懸式絕緣子交流耐壓試驗(yàn)新方法

尹 航，蘭 柏，高勝軍

（1.中國(guó)電力技術(shù)裝備有限公司，北京市 100052；2.國(guó)網(wǎng)新源控股有限公司技術(shù)中心，北京市 100161）

懸式絕緣子交流耐壓試驗(yàn)新方法

尹 航1，蘭 柏2，高勝軍1

（1.中國(guó)電力技術(shù)裝備有限公司，北京市 100052；2.國(guó)網(wǎng)新源控股有限公司技術(shù)中心，北京市 100161）

懸式絕緣子廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)中，絕緣性能直接關(guān)系到人身、設(shè)備及電力系統(tǒng)安全。在交接試驗(yàn)、預(yù)防性試驗(yàn)、檢修、缺陷處理等環(huán)節(jié)后需要進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)。目前，廣泛采用的耐壓試驗(yàn)方法有單片耐壓試驗(yàn)、成串耐壓試驗(yàn)等方式，各試驗(yàn)方案在試驗(yàn)效率、試驗(yàn)精度、經(jīng)濟(jì)性、安全性方面存在缺陷，本文提出了一種實(shí)用、高效、安全的試驗(yàn)方法。

懸式絕緣子；耐壓；試驗(yàn)；缺陷

0 引言

懸式絕緣子具有良好的絕緣性能、抗氣候變化的性能、耐熱性和組裝靈活等優(yōu)點(diǎn)[1]。近年來(lái)，懸式絕緣子廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)中，高壓架空輸電線路、一部分發(fā)電廠及變電站的母線和各種電氣設(shè)備的外部帶電導(dǎo)體均須用大量懸式絕緣子[2]。絕大多數(shù)懸式絕緣子在戶外使用，在大氣條件下運(yùn)行，缺陷絕緣子會(huì)發(fā)生閃絡(luò)、自爆等故障，絕緣性能直接關(guān)系到人身、設(shè)備及電力系統(tǒng)安全[3]。在交接試驗(yàn)、預(yù)防性試驗(yàn)、檢修、缺陷處理等環(huán)節(jié)后需要進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)，每片試驗(yàn)電壓為60kV，耐壓時(shí)間為1min。目前，廣泛采用的耐壓試驗(yàn)方法有單片耐壓試驗(yàn)、成串耐壓試驗(yàn)等方式，各試驗(yàn)方案不同程度存在試驗(yàn)效率、試驗(yàn)精度、經(jīng)濟(jì)性、安全性方面的問(wèn)題或缺陷。鑒于交流耐壓試驗(yàn)是懸式絕緣子制造質(zhì)量復(fù)驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)安裝質(zhì)量、運(yùn)行狀態(tài)檢驗(yàn)的重要環(huán)節(jié)，是判斷其能否投入運(yùn)行的重要技術(shù)措施和確保設(shè)備安全正常投入運(yùn)行的重要技術(shù)手段。本文針對(duì)目前普遍采用的試驗(yàn)裝置、技術(shù)方案進(jìn)行完善與改進(jìn)，提出新型懸式絕緣子耐壓試驗(yàn)方法、試驗(yàn)裝置的配置及技術(shù)方案，力求提高耐壓試驗(yàn)精度、減少工作量、提高工作效率，保證作業(yè)安全。

1 目前常用的試驗(yàn)方法及局限性

1.1 單片耐壓試驗(yàn)

單片交流耐壓試驗(yàn)原理見(jiàn)圖1。該試驗(yàn)方法需要逐片拆除及組裝，增加了金屬附件磨損，普遍存在連接銷釘折斷、絕緣件裂紋、碎片現(xiàn)象，延誤后續(xù)安裝環(huán)節(jié)。

線路工程、變電站工程中應(yīng)用的懸式絕緣子數(shù)量非常大，一個(gè)500kV常規(guī)變電站需要20000多片的懸式絕緣子，該試驗(yàn)方式需要投入較多的試驗(yàn)作業(yè)人員，反復(fù)工作量大、試驗(yàn)耗時(shí)長(zhǎng)、工作效率低下、試驗(yàn)安全隱患大。

1.2 成串耐壓試驗(yàn)

采用懸式絕緣子成串臥式交流耐壓試驗(yàn)原理見(jiàn)圖2。

該試驗(yàn)方法通過(guò)分別短接絕緣子串連接金屬接頭，引出兩個(gè)試驗(yàn)加壓線，絕緣子串臥式排列于平面，該方式可以實(shí)現(xiàn)多串絕緣子并聯(lián)耐壓試驗(yàn)，比單片耐壓試驗(yàn)方法有所改進(jìn)。

2 新型交流耐壓試驗(yàn)方法

2.1 耐壓試驗(yàn)原理

懸式絕緣子進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)常采用的試驗(yàn)原理見(jiàn)圖3。每片被試絕緣子兩側(cè)金屬附件分別通過(guò)剛性金屬短接線短接，形成兩路被試絕緣子引出線，一路引出線可靠連接于金屬橫擔(dān)，每片絕緣子通過(guò)金屬橫擔(dān)實(shí)現(xiàn)電氣接地，另一路引出線與試驗(yàn)變壓器高壓試驗(yàn)引線可靠連接。220V試驗(yàn)交流電源通過(guò)調(diào)壓器輸入到試驗(yàn)變壓器，試驗(yàn)變壓器輸出的高壓施加在被試絕緣子高壓端，實(shí)現(xiàn)對(duì)被試絕緣子的耐壓試驗(yàn)考核。電流表用于監(jiān)測(cè)輸入電流，從而控制試驗(yàn)容量。

2.2 耐壓試驗(yàn)裝置的組成

本懸式絕緣子交流耐壓試驗(yàn)裝置是一套試驗(yàn)系統(tǒng)，見(jiàn)圖4。試驗(yàn)系統(tǒng)包括輸入220V交流試驗(yàn)電源、調(diào)壓器、電流表、試驗(yàn)變壓器、被試絕緣子、高壓試驗(yàn)引線、金屬支桿、金屬橫擔(dān)、金屬緊固線、剛性金屬短接線、鐵帽、鋼腳。其中，金屬橫擔(dān)、金屬支桿和金屬緊固線構(gòu)成了金屬試驗(yàn)支架，支架各部位的連接可靠，保證電氣連接穩(wěn)定，試驗(yàn)期間，金屬試驗(yàn)支架可靠接地，為被試絕緣子提供可靠接地。

2.3 耐壓試驗(yàn)流程

應(yīng)用本耐壓裝置進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，工作流程見(jiàn)圖5，主要包括以下步驟：

（1）現(xiàn)場(chǎng)組裝金屬試驗(yàn)支架，并通過(guò)專用接地裸銅線可靠接地，檢查支架機(jī)械穩(wěn)定性及承重能力，用萬(wàn)用表歐姆擋測(cè)試各部位的電氣連接，確保金屬支架的電氣完整性，避免試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)生放電。

（2）準(zhǔn)備待試絕緣子串，通過(guò)鋼腳懸掛于金屬試驗(yàn)支架。

（3）用剛性金屬短接線分別短接上述懸掛的被試絕緣子兩側(cè)金屬附件，形成兩路被試絕緣子引出線，一路引出線統(tǒng)一可靠連接于金屬橫擔(dān)，另一路引出線與試驗(yàn)變壓器高壓試驗(yàn)引線可靠連接。

（4）準(zhǔn)備加壓試驗(yàn)回路，確保交流試驗(yàn)電源、調(diào)壓器、電流表、試驗(yàn)變壓器電氣連接可靠，設(shè)備金屬外殼可靠接地。

（5）懸空試驗(yàn)變壓器輸出端子，進(jìn)行預(yù)加壓，檢驗(yàn)加壓回路完整性及電壓的正確輸出。

（6）連接高壓試驗(yàn)引線至被試絕緣子，按照耐壓試驗(yàn)要求進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，持續(xù)加壓1min，無(wú)異常現(xiàn)象，調(diào)壓器歸零，拉開(kāi)試驗(yàn)電壓。拆除被試絕緣子串，隔離缺陷絕緣子，準(zhǔn)備待試絕緣子串，按照步驟1～5繼續(xù)進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)。對(duì)于缺陷絕緣子，需要進(jìn)行隔離、返廠處理。

3 新型交流耐壓試驗(yàn)方法的實(shí)施方式

3.1 耐壓試驗(yàn)裝置的推薦配置

如圖4所示，可以在工程現(xiàn)場(chǎng)組裝金屬試驗(yàn)支架，金屬支桿及金屬橫擔(dān)可采用工程現(xiàn)場(chǎng)的強(qiáng)度滿足要求的角鋼或腳手架鋼管，要確保機(jī)械、電氣連接部位金屬無(wú)銹蝕，金屬緊固線可以就地取材，能夠保證金屬支架穩(wěn)定及足夠的承重能力即可。試驗(yàn)支架組裝后，要進(jìn)行外觀、機(jī)械穩(wěn)定性及承重能力檢驗(yàn)，避免試驗(yàn)支架垮塌；用萬(wàn)用表歐姆擋位測(cè)試各部位的電氣連接，確保金屬支架的電氣完整性，避免出現(xiàn)懸浮電位或發(fā)生局部放電。

3.2 被試絕緣子的數(shù)量

準(zhǔn)備待試絕緣子串，通過(guò)鋼腳懸掛于金屬試驗(yàn)支架。新建工程中，廠家包裝供貨的絕緣子一般為5片一串，可直接懸掛進(jìn)行耐壓試驗(yàn)；運(yùn)行中的懸式絕緣子串一般大于5片，被試絕緣子串可適當(dāng)增加，最多不超過(guò)7片，以減小支架高度及搬運(yùn)難度。

3.3 被試絕緣子的試驗(yàn)接線

鋼腳可提前固定于金屬橫擔(dān)，懸掛絕緣子串時(shí)，由專人負(fù)責(zé)鋼腳與鐵帽的連接。用剛性金屬短接線分別短接上述懸掛的被試絕緣子兩側(cè)金屬附件，形成兩路被試絕緣子引出線，一路引出線可靠連接于金屬橫擔(dān)，接觸面清潔、無(wú)污染，另一路引出線與試驗(yàn)變壓器的高壓試驗(yàn)引線可靠連接。短接線可現(xiàn)場(chǎng)就地采用剛性金屬片，插入鐵帽與絕緣件的縫隙實(shí)現(xiàn)與金屬附件的可靠連接，也可加工試驗(yàn)專用短接線實(shí)現(xiàn)各金屬附件的連接及統(tǒng)一插接。用萬(wàn)用表導(dǎo)通擋位測(cè)試以上所有臨時(shí)試驗(yàn)用金屬連接，確保連接可靠，避免脫落、放電。

3.4 試驗(yàn)準(zhǔn)備

準(zhǔn)備加壓試驗(yàn)回路，確保交流試驗(yàn)電源、調(diào)壓器、電流表、試驗(yàn)變壓器電氣連接可靠，設(shè)備金屬外殼可靠接地。各設(shè)備連接線可采用通用的測(cè)試專用線及配套插頭、接頭，專用線的電流容量要考慮試驗(yàn)容量的需要，采用剩余電流保護(hù)開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)回路的通斷，允許條件下可采用萬(wàn)用表復(fù)核調(diào)壓器輸入、輸出電壓，避免調(diào)壓器故障或回路斷線延誤試驗(yàn)。調(diào)壓器至試驗(yàn)變壓器的輸入引線適當(dāng)采用長(zhǎng)專用線，增大加壓操作人員與試驗(yàn)變壓器的電氣距離，以保證試驗(yàn)人員的人身安全。

3.5 耐壓試驗(yàn)及注意事項(xiàng)

正式耐壓試驗(yàn)前，懸空試驗(yàn)變壓器輸出端子，進(jìn)行預(yù)加壓。一方面，檢驗(yàn)加壓回路完整性及電壓的正確輸出；另一方面，防止過(guò)高的輸出電壓擊穿被試絕緣子，避免加壓回路缺陷帶來(lái)的絕緣子缺陷及問(wèn)題誤判。

連接高壓試驗(yàn)引線至被試絕緣子高壓引線端，高壓試驗(yàn)引線推薦采用裸銅線與試驗(yàn)變壓器可靠纏接，另一端綁接專用夾子用于連接被試絕緣子高壓加壓引線，常規(guī)絕緣導(dǎo)線或?qū)Ｓ镁€接頭處易斷線，隱蔽性強(qiáng)不易發(fā)現(xiàn)。

按照耐壓試驗(yàn)要求進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，持續(xù)加壓1min，無(wú)異?，F(xiàn)象，調(diào)壓器歸零，拉開(kāi)試驗(yàn)電源。拆除被試絕緣子串，隔離缺陷絕緣子，準(zhǔn)備待試絕緣子串。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文提出的試驗(yàn)流程及試驗(yàn)方法是針對(duì)現(xiàn)階段現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)工作情況提出的，具備如下優(yōu)勢(shì)：

（1）試驗(yàn)方法借鑒懸式絕緣子的實(shí)際工況及基本電氣原理，通過(guò)試驗(yàn)支架替代實(shí)際構(gòu)支架，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械支撐和可靠的接地連接；每串被試絕緣子串的絕緣子片數(shù)及絕緣子串總量可以根據(jù)實(shí)際需要靈活增減，靈活性強(qiáng)。

（2）該試驗(yàn)技術(shù)方案可同時(shí)進(jìn)行多串絕緣子的耐壓試驗(yàn)，試驗(yàn)電壓值統(tǒng)一，提高了試驗(yàn)精度，橫向判斷依據(jù)準(zhǔn)確，有利于發(fā)現(xiàn)缺陷絕緣子。

（3）采用多串絕緣子并聯(lián)接線，每次耐壓試驗(yàn)可以實(shí)現(xiàn)多數(shù)絕緣子同時(shí)加壓考核絕緣強(qiáng)度，減少了重復(fù)拆卸、試驗(yàn)準(zhǔn)備的工作量，工作效率得到了大幅提升。

（4）被試絕緣子統(tǒng)一懸掛試驗(yàn)，高壓試驗(yàn)引線根據(jù)電氣安全距離靈活調(diào)整，試驗(yàn)支架可靠接地，有效克服了臥式交流耐壓試驗(yàn)方法的對(duì)地放電風(fēng)險(xiǎn)，充分保障了試驗(yàn)安全。

（5）該試驗(yàn)方案配備的裝置及材料可以在現(xiàn)場(chǎng)就地取材，成本低廉，試驗(yàn)方法的高效降低了人工和輔助工器具的投入；試驗(yàn)方法減少了升壓、降壓的次數(shù)，降低了試驗(yàn)儀器的損耗，該方案經(jīng)濟(jì)效益顯著。

[1]蘇冬冬．懸式瓷絕緣子炸裂的分析及改進(jìn)措施[J]．上海鐵道科技，2012，(2)：(70-71,74)．SU Dongdong． Analysis and improvement of bursting of suspension insulators[J]．Shanghai Rarlway Science &Technology，2012，(2)：(70-71,74)．

[2]張永宏，白建國(guó)，韓鈞，等．新型復(fù)合懸式絕緣子的開(kāi)發(fā)應(yīng)用介紹一種新型防“污閃”復(fù)合絕緣子[J]．科技資訊，2010，(25)：(117-118)．ZHANG Yonghong，BAI Jianguo，HAN Jun，et al．Development and Application of New Compound Suspension Insulator Introduction A New Anti-“Pollution Flash”Compound Insulator[J]．Science & Technology Information，2010，(25)：(117-118)．

[3]付斌，張川，孫潔瓊．帶電更換水平雙分裂導(dǎo)線懸垂絕緣子工具研制與應(yīng)用[J]．湖北電力，2013，37(9)：(10-12)．FU Bin，ZHANG Chuan，SUN Jieqiong，Development and Application of the Tools for Replacement of Horizontal Double Split Conductor Suspension Insulators[J]．Hubei Electric Power，2013，37(9)：(10-12)．

2017-01-10

2017-05-20

尹 航（1983—），男，工程師，主要研究方向：電力工程建設(shè)與項(xiàng)目管理工作，E-mail：yinhang@cet．sgcc．com．cn

蘭 柏（1982—），男，高級(jí)工程師，主要研究方向：電力系統(tǒng)高壓電氣設(shè)備生產(chǎn)及故障診斷工作。E-mail：bo-lan@sgxy．sgcc．com．cn

高勝軍（1975—），男，高級(jí)工程師，主要研究方向：電力工程建設(shè)與項(xiàng)目管理工作。E-mail：gaoshengjun@cet．sgcc．com．cn

AC Withstand Voltage Test Method of Suspension Insulator

YIN Hang1，LAN Bo2，GAO Shengjun1
（1. China Electric Power Equipment and Technology Co.，Ltd.，Xicheng District，Beijing 100052，China；2. Technology Center of State Grid Xinyuan Company Ltd.，F(xiàn)engtai District，Beijing 100161，China）

Suspension insulators were widely used in electric power system，insulation performance is directly related to the personal，equipment and power system security. AC withstand voltage test method was applied to handing over test，preventive test，overhaul and defect treatment. At present，single-chip withstand voltage test method and insulator strings withstand voltage test method were widely used，which still existed shortcomings in test efficiency，accuracy，economy and safety. This paper presented a practical，efficient and safe test method.

suspension insulator；withstand voltage；test；defect

TM855

A學(xué)科代碼：470．4037

10．3969/j．issn．2096-093X．2017．02．021