朱孝平

摘要：本文通過(guò)對(duì)35kV-500kV輸電線路玻璃絕緣子自爆原因進(jìn)行典型案例分析，總結(jié)了不同類(lèi)型的絕緣子自爆或劣化的原因及改進(jìn)措施，對(duì)線路的運(yùn)行維護(hù)有著實(shí)際參考意義。

關(guān)鍵詞：玻璃絕緣子;自爆;改進(jìn)措施

引言

絕緣子在輸電線路中起重要的電氣絕緣和機(jī)械支撐作用，良好的絕緣子對(duì)輸電線路安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義，而玻璃絕緣子相對(duì)于其他類(lèi)型的絕緣子又具有機(jī)械強(qiáng)度高、檢測(cè)方便、零值自爆、維護(hù)成本較低等優(yōu)點(diǎn)，故玻璃絕緣子在現(xiàn)輸電線路中被廣泛運(yùn)用。但輸電線路由于運(yùn)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(dāng)自爆絕緣子數(shù)量不滿足《架空送電線路運(yùn)行規(guī)程》要求時(shí)，將導(dǎo)致線路跳閘事故的發(fā)生，嚴(yán)重威脅電網(wǎng)、設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)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(zhǎng)91.523 km，缺陷單元為N21耐張塔，轉(zhuǎn)角度數(shù)-23°55′，水平檔距637m，垂直檔距237m，雷害風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為Ⅰ級(jí)，設(shè)計(jì)污區(qū)等級(jí)為A級(jí)，缺陷表象為500kV某線N21塔大號(hào)側(cè)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(zhǎng)33.004 km，缺陷單元為N70終端塔，轉(zhuǎn)角度數(shù)25°47′，水平檔距786m，垂直檔距309m，雷害風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為Ⅰ級(jí)，設(shè)計(jì)污區(qū)等級(jí)為B級(jí)，缺陷表象為220kV某線N70塔A相小號(hào)側(cè)右邊串自導(dǎo)線側(cè)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(zhǎng)12.87 km，缺陷單元為N20耐張塔，轉(zhuǎn)角度數(shù) -8°47′，水平檔距408m，垂直檔距442m，雷害風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為Ⅰ級(jí)，設(shè)計(jì)污區(qū)等級(jí)為C級(jí)，缺陷表象為35kV某線N20塔小號(hào)側(cè)右邊相導(dǎo)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(guò)現(xiàn)場(chǎng)絕緣子碎片分析得知，缺陷原因均為強(qiáng)電場(chǎng)作用，根據(jù)年度缺陷統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，由于強(qiáng)電場(chǎng)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(shù)玻璃絕緣子劣化自爆是由于外力破壞引起。

1.2.1 強(qiáng)電場(chǎng)

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

1.2.2 環(huán)境

根據(jù)線路所處的地域、環(huán)境進(jìn)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(dǎo)致玻璃絕緣子自爆;環(huán)境溫度的變化也可能導(dǎo)致玻璃絕緣子自爆的發(fā)生，玻璃的導(dǎo)熱性較差，當(dāng)環(huán)境溫度變化較為劇烈時(shí)，玻璃絕緣子內(nèi)應(yīng)力達(dá)到臨界值，將會(huì)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(lèi)型

絕緣子按照材料類(lèi)型基本可分為瓷質(zhì)絕緣子、玻璃絕緣子、復(fù)合絕緣子。瓷質(zhì)絕緣子具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，并具有良好的電氣、機(jī)械性能;玻璃絕緣子具有比瓷質(zhì)絕緣子擁有更高的機(jī)械強(qiáng)度，瓷質(zhì)絕緣子與玻璃絕緣子都無(wú)需進(jìn)行“零值檢測(cè)”;復(fù)合絕緣子具有耐污性好、便于安裝等特點(diǎn)。

2.2絕緣子選取

根據(jù)不同的需求選擇不同類(lèi)型的絕緣子，一般來(lái)說(shuō)，首先按照電壓等級(jí)來(lái)進(jìn)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(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，如污區(qū)、雷區(qū)、村莊、農(nóng)田等地域類(lèi)型選取相應(yīng)的絕緣子類(lèi)型。

3 預(yù)防措施

1）改進(jìn)絕緣子的生產(chǎn)工藝

加強(qiáng)絕緣子原料的篩選和配料的制造管理過(guò)程。選擇耐高溫、耐火的原材料，避免大顆粒、雜質(zhì)的材料混入，加強(qiáng)原料的把控過(guò)程，從根源解決絕緣子自爆問(wèn)題。

2）加強(qiáng)入網(wǎng)前絕緣子實(shí)驗(yàn)

在絕緣子投入使用前，應(yīng)對(duì)絕緣子做二次試驗(yàn)，包括熱沖擊、冷沖擊、內(nèi)水壓試驗(yàn)、均質(zhì)熱處理試驗(yàn)等，并要求廠家提供完備、準(zhǔn)確的試驗(yàn)報(bào)告及合格證書(shū)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(shí)對(duì)絕緣子進(jìn)行抽檢，特別是鹽密度偏高地區(qū)和污穢地區(qū)。對(duì)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(yùn)維周期加強(qiáng)巡視力度

優(yōu)化運(yùn)維周期，提高運(yùn)維手段，在日常巡視維護(hù)過(guò)程中做好測(cè)溫工作，提前發(fā)現(xiàn)缺陷避免隱患發(fā)生。對(duì)污穢地區(qū)及外力破壞頻發(fā)地區(qū)加強(qiáng)巡視力度，對(duì)臟污地區(qū)絕緣子縮短更換周期。

4 結(jié)論

1）各類(lèi)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(dāng)引起，對(duì)不同地區(qū)應(yīng)采用不同類(lèi)型絕緣子。

2）絕緣子在生產(chǎn)過(guò)程中、投入使用前應(yīng)嚴(yán)格把關(guān)，做好相應(yīng)的耐壓、耐溫試驗(yàn)以降低其自爆率。

3）對(duì)于已經(jīng)發(fā)生自爆的絕緣子采取積極的應(yīng)對(duì)措施，做好分析及補(bǔ)強(qiáng)措施，提高運(yùn)維水平。

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