关于输电线路绝缘子缺陷分析及对策的思考

2018-02-23孙阔腾，蔡玮辰，李飞虎

科技创新与应用 2018年6期

孙阔腾，蔡玮辰，李飞虎

摘要：架空输电线路主要由基础、杆塔、导线、绝缘子、金具架空避雷线及接地装置等部件组成，绝缘子对输电线路的安全运行起到了重要的作用，输电运维工作中不同型式结构、材质绝缘子各种缺陷现象会带来不同的安全隐患。

关键词：输电线路；绝缘子；绝缘性；措施

中图分类号：TM216 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）06-0071-02

Abstract： Overhead transmission lines are mainly composed of base， tower， wire， insulator， metal overhead lightning protection line and grounding device， etc. Insulators play an important role in the safe operation of transmission lines. In the operation and maintenance of transmission line， different types of insulators and insulators of different types will bring about different hidden dangers to safety.

Keywords： transmission line； insulator； insulation； measure

1 概述

我局所轄输电线路区域跨度大，距离长，多位于山区，地形复杂，气候条件多样。长期暴露在自然环境中的绝缘子要经受冰霜雨雪及气温等恶劣天气的影响，同时绝缘子要承受导线的垂直荷重、水平荷重和导线张力。会出现玻璃绝缘子自爆、复合绝缘子老化、污染严重等问题影响线路的安全运行。

2 常见缺陷类别及表象

（1）玻璃绝缘子自爆。一串玻璃绝缘子串上自爆片数：110kV 3片及以上者、220kV 4片及以上者、500kV 4片及以上者，一串玻璃绝缘子串上自爆片数：110kV 2片、220kV 3片、500kV 3片，一串玻璃绝缘子串上自爆片数：110kV 1片、220kV 2片及以下、500kV 2片及以下。

（2）复合绝缘子破损、老化。合成绝缘子伞群表面出现粉化、裂纹、电蚀、憎水性下降等老化现象；伞群之间粘贴部位有脱胶现象，合成绝缘子伞群表面出现粉化、裂纹、电蚀、憎水性下降等老化现象严重；伞群之间粘贴部位脱胶现象严重。

（3）绝缘子钢帽锈蚀、损伤。钢帽锈蚀严重且出现麻点、凹坑，浇装水泥开裂、脱落，钢脚颈部直径明显减少，已严重影响到其机械强度。

（4）绝缘子球头弯曲。绝缘子钢脚弯曲、变形。

（5）污秽、爬电。绝缘子积污，按等值附盐密度测试结果，其爬电比距不符合对应污秽等级下爬电比距限值的要求，绝缘子脏污，观察到有局部、间歇性火花放电现象，绝缘子严重脏污，观察到有持续、明显的火花放电现象。

（6）复合绝缘子断裂复合绝缘子串断裂。

（7）V串绝缘子掉串、V型串复合绝缘子串掉串。

3 原因分析及影响

3.1 玻璃绝缘子自爆

（1）若绝缘子投运1-2个月内发生自爆，极大可能是绝缘子钢化玻璃内张力层分布有杂质和结瘤，可判定为制造工艺原因引起的自爆。

（2）若绝缘子1-2年内发生自爆，极大可能是绝缘子在输电线路运行一段时间后，当遇到强烈的冷热温差和机电负荷作用时，引发玻璃绝缘件自爆。

（3）若绝缘子投运较长时间后发生自爆，是玻璃表面的积污层受潮后，在工频电压作用下会发生局部放电，引起的长期发热导致玻璃件绝缘下降，从而引起零值自爆。

（4）玻璃绝缘子自爆后会影响绝缘子串的有效绝缘长度，当绝缘子串的有效绝缘长度低于绝缘子串最小有效绝缘长度时，绝缘子串便会被高压电流击穿，引发线路跳闸，造成安全事故。

（5）自爆后的玻璃绝缘子如果未及时更换，在雷击天气或污闪情况下有可能造成残垂绝缘子的钢脚被烧坏而导致绝缘子掉串。

3.2 复合绝缘子破损、老化

复合绝缘子在复杂的外部环境因素作用下，导致有机材料会发生各种物理化学变化使性能劣化。以及污秽在湿润条件下导致的表面放电、电晕放电、紫外线、酸雨是影响复合绝缘子外绝缘材料老化的主要因素，表面放电的影响最为显著。导致绝缘子表面憎水性丧失，耐污闪性能变差，导致绝缘可靠性下降。

3.3 绝缘子钢帽锈蚀、损伤

（1）出厂质量。绝缘子仅在钢脚处使用了锌套，而未在钢帽上使用锌环，因此绝缘子出厂质量是钢帽锈蚀的原因之一。

（2）由于绝缘子长期暴露在复杂的外部大气环境中，达到一定的程度使绝缘子钢帽产生锈蚀。绝缘子本身质量。绝缘子仅在钢脚处使用了锌套，而未在钢帽上使用锌环。

（3）直流电压下的绝缘子钢帽锈蚀的主要原因是电化学锈蚀。钢帽锈蚀直接输电线路平稳运行，即使短时间内不会影响绝缘子的机械强度和电气强度，在特殊气候条件下及电化学效应的作用下随着运行时间的延长，锈蚀程度会有相应的增加趋势。

3.4 绝缘子球头弯曲，绝缘子钢脚弯曲、变形

（1）在施工进行绝缘子起吊时，由于绝缘子串吊点绳索绑扎位置不当，造成绝缘子球头受力过大弯曲。

（2）在风的作用，绝缘子串形成风偏。当风速较大、风作用的频次较为密集时，会导致绝缘子球头弯曲。绝缘子球头弯曲后造成绝缘子受力不均匀，在风的作用，球头和碗头之间就会产生摩擦，引起磨损，严重时造成绝缘子球头折断。

3.5 污秽、爬电

架空输电线路长期暴露在大自然中，工业废气或自然界盐碱、粉尘等各种微粒或鸟粪会堆积在绝缘子外表面形成污秽、爬电。在雾、露、小雨、雪等气象条件下，污秽层中的电解质湿润后，使表面电导率增加，在绝缘子表面形成导电通路，使绝缘强度大大降低，在正常运行电压下绝缘子会发生污秽闪络。

3.6 复合绝缘子断裂、复合绝缘子串断裂

（1）由于复合绝缘子端部密封性能不良或芯棒护套损伤浸入潮气或雨水的缓慢腐蚀造成。

（2）在长期的高场强的绝缘子高压端会加速脆断的进程。

（3）内楔式结构的复合绝缘子在大档距长期较大拉力下，拉伸强度下降较快。架空输电线路绝缘子串脱落，破坏了架空输电线路的结构，使线路失去绝缘，从而给架空输电线路带来永久接地故障。其所带来的后果就是使架空输电线路失去送电能力，导致供电中断。且多伴随有导线、绝缘子、金具等的损坏，恢复送电需要耗费一定时间，严重威胁架空输电线路安全运行。

3.7 V串绝缘子掉串、V型串复合绝缘子串掉串

V型串絕缘子采用球碗连接结构（带R或W销），在风的作用下，球头和碗头之间就会产生摩擦，引起磨损。久而久之导致绝缘子下端球头与碗头挂板脱开，形成掉串。架空输电线路绝缘子串脱落，破坏了架空输电线路的结构，使线路失去绝缘，从而给架空输电线路带来永久接地故障。其所带来的后果就是使架空输电线路失去送电能力，导致供电中断。且多伴随有导线、绝缘子、金具等的损坏，恢复送电需要耗费一定时间，严重威胁架空输电线路安全运行。

4 措施

（1）建议加强重污地区的地面人工巡视，并留意绝缘子的积污速度，及时清扫绝缘子。开展线路模拟盐密、灰密取样和测量工作，以及饱和系数绝缘子盐密检测工作，及时准确掌握线路污秽情况。对于自爆绝缘子，应根据绝缘子的自爆片数，合理安排检修时间更换。对线路绝缘子自爆区域的分布情况进行统计分析，形成可供参考的经验数据。对绝缘子进行爬距复核，对不满足要求的进行调爬。

（2）损坏复合绝缘子进行更换。受雷击闪络过的复合绝缘子及时进行更换，对同厂家同批次的运行复合绝缘子，需要每3年抽样送检。

（3）做好定期巡视工作，观察锈蚀情况有没有扩大的现象。需要时，建议对不容易观测到的绝缘子钢脚部分和导线侧绝缘子进行检查。及时排查污秽区段的绝缘子。更换球头弯曲绝缘子。增加绝缘子数量和金具，提高强度和稳定度。

（4）更换球头弯曲绝缘子。采用双绝缘子串提高强度及稳定度，对于悬垂角与垂直档距较大的直线塔采用双线夹；在易出现舞动的地区，应采用双联双线夹。对于整串起吊的绝缘子，应该合理选择起吊位置。

（5）综合考虑污湿特征、运行经验、等值盐密等因素，相关标准划分污秽等级。污区分布修订后，进行绝缘子爬距校核。可通过调整绝缘子类型和爬电比距定期清扫绝缘子等有效的防污措施。更换不良和零值绝缘子。定期在污秽严重地区的绝缘子表面涂憎水性防污涂料的方法增强其抗污能力或采用合成绝缘子。

（6）对断裂绝缘子串及时进行更换。结合日常巡视，按南网预试规程要求进行红外检测。应结合绝缘子具体使用年限、运行情况以及抽检情况，对同厂家同批次的运行复合绝缘子，需要每3年抽样送检。

（7）碗头外围加装卡箍。在V串中增加组合联板。

参考文献：

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[3]DL/T741-2010.架空输电线路运行规程[S].

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