障绝缘子外观进行检查，护套、伞裙、端部密封处外观及密封性完好，未见明显老化现象，外表面未见明显孔洞或破损。喷水分级表明，表面憎水性为HC2级，满足运行要求

3.2 断口分析

对故障绝缘子芯棒断口进行检查发现故障绝缘子断面90%区域断面平整，断口与轴线垂直，呈阶梯状；剩余10%断面呈现“扫帚形”，与复合材料短时拉伸破坏特征相同。从断口形态分析，故障绝缘子表现出典型的脆性断裂（脆断）特征。

3.3 护套解剖分析

为了分析芯棒劣化的范围，对断口两端护套进行解剖分析。分析发现：

（1）呈现黄色的芯棒表面已经严重粉化，如图1所示为劣化芯棒表面情况，护套与芯棒粘接层已经被破坏，可以轻松将护套从芯棒上撕裂开；正常芯棒侧芯棒与护套粘接层情况，无法直接撕开，且由于芯棒表面强度较高，可以利用刀具从芯棒上将护套刮开，界面干净。

（2）断口附近大量芯棒树脂基体粉化，玻璃纤维粘连在护套内表面，且护套内表面明显放电痕迹，如图2所示。

（3）端部芯棒产生劣化，并已产生颗粒物，如图3所示。端部金具护套内表面已劣化，并产生颗粒物；金具与芯棒压接面则产生了颗粒物；而正常芯棒侧护套与金具粘接正常。

图1 表面解剖图（劣化芯棒侧表面）

图2 断口附近护套内表面

图3 故障绝缘子端部（劣化芯棒侧）

（4）解剖测量发现，断口位于距离端部金具15～17cm处，断口两端芯棒均有劣化现象。导线侧一直劣化延伸到端部金具；对侧一直劣化到距离金具约25cm处，劣化芯棒界面逐渐变小，直至正常。

（5）解剖伞裙护套发现护套内存在多处气隙，如图4所示。

图4 剖开后的护套

3.4 运行历史情况分析

兴咸一回398#A相复合绝缘子型号为FXBW4-500/300，该批复合绝缘子于2009年6月20日挂网运行，生产厂家为扬州市双宝电力设备有限公司。同批次的兴咸一回391#和395#复合绝缘子曾在运行中于2014年11月10日发现局部发热缺陷并及时处理，根据当时的缺陷分析报告，绝缘子芯棒剖开后呈现的劣化现象与本次相同，说明缺陷产生的原因与本次断串的原因相同，本次断串为同类缺陷继续发展结果。

运维单位曾在2015年8月5日对本故障相复合绝缘子开展红外测温。测温结果显示最大温差为0.7℃，未发现异常情况。

3.5 故障原因分析结论

根据对复合绝缘子进行的外观和解剖检查，排除天气、外力等原因造成的损害，认为兴咸一回398#A相复合绝缘子发生脆断是由于生产工艺控制不严导致硅橡胶内有杂质存在，且硅橡胶在挤包穿伞过程中未完全排出空气，造成芯棒护套存在多处气隙。绝缘子在运行过程中，由于导线侧端部电位梯度较大、场强相对集中，气隙处产生长期放电，引起芯棒表面粉化，通过芯棒表面泄漏电流增加，温度升高。由于存在局部过热点，使芯棒纤维逐步断裂，最终导致芯棒脆断，导线落地，造成永久短路故障，线路跳闸。