500 k V洹獲線111#塔中相V串復(fù)合絕緣子斷裂情況分析及處理措施

孫惠濤 吳 帥 孫 超 馬 嘯

（國網(wǎng)河南省電力公司檢修公司，河南 鄭州450000）

0 引言

河南地區(qū)運(yùn)行的500 k V輸電線路洹獲Ⅰ線111#塔中相V串右側(cè)（小號(hào)側(cè)）串在靠近導(dǎo)線端第一片大傘裙處斷裂，此基桿塔絕緣配置為V型雙串，沒有造成導(dǎo)線落地及線路跳閘。勘察現(xiàn)場后，不滿足帶電作業(yè)條件而無法進(jìn)行帶電更換，向省公司調(diào)度申請(qǐng)臨時(shí)停電更換斷裂絕緣子。2013年6月11日上午07：00向省調(diào)申請(qǐng)臨時(shí)停電，及時(shí)安排檢修隊(duì)伍，連夜準(zhǔn)備好檢修工器具、備品備件。11日上午10：50，省調(diào)許可工作，檢修人員隨即開始更換斷裂絕緣子，且將同相剩余3支中的2支更換為新絕緣子，并做故障試驗(yàn)分析；停電期間，安排人員對(duì)相鄰110#塔絕緣子進(jìn)行登塔檢查，未發(fā)現(xiàn)異常。下午14：48向省調(diào)終結(jié)檢修并申請(qǐng)恢復(fù)送電。

1 調(diào)查分析

經(jīng)過線路故障時(shí)的現(xiàn)場勘查，對(duì)111#塔更換的絕緣子外觀進(jìn)行檢查，2支完整絕緣子無異?，F(xiàn)象，斷裂絕緣子情況為導(dǎo)線端芯棒呈不規(guī)則狀拉斷，芯材碳化，絕緣子護(hù)套從第12片傘裙以下呈不同程度龜裂老化；后分析相鄰110#塔絕緣子拍攝照片，中相V串2支絕緣子導(dǎo)線端護(hù)套老化情況與111#塔斷裂絕緣子相同；兩基塔上所安裝其他絕緣子未發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象。

2 試驗(yàn)情況

10月11日將現(xiàn)場斷裂的絕緣子及更換下來的2支完整絕緣子一起送河南電科院高壓試驗(yàn)基地檢測，首先對(duì)未斷裂的完好絕緣子進(jìn)行測試（表1）。

表1 試驗(yàn)絕緣子編號(hào)

2.1 外觀檢查

對(duì)111#塔更換下來的絕緣子外觀進(jìn)行詳細(xì)檢查，未發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象。

2.2 工頻30 min耐受試驗(yàn)

進(jìn)行30 min額定運(yùn)行電壓耐受試驗(yàn)，并采用紅外成像儀監(jiān)視耐受30 min時(shí)復(fù)合絕緣子的溫升情況，2支完整絕緣子無明顯溫升、發(fā)熱等異?，F(xiàn)象。

2.3 拉力試驗(yàn)

對(duì)2支完整絕緣子施加300 k N（額定拉力）1 min。試驗(yàn)后外觀檢查無異?，F(xiàn)象。

2.4 憎水性測試

對(duì)111#塔更換下的絕緣子進(jìn)行憎水性試驗(yàn)，整體試驗(yàn)后，判定憎水性等級(jí)為HC4～HC5。

2.5 斷裂絕緣子外觀檢查

斷裂絕緣子情況為導(dǎo)線端芯棒呈不規(guī)則狀拉斷，芯材碳化，絕緣子護(hù)套從第12片傘裙以下呈不同程度龜裂老化。為分析斷裂原因，對(duì)斷裂絕緣子從兩端對(duì)稱位置（均取第12、13片傘裙位置）取絕緣子傘裙，編號(hào)后進(jìn)行后續(xù)材料試驗(yàn)分析。對(duì)斷裂絕緣子從兩端對(duì)稱位置（均取第12、13片大傘位置）解剖護(hù)套，看到靠近斷裂一端的芯棒已經(jīng)出現(xiàn)較嚴(yán)重的電腐蝕現(xiàn)象，另一端對(duì)稱位置芯棒及護(hù)套外觀性能良好。

3 斷裂原因分析

本次復(fù)合絕緣子斷裂發(fā)生在111#塔中相V串右串，該基桿塔共有6串絕緣子，有一支斷裂，其余絕緣子根據(jù)目前的試驗(yàn)情況和現(xiàn)場檢查情況判定為正常。對(duì)斷裂、護(hù)套龜裂缺陷絕緣子進(jìn)行了初步分析，認(rèn)為問題產(chǎn)生的原因?yàn)橐韵聨追N：

（1）復(fù)合絕緣子護(hù)套、芯棒存在材料質(zhì)量問題。從現(xiàn)場斷裂、護(hù)套龜裂復(fù)合絕緣子檢查結(jié)果分析，首先由于護(hù)套老化龜裂后產(chǎn)生局部裂紋，造成芯棒直接與空氣接觸，在機(jī)械荷載、大氣環(huán)境、電場作用下，芯棒表面濕氣在電場強(qiáng)局部放電下產(chǎn)生的硝酸對(duì)芯棒造成腐蝕，芯棒逐漸老化，最終造成斷裂。

（2）污穢的影響。110#、111#塔位于河南省黃河北鶴壁市淇縣，海拔分別為132 m、123 m，處于低矮丘陵地帶，年降雨量700～800 mm，空氣中灰塵顆粒較多，污穢相對(duì)較重，酸雨對(duì)復(fù)合絕緣子護(hù)套有腐蝕作用，芯棒與護(hù)套界面發(fā)生局部放電，造成芯棒與護(hù)套老化、蝕損，加速護(hù)套的老化、龜裂。經(jīng)對(duì)相鄰110#塔絕緣子拍攝照片并仔細(xì)分析，發(fā)現(xiàn)中相V串2支絕緣子導(dǎo)線端護(hù)套有龜裂老化情況，在長期局部放電作用下，護(hù)套表面形成細(xì)小蝕孔，加劇芯棒和護(hù)套的蝕損與老化，最終發(fā)生斷裂。

（3）鳥啄受損（此線路送電前出現(xiàn)過鳥啄絕緣子現(xiàn)象）后的電腐蝕問題。斷裂的絕緣子可能首先因?yàn)轼B啄受損，造成芯棒直接與空氣接觸，加上局部積垢嚴(yán)重加速了硅橡膠護(hù)套腐蝕，在高電壓、強(qiáng)電場環(huán)境下，硅橡膠護(hù)套受到電腐蝕損傷，芯棒外露，潮氣入侵，導(dǎo)致斷裂。

（4）線路舞動(dòng)影響。在線路運(yùn)行過程中發(fā)生覆冰舞動(dòng)等情況時(shí)，產(chǎn)生的能量由導(dǎo)線端開始通過絕緣子向塔身傳遞，導(dǎo)線端能量最大，在靠近導(dǎo)線端絕緣子第2片大傘裙處產(chǎn)生最大彎矩，長期反復(fù)機(jī)械作用下芯棒和護(hù)套受損老化、強(qiáng)度降低；在電氣方面，靠近導(dǎo)線端的絕緣子表面受電場影響，傘裙、護(hù)套較其他位置老化速度快。查閱資料表明，本次發(fā)生斷裂的111#塔不在舞動(dòng)區(qū)，并且走徑為南北方向（舞動(dòng)區(qū)為115#到大號(hào)側(cè)桿塔），并且斷裂處采用V串雙串懸掛，受力情況各個(gè)絕緣子基本一致，初步可以排除因舞動(dòng)導(dǎo)致斷裂的原因。

（5）緊湊型線路結(jié)構(gòu)方面的影響。緊湊型線路三相是倒等邊三角形排列，相間中心距離6.7 m。導(dǎo)線懸垂串采用V型懸掛方式，上導(dǎo)線V型串夾角為88.4°，下導(dǎo)線 V型串夾角為141°。在結(jié)構(gòu)上緊湊型線路中（下）相絕緣子串V串2支絕緣子夾角大，沿絕緣子中軸線方向橫向、縱向受力較兩上相絕緣子大幅增加，在線路發(fā)生微風(fēng)振動(dòng)等工況時(shí)，中（下）絕緣子受到的影響較大，在這些惡劣工況的反復(fù)作用下，有可能導(dǎo)致芯棒機(jī)械強(qiáng)度降低，甚至造成斷裂。

4 采取措施

4.1 全線登塔排查復(fù)合絕緣子

根據(jù)110#、111#塔絕緣子護(hù)套位置發(fā)現(xiàn)的裂紋情況，安排對(duì)全線復(fù)合絕緣子開展排查工作，要求逐基登塔逐支檢查復(fù)合絕緣子外觀，并在地面配合開展紅外檢測工作，排查中未發(fā)現(xiàn)有明顯的復(fù)合絕緣子護(hù)套龜裂現(xiàn)象，僅發(fā)現(xiàn)個(gè)別絕緣子有輕微鳥啄傷痕，267#、272#塔部分絕緣子導(dǎo)線端護(hù)套附近存在局部發(fā)熱，溫升在3℃以內(nèi)，其他未發(fā)現(xiàn)異常。

4.2 開展緊湊型線路排查

對(duì)運(yùn)行中的緊湊型線路特殊區(qū)段（舞動(dòng)區(qū)段、大檔距等）開展登塔排查，同時(shí)結(jié)合地面紅外儀器對(duì)絕緣子進(jìn)行測溫，并將登塔排查情況與測溫結(jié)果進(jìn)行綜合分析，做好類似事件的預(yù)防措施。

5 下一步工作建議

近年來，由于用戶對(duì)用電質(zhì)量、服務(wù)的要求越來越高，輸電線路停電檢修時(shí)間越來越短，在線路運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)此類斷串故障，要進(jìn)行全面的現(xiàn)場勘查、細(xì)致的前期準(zhǔn)備，繼續(xù)跟蹤排查；對(duì)于故障發(fā)生區(qū)段，重點(diǎn)采用登塔拍照、紅外測溫、紫外監(jiān)測等手段，繼續(xù)跟蹤監(jiān)測，尤其在有雨雪天氣時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)監(jiān)視在排查中發(fā)現(xiàn)護(hù)套裂紋的絕緣子。及時(shí)安排對(duì)護(hù)套有裂紋的絕緣子進(jìn)行更換，并對(duì)該絕緣子進(jìn)行試驗(yàn)分析，確定護(hù)套出現(xiàn)裂紋的原因。分析是否存在家族性缺陷或批次產(chǎn)品質(zhì)量問題，以便進(jìn)行部分或全部批次的更換，避免此類缺陷重復(fù)發(fā)生，確保線路的安全穩(wěn)定運(yùn)行。