支柱绝缘子带电探伤原理与应用

陈绍锋 王亮 郭宏伟

摘 要：支柱绝缘子振动波带电检测是一种新型的检测手段，能够在不停电的情况下检测瓷瓶内部裂纹等常见故障。笔者通过现场实际工作总结了该检测方法的工作要点，指出瓷瓶常见故障和与预防方法，对该类检测手具有指导意义。

关键詞：振动波；瓷瓶；故障；预防方法

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.07.157

1 支柱绝缘子的特性

瓷支柱绝缘子（以下简称绝缘子）主要是由分布在玻璃状基体里的刚玉、石英和长石等按一定比例加工成型，在高温下烧结成的无机绝缘材料，其中结晶的成分越高则绝缘子的机械强度就越强，制造绝缘子的过程中和使用过程中的应力都会造成绝缘子裂纹，对变电站的安全运行造成隐患。

2 支柱绝缘子的探伤原理

通过向绝缘子底部发射激励振动波，同时接受其振动反馈波，经软件进行分析该反馈波的频谱是否正常，即可判断该绝缘子内外是否有裂纹。

3 支柱绝缘子带电检测应用

通过对李庄、五里台、龙家店、小营四个220kV变电站户外隔离开关支柱绝缘子进行了检测，共计完成2129只，发现异常（包括警告）状态绝缘子93只。各站检测数量和异常情况见表1：（单位：只）。

检查范围覆盖室外220kV和110kV电压等级，数量见表2（单位：只）。

220kV和110kV缺陷瓷瓶数量见表3（单位：只）。

可能存在的缺陷及原因分析：

各变电站异常支柱绝缘子的部位见表4（单位：只）。

根据附录所示的绝缘子部位进行统计，对支柱绝缘子缺陷原因分析如下：

（1）水平旋转隔离开关在分合闸过程中触头触指夹紧力、触头触指自身重量、连接导线产生的重量都有可能使瓷瓶受径向扭矩，产生裂纹；作为三相联动机构的隔离开关带操作机构的一相（或一侧）瓷瓶受力最大，产生裂纹的可能性也最高；垂直伸缩的剪式刀闸的转动瓷瓶也存在类似的受力工况。应力作用位置集中在瓷瓶上部的，易在瓷瓶上端产生裂纹，集中在下部的易在根部产生裂纹。

（2）上、下法兰胶装处由于温度变化，铸铁与瓷件收缩比不同产生缝隙造成密封不严，雨雪天气水从裂纹处渗入，结冰后体积膨胀造成裂纹；

（3）大风造成支柱绝缘子摆动容易造成绝缘子底部裂纹缺陷；

（4）安装、检修过程中攀爬瓷瓶造成绝缘子受力，底部产生裂纹。

预防措施：

（1）加强设备选型和承载力校核，更换隔离开关导电部分、导线等工作应考虑其重量对支柱绝缘子造成的影响；

（2）对三相联动机构侧瓷瓶进行重点检查，情况严重的瓷瓶应及时提出停电更换。

（3）换季、雨雪、大风天气后对异常状况的支柱绝缘子进行复测，记录测试数据变化。情况严重的瓷瓶应及时提出停电更换。

（4）检修工作应杜绝攀爬瓷瓶，异常情况的瓷瓶在检修前应提出预警，使用专用登高检修工具防止造成人身伤害。

4 支柱绝缘子带电探伤的局限

目前测试结果不能保证100%的准确，由于操作人为原因，环境的干扰会造成测试的不准确，对异常的绝缘子在环境改变的情况下进行复测，可以提高测试的准确性。在停电的情况下，利用超声波方法对绝缘子进行测量，能够准确排除误差，提高成功率。