瓷绝缘子掉串故障分析及措施

况松陵

摘 要：瓷质绝缘子是随着电力工业的发展而首先发展起来的，距今已有近百年历史，由于瓷质悬式绝缘子具有良好的绝缘性、耐热性、耐气候性和组装灵活等优点而被广泛应用于各电压等级的输电线路中，而瓷质绝缘子随着运行年限的增加，其绝缘性能会逐渐下降，瓷绝缘子劣化等缺陷逐步突显，所以针对目前瓷质绝缘子频繁掉串现象的发生，笔者谈些个人的看法和建议。

关键词：瓷质绝缘子；掉串故障；措施

中图分类号：TQ174 文献标识码：A

一、近年瓷绝缘子掉串故障分析

自2010年至今，本辖区110kV及以上输电线路发生绝缘子爆炸掉串故障8条次，其中110kV线路4条次、220kV线路4条次；直线串3条次、耐张串5条次；自贡红星厂（02年批次）绝缘子2条次、江西萍乡（02、04年批次）绝缘子4条次、大连电瓷厂（94年批次）2条次。具体情况如下：

1.2010年1月3日07：13，220kV**线59#中相（C相）绝缘子（自贡红星厂）爆炸掉串，故障当天为大雾潮湿天气。如图1所示。

2.2010年2月3日，110kV兴a线15#接地第一片绝缘子（江西萍乡）钢帽脱落，故障当天为雨雾潮湿天气。如图2所示。

3.2015年1月7日23时04分，110kV高南一线31#塔A相（上层）小号侧绝缘子（大连）爆炸掉串。如图3所示。

故障后，立即更换了110kV南b线31#塔A、B相绝缘子，并将更换下来的绝缘子进行了绝缘子电阻测试和工频耐压试验，试验结果见表1。

从绝缘子电阻测试数据（表2）可看出，110kV南b线31#塔B相大小侧绝缘子串中同时存在多片低零值绝缘子，即劣化绝缘子；从绝缘子工频耐压测试数据表3可看出，B相小号侧带电侧第一片绝缘子工频耐压前绝缘电阻值为6410M，耐压时被击穿，耐压后绝缘电阻为1500M，绝缘电阻值下降了76.6%，说明该片绝缘子为劣质绝缘子。证明B相小号侧绝缘子串8片中有3片劣化绝缘子和1片劣质绝子，B相大号侧有4片劣化绝缘子。

从而，根据相小号侧爆炸掉落地面绝缘子钢帽的放电痕迹及残留在钢帽内的瓷件放电痕迹，并结合瓷绝缘子爆炸掉串机理，可判断故障串绝缘子中至少有7片都是劣化、劣质绝缘子。根据绝缘电阻值测试数据，故障后仍挂在导线上的绝缘子很可能也是劣质绝缘子。

二、瓷绝缘子爆炸掉串机理分析

据有关文献记载（中国电力第29卷1996年第5期《劣化绝缘子的通流试验》和江西电力第25卷2001年第2期《输电线路瓷绝缘子掉串原因分析及对策》），及结合已发生的瓷绝缘子爆炸掉串故障实例，得出结论，凡发生绝缘子爆炸掉串故障者，需有3个条件：

一是内因条件：爆炸的绝缘子是劣质绝缘子或已为零（低）值的劣化绝缘子。

二是外因条件：有雷电活动或潮湿的气象条件。雷电活动将使绝缘子串可能遭受雷击；潮湿条件，例如毛毛雨或大雾等，将使绝缘子串可能发生污闪成雾闪。

三是触发条件：在整串绝缘子因雷击或污秽而发生闪络时，劣质或劣化绝缘子被击穿。此时将有较大的雷电流或工频续流通过被击穿的劣质或劣化绝缘子，使其发生爆炸。

劣化绝缘子是指绝缘电阻值低或零值的绝缘子。劣化绝缘子是由于电热老化机理引起的，同瓷绝缘子挂网时间长短有关，绝缘子的劣化可分成早期（1～2年）、偶然期（15～25年）和损耗期3个阶段，可通过检测工具检测出来。但由于检测方法采用简单易行、方便灵活的固定火花间隙进行检测，这种检测方法只能定性检测而不能定量检测。

劣质绝缘子是指绝缘电阻值尚未成为低或零值的绝缘子，绝缘本身无明显缺陷，但其内部存在着缺陷（如内部瓷件有微小裂纹、水泥胶合剂存在蜂眼或孔隙等），在一定外部环境条件下（雷电、大雾、下雨等），绝缘电阻值可能会降低成为低或零值的绝缘子而成劣化绝缘子。劣质绝缘子主要是由于水泥胶合剂膨胀破坏机理、生产厂家瓷质配方工艺、等原因产生的，在正常情况下，其绝缘电阻大于300MΩ， 能承受一定的工频电压。

三、解决对策

1.强化输电线路防雷设计，贯彻防雷差异化设计原则，根据雷电定位系统提供的雷暴日、落雷密度数据进行防雷设计。

2.严格执行新建、改造线路的批量绝缘子抽样检测制度，确保挂网运行的绝缘子质量。请全面统计分析目前挂网运行瓷绝缘子运行情况，要求以线路为单位统计具体杆塔号、绝缘子具体型号、挂网年限、生产厂家及批次、上次零值检测时间。并根据统计分析情况，针对江西萍乡、自贡红星厂绝缘子和挂网年限已超过20年及以上的绝缘子缩短检测周期，其他按照规程周期执行。

3.加强输电线路的运维管理，严格按规程规定周期进行零、低值绝缘子检测，及时更换零、低值绝缘子，确保线路绝缘水平良好，对处在雷电活动频繁区杆塔，进一步缩短检测周期。

4.采取红外测温、带电测试等手段，加强绝缘子低零值的监检测，及时发现存在隐患。根据近几年瓷绝缘子出现掉串的频率，今后在线路上尽量还是少使用瓷绝缘子，在条件允许的情况下尽可能地使用玻璃绝缘子，结合以往的运行经验，玻璃绝缘子未出现过掉串情况。

5.进网绝缘子严控把控质量关口，按照“GB/T1001.1-2003标称电压高于1000V的架空线路绝缘子第1部分：交流系统瓷或玻璃绝缘子元件-定义、试验方法和判定准则”要求抽取试样进行检测，检测内容主要有拉伸负荷试验、工频耐受电压试验、温度循环试验、机电破坏负荷试验、击穿耐受试验、空隙性试验等，严禁不合格绝缘挂网运行。

6.缩短杆塔接地电阻测量周期，及时对接地电阻不合格的杆塔进行接地改造，将杆塔的接地电阻控制在10Ω以下，提高线路的耐雷水平；在易击杆段采取加强绝缘、加装可控避雷针、防绕击避雷针等综合防雷措施。针对110kV高南一线、高御线的绝缘子部分进行绝缘电阻和耐压试验，另选取部分西高所绝缘子检测中心进行机电试验，根据试验情况决定处理方式。

7.采取“疏导”型防雷措施，加装线路避雷器或在绝缘子串上加装并联间隙（招弧角），在发生雷害闪络时有效地保护绝缘子。

参考文献

[1]罗真海，陈雄一，肖定辉.送电线路瓷绝缘子掉串的原因分析及对策[J].广东电力，2007（5）：127.