熊文歡

（湖北省送變電工程公司 武漢 430063）

超高壓線路復(fù)合絕緣子掉串故障分析

熊文歡

（湖北省送變電工程公司 武漢 430063）

本文基于超高壓輸電線路運(yùn)行中的復(fù)合絕緣子芯棒斷裂掉串引起的故障跳閘，就該故障進(jìn)行分析，查找導(dǎo)致復(fù)合絕緣子掉串的原因，并提出相關(guān)的處理意見。

超高壓；輸電線路；復(fù)合絕緣子；掉串；分析處理

1 引言

2015年10月14日，500kV興咸一回A相（右相）故障跳閘，重合閘不成功。檢查發(fā)現(xiàn)500kV興咸一回線#398塔A相（右相），合成絕緣子導(dǎo)線側(cè)第3片傘裙處芯棒斷裂，導(dǎo)致A相導(dǎo)線脫落，造成對地短路故障。

故障發(fā)生后，運(yùn)維單位立即啟動應(yīng)急預(yù)案，各級人員迅速就位，制定搶修方案，調(diào)集人員、備品備件和工具開展搶修，對斷裂的合成絕緣子進(jìn)行更換。

2 基本情況

500kV興咸一回線#398塔，桿塔型式ZB1V-39，小號側(cè)檔距444m，大號側(cè)檔距307m，垂直檔距511m，絕緣配置為左、右相單I串300kN合成絕緣子（FXBW4-500/300），該合成絕緣子生產(chǎn)廠家為揚(yáng)州市雙寶電力設(shè)備有限公司，掛網(wǎng)時間為2009年6月20日。

500kV興咸一回#398塔地處咸寧市溫泉開發(fā)區(qū)溫泉街道辦事處肖橋村，故障時天氣為晴天14～21℃，微風(fēng)，無持續(xù)穩(wěn)定風(fēng)向。

3 故障原因分析

3.1 外觀及憎水性測試

對故障絕緣子外觀進(jìn)行檢查，護(hù)套、傘裙、端部密封處外觀及密封性完好，未見明顯老化現(xiàn)象，外表面未見明顯孔洞或破損。噴水分級表明，表面憎水性為HC2級，滿足運(yùn)行要求

3.2 斷口分析

對故障絕緣子芯棒斷口進(jìn)行檢查發(fā)現(xiàn)故障絕緣子斷面90%區(qū)域斷面平整，斷口與軸線垂直，呈階梯狀；剩余10%斷面呈現(xiàn)“掃帚形”，與復(fù)合材料短時拉伸破壞特征相同。從斷口形態(tài)分析，故障絕緣子表現(xiàn)出典型的脆性斷裂（脆斷）特征。

3.3 護(hù)套解剖分析

為了分析芯棒劣化的范圍，對斷口兩端護(hù)套進(jìn)行解剖分析。分析發(fā)現(xiàn)：

（1）呈現(xiàn)黃色的芯棒表面已經(jīng)嚴(yán)重粉化，如圖1所示為劣化芯棒表面情況，護(hù)套與芯棒粘接層已經(jīng)被破壞，可以輕松將護(hù)套從芯棒上撕裂開；正常芯棒側(cè)芯棒與護(hù)套粘接層情況，無法直接撕開，且由于芯棒表面強(qiáng)度較高，可以利用刀具從芯棒上將護(hù)套刮開，界面干凈。

（2）斷口附近大量芯棒樹脂基體粉化，玻璃纖維粘連在護(hù)套內(nèi)表面，且護(hù)套內(nèi)表面明顯放電痕跡，如圖2所示。

（3）端部芯棒產(chǎn)生劣化，并已產(chǎn)生顆粒物，如圖3所示。端部金具護(hù)套內(nèi)表面已劣化，并產(chǎn)生顆粒物；金具與芯棒壓接面則產(chǎn)生了顆粒物；而正常芯棒側(cè)護(hù)套與金具粘接正常。

圖1 表面解剖圖（劣化芯棒側(cè)表面）

圖2 斷口附近護(hù)套內(nèi)表面

圖3 故障絕緣子端部（劣化芯棒側(cè)）

（4）解剖測量發(fā)現(xiàn)，斷口位于距離端部金具15～17cm處，斷口兩端芯棒均有劣化現(xiàn)象。導(dǎo)線側(cè)一直劣化延伸到端部金具；對側(cè)一直劣化到距離金具約25cm處，劣化芯棒界面逐漸變小，直至正常。

（5）解剖傘裙護(hù)套發(fā)現(xiàn)護(hù)套內(nèi)存在多處氣隙，如圖4所示。

圖4 剖開后的護(hù)套

3.4 運(yùn)行歷史情況分析

興咸一回398#A相復(fù)合絕緣子型號為FXBW4-500/300，該批復(fù)合絕緣子于2009年6月20日掛網(wǎng)運(yùn)行，生產(chǎn)廠家為揚(yáng)州市雙寶電力設(shè)備有限公司。同批次的興咸一回391#和395#復(fù)合絕緣子曾在運(yùn)行中于2014年11月10日發(fā)現(xiàn)局部發(fā)熱缺陷并及時處理，根據(jù)當(dāng)時的缺陷分析報告，絕緣子芯棒剖開后呈現(xiàn)的劣化現(xiàn)象與本次相同，說明缺陷產(chǎn)生的原因與本次斷串的原因相同，本次斷串為同類缺陷繼續(xù)發(fā)展結(jié)果。

運(yùn)維單位曾在2015年8月5日對本故障相復(fù)合絕緣子開展紅外測溫。測溫結(jié)果顯示最大溫差為0.7℃，未發(fā)現(xiàn)異常情況。

3.5 故障原因分析結(jié)論

根據(jù)對復(fù)合絕緣子進(jìn)行的外觀和解剖檢查，排除天氣、外力等原因造成的損害，認(rèn)為興咸一回398#A相復(fù)合絕緣子發(fā)生脆斷是由于生產(chǎn)工藝控制不嚴(yán)導(dǎo)致硅橡膠內(nèi)有雜質(zhì)存在，且硅橡膠在擠包穿傘過程中未完全排出空氣，造成芯棒護(hù)套存在多處氣隙。絕緣子在運(yùn)行過程中，由于導(dǎo)線側(cè)端部電位梯度較大、場強(qiáng)相對集中，氣隙處產(chǎn)生長期放電，引起芯棒表面粉化，通過芯棒表面泄漏電流增加，溫度升高。由于存在局部過熱點(diǎn)，使芯棒纖維逐步斷裂，最終導(dǎo)致芯棒脆斷，導(dǎo)線落地，造成永久短路故障，線路跳閘。

4 故障暴露的問題

此次故障絕緣子與前期發(fā)現(xiàn)存在發(fā)熱缺陷的395#絕緣子屬于同一廠家同一批次產(chǎn)品，通過故障原因分析，說明該廠家該批次絕緣子存在嚴(yán)重質(zhì)量缺陷。

運(yùn)維單位雖在2015年8月5日在地面對故障絕緣子開展過紅外測溫，但是并未發(fā)現(xiàn)缺陷，而2014年11月10日芯棒發(fā)熱缺陷則首先由國網(wǎng)通航公司經(jīng)直升機(jī)巡線發(fā)現(xiàn)，說明雖然紅外檢測能夠有效檢測復(fù)合絕緣子界面發(fā)熱缺陷，但是地面紅外測量卻很難發(fā)現(xiàn)缺陷點(diǎn)，針對疑似發(fā)熱點(diǎn)應(yīng)登塔進(jìn)行紅外測量。

5 需要采取的措施

（1）對該廠家同批次的復(fù)合絕緣子進(jìn)行更換，完成更換前，應(yīng)加強(qiáng)巡視（截止發(fā)稿時，該廠家同批次復(fù)合絕緣子全部更換完畢）。

（2）對超高壓及以上線路復(fù)合絕緣子進(jìn)行紅外測溫時，因絕緣子距地面較高，應(yīng)使用安裝有長焦鏡頭的紅外熱像儀或者采用裝有紅外熱像儀的無人機(jī)進(jìn)行紅外測溫，以保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)備。使用未安裝長焦鏡頭的紅外熱像儀進(jìn)行紅外測溫或者對測溫結(jié)果有懷疑時，應(yīng)登桿進(jìn)行精確檢測。

6 結(jié)語

目前，超高壓及特高壓線路上存在著大量的復(fù)合絕緣子掛網(wǎng)運(yùn)行，復(fù)合絕緣子是否運(yùn)行正常關(guān)系到整個電網(wǎng)系統(tǒng)的安全，而紅外測溫是檢測合成絕緣子運(yùn)行情況的非常重要的手段，必須保證檢測手段的先進(jìn)性和檢測結(jié)果的準(zhǔn)確度，防止因復(fù)合絕緣子掉串引起的電網(wǎng)故障。

TM216

A

1004-7344（2016）25-0064-02

2016-7-25

熊文歡（1982-），男，工程師，本科，主要從事超特高壓輸電線路運(yùn)維檢修及施工工作。