35kV-500kV輸電線路玻璃絕緣子自爆原因分析及預防措施

朱孝平

摘要：本文通過對35kV-500kV輸電線路玻璃絕緣子自爆原因進行典型案例分析，總結了不同類型的絕緣子自爆或劣化的原因及改進措施，對線路的運行維護有著實際參考意義。

關鍵詞：玻璃絕緣子;自爆;改進措施

引言

絕緣子在輸電線路中起重要的電氣絕緣和機械支撐作用，良好的絕緣子對輸電線路安全穩(wěn)定運行具有重要意義，而玻璃絕緣子相對于其他類型的絕緣子又具有機械強度高、檢測方便、零值自爆、維護成本較低等優(yōu)點，故玻璃絕緣子在現輸電線路中被廣泛運用。但輸電線路由于運行條件的差異，玻璃絕緣子容易發(fā)生不同程度的劣化自爆，當自爆絕緣子數量不滿足《架空送電線路運行規(guī)程》要求時，將導致線路跳閘事故的發(fā)生，嚴重威脅電網、設備的安全穩(wěn)定運行。因此，采取有效的防范措施有利于避免輸電線路因絕緣子自爆而跳閘事故的發(fā)生。

1 自爆原因分析

1.1 典型缺陷

1.1.1 500kV某線

500kV某線線路全長91.523 km，缺陷單元為N21耐張塔，轉角度數-23°55′，水平檔距637m，垂直檔距237m，雷害風險等級為Ⅰ級，設計污區(qū)等級為A級，缺陷表象為500kV某線N21塔大號側C相右串第12片絕緣子自爆，缺陷照片如圖1所示。

1.1.2 220kV某線

220kV某線線路全長33.004 km，缺陷單元為N70終端塔，轉角度數25°47′，水平檔距786m，垂直檔距309m，雷害風險等級為Ⅰ級，設計污區(qū)等級為B級，缺陷表象為220kV某線N70塔A相小號側右邊串自導線側第12片絕緣子自爆，缺陷照片如圖2所示。

1.1.3 35kV某線

35kV某線線路全長12.87 km，缺陷單元為N20耐張塔，轉角度數 -8°47′，水平檔距408m，垂直檔距442m，雷害風險等級為Ⅰ級，設計污區(qū)等級為C級，缺陷表象為35kV某線N20塔小號側右邊相導線端第二片絕緣子自爆，缺陷照片如圖3所示。

1.2 缺陷分析

以上三起玻璃絕緣子自爆的典型案例，均是發(fā)生在耐張串，且通過現場絕緣子碎片分析得知，缺陷原因均為強電場作用，根據年度缺陷統(tǒng)計發(fā)現，由于強電場作用而發(fā)生玻璃絕緣子自爆的缺陷比率占玻璃絕緣子劣化自爆缺陷的80%以上，少數玻璃絕緣子劣化自爆是由于外力破壞引起。

1.2.1 強電場

顧名思義，絕緣子在短時間內遭受較強雷擊、操作過電壓時，會在絕緣子表面產生工頻電弧，形成沿面放電，若工頻電流小于20kA，則會在絕緣子表面形成明顯閃絡，若工頻電流大于20kA或者電弧持續(xù)的時間超過0.12秒，都可能引發(fā)鋼化玻璃絕緣子不耐受從而導致玻璃絕緣子破碎，如果工頻電流作用時間過長，甚至可能導致鋼化玻璃絕緣子群爆的發(fā)生。

1.2.2 環(huán)境

根據線路所處的地域、環(huán)境進行判斷，處于金屬或重金屬工業(yè)園區(qū)的線路桿塔絕緣子易遭受積污，工廠排放的金屬懸浮物若附著在玻璃絕緣子表面，容易使絕緣子爬電比距變小，絕緣水平下降，從而導致玻璃絕緣子自爆;環(huán)境溫度的變化也可能導致玻璃絕緣子自爆的發(fā)生，玻璃的導熱性較差，當環(huán)境溫度變化較為劇烈時，玻璃絕緣子內應力達到臨界值，將會發(fā)生自爆;處于落雷區(qū)的線路桿塔更易遭受直擊雷影響。

2 絕緣子的選型

2.1 絕緣子類型

絕緣子按照材料類型基本可分為瓷質絕緣子、玻璃絕緣子、復合絕緣子。瓷質絕緣子具有良好的化學穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，并具有良好的電氣、機械性能;玻璃絕緣子具有比瓷質絕緣子擁有更高的機械強度，瓷質絕緣子與玻璃絕緣子都無需進行“零值檢測”;復合絕緣子具有耐污性好、便于安裝等特點。

2.2絕緣子選取

根據不同的需求選擇不同類型的絕緣子，一般來說，首先按照電壓等級來進行絕緣子的選取，其次，按照荷載承受能力選擇不同絕緣子，最后，根據現場情況，如污區(qū)、雷區(qū)、村莊、農田等地域類型選取相應的絕緣子類型。

3 預防措施

1）改進絕緣子的生產工藝

加強絕緣子原料的篩選和配料的制造管理過程。選擇耐高溫、耐火的原材料，避免大顆粒、雜質的材料混入，加強原料的把控過程，從根源解決絕緣子自爆問題。

2）加強入網前絕緣子實驗

在絕緣子投入使用前，應對絕緣子做二次試驗，包括熱沖擊、冷沖擊、內水壓試驗、均質熱處理試驗等，并要求廠家提供完備、準確的試驗報告及合格證書方可投入使用。

3）特殊地區(qū)絕緣子抽檢

在絕緣子投入使用后，不定時對絕緣子進行抽檢，特別是鹽密度偏高地區(qū)和污穢地區(qū)。對已發(fā)生自爆的絕緣子返廠送檢，尋找其自爆原因。

4）縮短運維周期加強巡視力度

優(yōu)化運維周期，提高運維手段，在日常巡視維護過程中做好測溫工作，提前發(fā)現缺陷避免隱患發(fā)生。對污穢地區(qū)及外力破壞頻發(fā)地區(qū)加強巡視力度，對臟污地區(qū)絕緣子縮短更換周期。

4 結論

1）各類絕緣子有其使用范圍及使用環(huán)境，絕緣子自爆或劣化多由于使用環(huán)境不當引起，對不同地區(qū)應采用不同類型絕緣子。

2）絕緣子在生產過程中、投入使用前應嚴格把關，做好相應的耐壓、耐溫試驗以降低其自爆率。

3）對于已經發(fā)生自爆的絕緣子采取積極的應對措施，做好分析及補強措施，提高運維水平。

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