鄭武略，商 犇，張富春，楊 磊，韓玉康，李偉性，林明杰，樊友平

(1.中國(guó)南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司超高壓輸電公司廣州局，廣州 510600； 2.武漢大學(xué)電氣與自動(dòng)化學(xué)院，武漢 430072; 3.中國(guó)電力科學(xué)研究院有限公司，武漢 430072)

關(guān)鍵字：超高壓線路；老舊復(fù)合絕緣子；抽檢試驗(yàn)；運(yùn)行性能；差異化運(yùn)維

0 引言

在南方電網(wǎng)超高壓輸電公司下轄500 kV超高壓線路中，復(fù)合絕緣子的使用量已遠(yuǎn)超傳統(tǒng)陶瓷、玻璃絕緣子，但由于超高壓輸電技術(shù)累積經(jīng)驗(yàn)較少，500 kV電壓等級(jí)下復(fù)合絕緣子的運(yùn)行狀態(tài)及其性能老化特性也一直是南方電網(wǎng)超高壓公司運(yùn)維和研究工作的重點(diǎn)[1]。

統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明[2-4]，復(fù)合絕緣子掛網(wǎng)運(yùn)行壽命一般在7～10年左右，運(yùn)維規(guī)定也要求對(duì)運(yùn)行10年的復(fù)合絕緣子必須展開(kāi)專項(xiàng)抽檢，

截至2019年，南方電網(wǎng)超高壓輸電公司500 kV及以上電壓等級(jí)線路運(yùn)行10年以上復(fù)合絕緣子共有18 554支，涉及高肇直流、興安直流等交直流線路44條。主要應(yīng)用于直線塔懸垂串及耐張塔跳線串，布置型式主要有I型、雙I型、V型和雙V型。各條線路老舊復(fù)合絕緣子掛網(wǎng)情況見(jiàn)圖1。

圖1 不同線路老舊復(fù)合絕緣子掛網(wǎng)使用情況Fig.1 Use of the old composite insulators on different lines

從運(yùn)行工況來(lái)看，這批老舊復(fù)合絕緣子包含了所有廠家及型號(hào)，且?guī)缀鹾w了超高壓公司下轄所有區(qū)段。因此，對(duì)其進(jìn)行專項(xiàng)抽檢，既是運(yùn)維工作的要求，又能切實(shí)掌握超高壓輸電公司運(yùn)行環(huán)境下運(yùn)行10年及以上老舊復(fù)合絕緣子的運(yùn)行性能，消除線路隱患，也為后續(xù)其他超(特)高壓輸電工程復(fù)合絕緣子的選型和運(yùn)維提供指導(dǎo)。

1 抽樣及試驗(yàn)設(shè)置

1.1 抽樣情況介紹

本次抽檢根據(jù)Q/CSG 1206007-2017《電力設(shè)備檢修試驗(yàn)規(guī)程》相關(guān)要求進(jìn)行抽樣，由各分公司根據(jù)運(yùn)維情況具體執(zhí)行，抽樣標(biāo)注見(jiàn)表1。

表1 專項(xiàng)抽檢數(shù)目及比例要求Table 1 The number and proportion of special inspections

線路運(yùn)維中，以“同一廠家采用同批次原料生產(chǎn)的產(chǎn)品”劃分為一批次，同時(shí)，為保證抽樣的全面性和代表性，抽樣時(shí)遵循以下幾點(diǎn)原則：

1)同一線路中同一批次抽檢數(shù)目按照E2進(jìn)行抽檢。

2)近3年內(nèi)抽檢不合格的線路及批次按E1抽檢。

3)抽檢數(shù)目大于等于1支時(shí)，按串型種類將抽檢數(shù)目重新分配。

4)確定抽檢位置時(shí)，優(yōu)先抽檢工業(yè)區(qū)等高污、高濕熱區(qū)及大檔距、大高差等工況下的復(fù)合絕緣子。

5)優(yōu)先遵照各分公司原定的抽檢計(jì)劃。

最終，本次抽檢共抽取118支運(yùn)行十年及以上復(fù)合絕緣子，其中直流用復(fù)合絕緣子41支，交流用復(fù)合絕緣子77支。從線路分布來(lái)看，涵蓋了高肇直流、天廣一回等11條主干網(wǎng)絡(luò)。從生產(chǎn)廠家來(lái)看，共涉及6個(gè)廠家，運(yùn)行年限在10～17年不等，額定負(fù)荷包括70 kN～400 kN不等。具體分布見(jiàn)圖2。

圖2 復(fù)合絕緣子抽樣情況Fig.2 Sampling situation of composite insulators

從抽樣結(jié)果來(lái)看，所抽取的復(fù)合絕緣子占總數(shù)的0.6%，覆蓋了超高壓公司下轄所有運(yùn)行10年及以上500 kV線路，并涵蓋了2003～2010年投運(yùn)的所有廠家、批次和串型，因此本次抽樣的復(fù)合絕緣子可以充分代表南方電網(wǎng)超高壓輸電公司下轄運(yùn)行十年及以上復(fù)合絕緣子運(yùn)行現(xiàn)狀。

1.2 試驗(yàn)項(xiàng)目及分組

為全面、準(zhǔn)確評(píng)估復(fù)合絕緣子性能，抽檢試驗(yàn)主要依照DL/T 1000.3-2015《標(biāo)稱電壓高于1 000 V架空線路絕緣子使用導(dǎo)則 第3部分：交流系統(tǒng)用棒性懸式復(fù)合絕緣子》、Q/CSG 1206007-2017《電力設(shè)備檢修試驗(yàn)規(guī)程》相關(guān)要求進(jìn)行設(shè)置，要求試驗(yàn)項(xiàng)目可以充分反映電氣、機(jī)械、老化等多方面性能，主要包括：外觀檢查、憎水性測(cè)試、密封性能試驗(yàn)、額定機(jī)械負(fù)荷耐受試驗(yàn)、機(jī)械破壞負(fù)荷試驗(yàn)、水煮試驗(yàn)、水煮后陡波前沖擊耐受電壓試驗(yàn)、水煮后干工頻電壓試驗(yàn)、帶護(hù)套芯棒水?dāng)U散試驗(yàn)等多項(xiàng)試驗(yàn)。

在分組設(shè)計(jì)時(shí)，為了保證試驗(yàn)更有針對(duì)性，在DL/T 1000.3-2015標(biāo)準(zhǔn)建議的基礎(chǔ)上，同時(shí)結(jié)合制造企業(yè)、運(yùn)行年限、電壓等級(jí)等影響因素，在確定送檢試品信息的基礎(chǔ)上，按照如下分組原則對(duì)絕緣子進(jìn)行分組，并確定各試品開(kāi)展試驗(yàn)項(xiàng)目。

試驗(yàn)項(xiàng)目及分組見(jiàn)表2。

表2 復(fù)合絕緣子運(yùn)行抽檢試驗(yàn)項(xiàng)目及數(shù)目Table 2 Operational sampling test items and number of composite insulators

2 試驗(yàn)結(jié)果及分析

2.1 整體情況

依照1.2節(jié)中設(shè)計(jì)的試驗(yàn)項(xiàng)目及分組對(duì)抽檢絕緣子進(jìn)行分組試驗(yàn)，總體情況見(jiàn)表3。

表3 復(fù)合絕緣子抽檢試驗(yàn)結(jié)果情況Table 3 Results of random inspection test for composite insulators

需要強(qiáng)調(diào)的是，復(fù)合絕緣子憎水性研究表明，當(dāng)絕緣子憎水性達(dá)到HC6級(jí)別時(shí)，但考慮到測(cè)試傘裙選取的隨機(jī)性，因此按照達(dá)到HC6級(jí)的傘裙片數(shù)有2片、1片及以上，達(dá)到HC5級(jí)的片數(shù)有3片、2片、1片及以上共5種情況分別作為判據(jù)統(tǒng)計(jì)憎水性正常率。

從表3結(jié)果可以看出：外觀測(cè)試中，對(duì)于運(yùn)行10年以上的老舊絕緣子，憎水性已出現(xiàn)較大下降，有部分絕緣子憎水性已基本喪失；電氣性能測(cè)試中，試驗(yàn)結(jié)果異常主要表現(xiàn)為水煮后干工頻電壓試驗(yàn)中絕緣子擊穿或者溫升較高，以及帶護(hù)套芯棒水?dāng)U散試驗(yàn)中泄漏電流值較大。機(jī)械性能測(cè)試中，全部外觀良好的試品均通過(guò)機(jī)械破壞負(fù)荷試驗(yàn)、端部密封性試驗(yàn)?？梢?jiàn)，復(fù)合絕緣子機(jī)械強(qiáng)度、端部金具密封性能較好，運(yùn)行10年后仍能滿足運(yùn)行需求。

以下將針對(duì)外觀及憎水性檢查、電氣性能、機(jī)械性能進(jìn)行詳細(xì)分析。

2.2 具體結(jié)果及分析

2.2.1 外觀檢查及憎水性分析

1)外觀檢查

復(fù)合絕緣子長(zhǎng)期暴露于戶外環(huán)境，傘裙會(huì)因積污老化出現(xiàn)發(fā)黑、粉化甚至破損等情況，尤其是在污穢嚴(yán)重環(huán)境下，復(fù)合絕緣子放電比較頻繁，致使絕緣子傘套表面形成粉化層，出現(xiàn)發(fā)白、掉粉等情況。外觀檢查發(fā)現(xiàn)，超過(guò)70%的絕緣子存在傘裙粉化、表面發(fā)白的情況，約40%絕緣子存在傘裙或桿徑表面發(fā)黑現(xiàn)象，約50%絕緣子存在傘裙破損的情況,見(jiàn)圖3。

圖3 復(fù)合絕緣子外觀典型情況Fig.3 Typical appearance of composite insulators

從破損情況看，有5支有鳥(niǎo)啄跡象，均為興安直流絕緣子。有12支絕緣子存在較大面積傘裙破損或者大面積脆化現(xiàn)象，主要集中在百色局天平線、柳州局如桂線、曲靖局西百線、梧州局高肇直流等，傘裙破損情況與運(yùn)行年限無(wú)明顯關(guān)系，部分傘裙破損可能是在送檢過(guò)程中造成的。

2)憎水性分析

對(duì)118支絕緣子開(kāi)展了憎水性能測(cè)試。檢測(cè)時(shí)，每支復(fù)合絕緣子抽取高壓段、中壓段和低壓段3段進(jìn)行測(cè)試，每段各取2片傘裙測(cè)試，其中高、低壓段一般選擇第2、3片大傘，中壓段一般選取最中間的連續(xù)兩片大傘。若所測(cè)試傘裙中有50%及以上傘裙達(dá)到HC6、HC5級(jí)，則判定為憎水性試驗(yàn)不通過(guò)。最終，有87支樣品憎水性測(cè)試正常，正常率約為73.7%，試驗(yàn)結(jié)果及分析見(jiàn)圖4。

圖4 憎水性測(cè)試結(jié)果Fig.4 Result of hydrophobicity test

由圖4可以看出，隨著運(yùn)行年限的增加，絕緣子憎水性能呈整體下降的趨勢(shì)但憎水性變化與運(yùn)行年限之間并非嚴(yán)格的線性關(guān)系。同時(shí)也可以看出2004年以前投運(yùn)的產(chǎn)品憎水性異常率顯著高于之后的產(chǎn)品。

不同部位憎水性情況見(jiàn)圖5，結(jié)果表明，復(fù)合絕緣子不同線路、不同部位的憎水性能無(wú)明顯區(qū)別，不同部位未因電場(chǎng)強(qiáng)度、紫外線照射等影響而呈現(xiàn)較大差異。

圖5 不同部位憎水性情況Fig.5 Hydrophobicity of different parts

綜合以上分析，不同運(yùn)行年限的復(fù)合絕緣子憎水性并無(wú)明顯差異。從絕緣子的整體憎水性能分析，按照樣品的掛網(wǎng)運(yùn)行時(shí)間，絕緣子在投運(yùn)9～10年后其憎水性能會(huì)出現(xiàn)一定程度的下降，投運(yùn)14～15年后即2004年前投運(yùn)的產(chǎn)品，其憎水性將出現(xiàn)較大幅度下降。

2.2.2 電氣性能

電氣性能試驗(yàn)主要涉及水煮試驗(yàn)和水?dāng)U散試驗(yàn)。水煮試驗(yàn)包括水煮后的外觀檢查、水煮后陡波前沖擊耐受電壓試驗(yàn)及水煮后工頻耐受電壓試驗(yàn)等3項(xiàng)。

1)水煮試驗(yàn)

水煮試驗(yàn)中利用長(zhǎng)時(shí)間高溫水煮加速模擬工況下水汽侵蝕運(yùn)行復(fù)合絕緣子并破壞交界面的過(guò)程，這樣可以更好的暴露出其內(nèi)部隱藏缺陷，水煮后在沖擊電壓或工頻電壓下，存在界面缺陷的復(fù)合絕緣子內(nèi)部將發(fā)生擊穿或異常溫升[5-8]。

其試驗(yàn)步驟大致如下：首先將待檢絕緣子置于含有0.1%的氯化鈉去離子水中煮沸42 h，隨后利用幅值法進(jìn)行陡波試驗(yàn)，要求電極區(qū)段長(zhǎng)為500 mm，沖擊電壓不小于30 kV/cm。每個(gè)電極區(qū)段經(jīng)受正負(fù)極沖擊各25次，若不發(fā)生擊穿則試驗(yàn)通過(guò)。對(duì)通過(guò)陡波試驗(yàn)后的樣品進(jìn)行干工頻電壓試驗(yàn)，對(duì)整支絕緣子施加0.8倍干工頻閃絡(luò)電壓值并利用紅外檢測(cè)儀測(cè)量溫升。不產(chǎn)生擊穿或溫升不超過(guò)20 K則視為通過(guò)[9-10]。試驗(yàn)情況見(jiàn)圖6。

圖6 水煮試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)情況Fig.6 The scene of the boiling test

本次抽檢總共對(duì)39支復(fù)合絕緣子進(jìn)行了水煮試驗(yàn)，主要涉及興安直流等21條線路，出廠年限在2002～2009年之間。試驗(yàn)結(jié)果顯示，42 h水煮后樣品外觀均無(wú)異常，39支樣品均通過(guò)陡波沖擊試驗(yàn)，僅27支樣品通過(guò)工頻電壓試驗(yàn)，正常率約為69.2%。實(shí)驗(yàn)分析見(jiàn)圖7。

圖7 復(fù)合絕緣子工頻溫升情況Fig.7 Power frequency temperature rise of composite insulators

試驗(yàn)結(jié)果顯示，異常率與運(yùn)行年限無(wú)明顯線性相關(guān)，但與廠家、來(lái)源線路及交直流都有明顯的相關(guān)關(guān)系。異常率隨運(yùn)行年限分布情況，可以看出2006年以前(即運(yùn)行時(shí)間在12年以上)掛網(wǎng)運(yùn)行的復(fù)合絕緣子的異常率顯著高于06年以后的試品，說(shuō)明超過(guò)該運(yùn)行年限的絕緣子，其護(hù)套密封、芯棒-護(hù)套界面性能老化更明顯；廠家中A廠的產(chǎn)品其異常率(43.75%)顯著高于B廠(22.73%)；各線路中西百甲線的異常率最高，達(dá)100%，其次是賀羅I線，異常率為66.67%；交流電壓下運(yùn)行的復(fù)合絕緣子異常率更高，達(dá)41.7%而直流電壓環(huán)境下異常率僅有13.3%。

2)水?dāng)U散試驗(yàn)

水?dāng)U散試驗(yàn)中，將帶護(hù)套芯棒試樣直接放置于0.1%濃度鹽水中水煮100 h，然后在芯棒上施加12 kV工頻電壓并測(cè)量泄漏電流，本次抽檢中，將水?dāng)U散試驗(yàn)中泄漏電流大于1 mA的絕緣子判定為異常。試驗(yàn)情況見(jiàn)圖8。

圖8 水?dāng)U散試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)情況

試驗(yàn)共對(duì)46支復(fù)合絕緣子進(jìn)行了水?dāng)U散試驗(yàn)，涵蓋了2000～2013年出廠絕緣子。試驗(yàn)結(jié)果顯示，共有15支試驗(yàn)異常，整體異常率為32.6%。具體分析見(jiàn)圖9。

圖9 復(fù)合絕緣子水?dāng)U散情況Fig.9 Water diffusion of composite insulators

水?dāng)U散試驗(yàn)結(jié)果顯示，抽樣結(jié)果不能證明異常率與運(yùn)行年限具有線性相關(guān)但2006年以前的樣品異常率遠(yuǎn)高于之后的產(chǎn)品。

另外，綜合水煮后工頻電壓試驗(yàn)和水?dāng)U散試驗(yàn)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，二者具有較強(qiáng)一致性，試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著運(yùn)行時(shí)間的增加，絕緣子電氣性能會(huì)出現(xiàn)一定程度的下降，尤其是對(duì)于出廠運(yùn)行時(shí)間超過(guò)12年的絕緣子，其老化趨勢(shì)更明顯，電氣性能下降也較為嚴(yán)重。同時(shí)可以看出，工頻溫升試驗(yàn)、水?dāng)U散試驗(yàn)異常絕緣子與生產(chǎn)批次間有較大關(guān)系，部分線路的部分批次絕緣子電氣性能試驗(yàn)異常率偏高，如西百甲線300 kN、高肇直流160 kN、興安直流180 kN復(fù)合絕緣子，故加強(qiáng)絕緣子批次管理及差異化運(yùn)維具有重要意義。

2.2.3 密封機(jī)械性能

試驗(yàn)共對(duì)42支復(fù)合絕緣子進(jìn)行了密封性能試驗(yàn)，對(duì)39支復(fù)合絕緣子進(jìn)行了機(jī)械破壞負(fù)荷試驗(yàn)，涵蓋了所有廠家、所有噸位、運(yùn)行時(shí)間最長(zhǎng)的絕緣子。所有試品均通過(guò)密封性及機(jī)械破壞試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 密封及機(jī)械破壞負(fù)荷試驗(yàn)結(jié)果Table 4 Seal test and mechanical damage test results

根據(jù)線路設(shè)計(jì)規(guī)程規(guī)定，運(yùn)行后交流、直流復(fù)合絕緣子機(jī)械破壞負(fù)荷不低于額定值的67%、90%即可[11-14]。從表4可以看出，不同噸位試品的破壞負(fù)荷與標(biāo)稱值之比均超過(guò)1.25，總體均值超過(guò)1.5。結(jié)果表明運(yùn)行10年后的復(fù)合絕緣子機(jī)械性能未出現(xiàn)明顯下降。

需要強(qiáng)調(diào)的是，試品破壞形式均是金具拉斷。同時(shí)少量樣品出現(xiàn)了連接夾具被破壞的現(xiàn)象，但是其破壞值均高于規(guī)程要求。現(xiàn)場(chǎng)情況見(jiàn)圖10。

圖10 機(jī)械破壞負(fù)荷試驗(yàn)情況Fig.10 Results of mechanical failure load test

機(jī)械破壞負(fù)荷試驗(yàn)考察復(fù)合絕緣子芯棒、端部壓接工藝的老化情況，早期采用的內(nèi)鍥式、外鍥式結(jié)構(gòu)均會(huì)損壞芯棒，絕緣子機(jī)械強(qiáng)度不高，且端部金具密封性能較差。近年來(lái)，金具與芯棒的連接方式主要采用不會(huì)損傷芯棒的壓接式生產(chǎn)工藝，絕緣子機(jī)械強(qiáng)度、端部密封性能已大大提高[15-17]。

綜上所述，制造廠家對(duì)復(fù)合絕緣子機(jī)械強(qiáng)度、端部密封等生產(chǎn)工藝管控較好，早期應(yīng)用的復(fù)合絕緣子出現(xiàn)的端部密封性等問(wèn)題已基本解決。送檢復(fù)合絕緣子的端部金具密封性能、機(jī)械性能并未因長(zhǎng)期運(yùn)行而發(fā)生明顯下降，機(jī)械強(qiáng)度仍有較大安全裕度[18]。

3 復(fù)合絕緣子運(yùn)行差異分析及建議

復(fù)合絕緣子差異化運(yùn)維是指針對(duì)不同投運(yùn)年限、線路、廠家、串型等的復(fù)合絕緣子采取不同的運(yùn)維方式，差異化運(yùn)維既能降低日常運(yùn)維工作量，減少運(yùn)維成本，同時(shí)也能更精確及時(shí)的暴露問(wèn)題。因此，為了給線路提供準(zhǔn)確可行的運(yùn)維建議，以下將從統(tǒng)計(jì)學(xué)角度對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的差異進(jìn)行相關(guān)性分析，本節(jié)將就投運(yùn)年限、交直流電壓、串型、廠家、線路這5個(gè)影響因素分析試驗(yàn)結(jié)果的差異并提出運(yùn)維建議。

3.1 抽檢試驗(yàn)結(jié)果分析

3.1.1 投運(yùn)年限的影響

從上述各項(xiàng)結(jié)果來(lái)看，水煮后電氣試驗(yàn)、水?dāng)U散試驗(yàn)兩項(xiàng)試驗(yàn)結(jié)果與運(yùn)行年限有明顯的相關(guān)性。見(jiàn)圖11，隨著運(yùn)行年限的增加，兩項(xiàng)試驗(yàn)的異常率逐漸增加，且出廠投運(yùn)達(dá)到12～13年(即2006年之前)的復(fù)合絕緣子，其異常率遠(yuǎn)大于之后的批次。

圖11 不同制造年份樣品電氣試驗(yàn)異常情況Fig.11 Abnormal situation of water boiling and water diffusion test of samples in different manufacturing years

3.1.2 交直流電壓影響

工頻溫升試驗(yàn)和水?dāng)U散試驗(yàn)這兩項(xiàng)電氣試驗(yàn)與交直流因素影響明顯相關(guān)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)圖12。

圖12 交直流對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響Fig.12 The influence of AC and DC on experimental results

工頻溫升試驗(yàn)和水?dāng)U散試驗(yàn)的主要目的都是檢查復(fù)合絕緣子界面特性，從圖12可以看出，工頻溫升試驗(yàn)中，交流線路復(fù)合絕緣子異常率顯著高于直流線路復(fù)合絕緣子，而水?dāng)U散試驗(yàn)中，直流復(fù)合絕緣子異常率高于交流復(fù)合絕緣子。其原因主要是因?yàn)?，硅橡膠材料中劣化產(chǎn)生的小分子以及由外界滲入的水分子和硝酸根等離子多屬于極性分子，在交流環(huán)境下反復(fù)極化，從而導(dǎo)致發(fā)熱更為嚴(yán)重。而在直流環(huán)境下其電場(chǎng)方向始終固定，復(fù)合絕緣子芯棒內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)一般高于護(hù)套表面，帶相同電荷的小分子、離子始終項(xiàng)同一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)如水分子、硝酸根離子經(jīng)常帶負(fù)電荷，因而在電場(chǎng)的作用下一直向交界面運(yùn)動(dòng)，最終依附于界面處，長(zhǎng)此以往，界面部位不斷經(jīng)受腐蝕，更可能出現(xiàn)異常[7-8,19]，導(dǎo)致直流環(huán)境下復(fù)合絕緣子的水?dāng)U散試驗(yàn)異常率高于交流環(huán)境下的復(fù)合絕緣子。

3.1.3 串型因素影響

本次抽檢的復(fù)合絕緣子主要來(lái)自于直線串和跳線串兩種類型，安裝方式也分為單串和雙串兩種。

直線串和跳線串之間的差異主要體現(xiàn)在工頻電壓試驗(yàn)中，見(jiàn)圖13。

圖13 串型對(duì)工頻電壓試驗(yàn)的影響Fig.13 The effect of string type on power frequency voltage test

試驗(yàn)結(jié)果顯示跳線串異常率較直線串略高，跳線串、直線串電氣試驗(yàn)異常率分別為50%、39%。這是由于相比直線串，跳線串絕緣子所處的電磁環(huán)境更為復(fù)雜。另外，查閱資料顯示超高壓公司所轄花從線跳線曾發(fā)生過(guò)一次斷串故障，因此，在承受機(jī)械荷載明顯偏小的情況，跳線串運(yùn)行老化程度可能比同批次、同環(huán)境下直線串絕緣子更顯著[7-8]。

采用雙串安裝的復(fù)合絕緣子其老化程度也高于采用單串安裝的復(fù)合絕緣子。這是由于雙串配置下，每支絕緣子均單獨(dú)使用1個(gè)小均壓環(huán)進(jìn)行保護(hù)，兩支并聯(lián)絕緣子的均壓環(huán)緊挨在一起，相互影響并干擾電場(chǎng)，導(dǎo)致平行雙聯(lián)串更易發(fā)生電場(chǎng)畸變。從斷串事故來(lái)看，2011年以來(lái)超高壓公司所發(fā)生的復(fù)合絕緣子斷串均是雙串中的一支。見(jiàn)圖14。

圖14 雙串?dāng)啻鹿尸F(xiàn)場(chǎng)情況Fig.14 The scene of the double string broken string accidents

超高壓公司現(xiàn)行抽檢要求下，單雙串的抽檢比例均為10%，建議在后續(xù)抽檢中，將雙串的抽檢比例提升至15%。

3.1.4 廠家因素影響

本次抽檢中的復(fù)合絕緣子主要來(lái)自6個(gè)廠家，其中廠家A和廠家B出產(chǎn)的復(fù)合絕緣子占比90%以上。為了排除試驗(yàn)分散性的影響，僅對(duì)憎水性試驗(yàn)、工頻電壓試驗(yàn)、水?dāng)U散試驗(yàn)中試驗(yàn)數(shù)超過(guò)3支的廠家進(jìn)行比對(duì)分析，見(jiàn)圖15。

圖15 不同廠家產(chǎn)品的試驗(yàn)情況對(duì)比Fig.15 Comparison of test results of products from different manufacturers

從圖15(a)可以看出，相較廠家A的產(chǎn)品，在超高壓公司轄區(qū)運(yùn)行環(huán)境下，廠家B生產(chǎn)的產(chǎn)品其憎水性老化速度更快，而圖15(b)、(c)中顯示，廠家A的產(chǎn)品運(yùn)行一定年限后其界面異常率更高，且這一現(xiàn)象在工頻電壓試驗(yàn)結(jié)果與水?dāng)U散實(shí)驗(yàn)結(jié)果中具有一致性。

查閱相關(guān)資料，此前的抽檢結(jié)果中也顯示不同廠家的水?dāng)U散結(jié)果存在差異[20]，因此，在后續(xù)運(yùn)維中，對(duì)運(yùn)行復(fù)合絕緣子界面性能的考察中，應(yīng)著重觀察廠家A出廠的產(chǎn)品。

3.1.5 線路分布影響

線路對(duì)復(fù)合絕緣子的影響本質(zhì)是不同運(yùn)行工況造成的復(fù)合絕緣子的劣化速度不同，不同線路復(fù)合絕緣子樣品的試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖16。

從單個(gè)試驗(yàn)來(lái)看，不同線路之間的試驗(yàn)結(jié)果并不存在明顯差異，但綜合圖16可以發(fā)現(xiàn)，來(lái)自西百甲線的復(fù)合絕緣子異常率都較高，其工頻試驗(yàn)異常率已達(dá)100%，說(shuō)明西百甲線運(yùn)行十年及以上復(fù)合絕緣子已有較大的失效風(fēng)險(xiǎn)，因此建議對(duì)該線運(yùn)行10年以上復(fù)合絕緣子加倍抽檢并逐步更換。

3.2 運(yùn)維建議

綜合對(duì)118支超高壓輸電公司運(yùn)行10年及以上復(fù)合絕緣子的抽檢結(jié)果以及上述對(duì)影響因素的分析，筆者提出以下幾點(diǎn)建議供運(yùn)維工作參考：

1)綜合憎水性試驗(yàn)結(jié)果，建議憎水性測(cè)試中，6片傘有2片以上達(dá)到HC6可做不合格處理，若同一批次有3支以上出現(xiàn)該情況，同批次建議盡快更換。

2)綜合水?dāng)U散及工頻電壓試驗(yàn)結(jié)果，若同批次達(dá)到3支以上溫升超過(guò)3 K的絕緣子，應(yīng)增加5%的測(cè)試比例，并安排抽樣送檢。若登檢發(fā)現(xiàn)護(hù)套蝕損、開(kāi)裂現(xiàn)象，更換該支絕緣子，并安排抽樣送檢。

3)試驗(yàn)中西百甲線、徐港線抽檢樣品不合格率較高，建議對(duì)其進(jìn)行加倍抽檢。

4)建議在本次抽檢的線路中，以2006年為時(shí)間節(jié)點(diǎn)，2006年后的樣品進(jìn)行跟蹤抽檢，2006年以前投運(yùn)的復(fù)合絕緣子批次盡快更換。

4 結(jié)論

筆者對(duì)超高壓公司下轄11條運(yùn)行10年以上500 kV線路復(fù)合絕緣子展開(kāi)抽檢，共抽檢118支，充分掌握了超高壓公司運(yùn)行10年以上老舊復(fù)合絕緣子運(yùn)行狀態(tài)，并從投運(yùn)年限、交直流電壓、串型、廠家、線路5個(gè)影響因素對(duì)試驗(yàn)結(jié)果展開(kāi)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，并針對(duì)分析結(jié)果對(duì)復(fù)合絕緣子的運(yùn)維提出了建議，主要結(jié)論如下：

1)各項(xiàng)試驗(yàn)中，密封性能試驗(yàn)、機(jī)械破壞負(fù)荷試驗(yàn)、水煮試驗(yàn)結(jié)果正常比例為100%。試驗(yàn)正常比例最低的為水?dāng)U散試驗(yàn)，正常比例僅為67.4%。

2)隨著運(yùn)行年限的增長(zhǎng)，各項(xiàng)性能都呈下降趨勢(shì)。總體上講，絕緣子出廠投運(yùn)9～10年(即2008～2009年投運(yùn))后，性能出現(xiàn)明顯下降，出廠運(yùn)行達(dá)到13～14年(即2004～2005年投運(yùn))后，性能出現(xiàn)了較大幅度下降。因此建議對(duì)線路中2006年以前的投運(yùn)產(chǎn)品進(jìn)行逐步更換。

3)基于現(xiàn)有試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，直流絕緣子性能出現(xiàn)較為明顯下降較交流絕緣子略為提前，出現(xiàn)運(yùn)行性能明顯下降的年限分別是：交流12年左右、直流10年左右。

4)從串型影響來(lái)看，跳線串比直線串更易老化，雙串比單串更易老化。建議對(duì)雙串的抽檢比例從10%提高到15%；從廠家分布來(lái)看，試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明不同廠家的產(chǎn)品其運(yùn)行后性能的確存在差異，例如 A廠家的復(fù)合絕緣子界面失效概率高于B廠，而B(niǎo)廠家的硅橡膠老化速度更快。

(5)從線路分布來(lái)看，不同線路上同廠家同年限的復(fù)合絕緣子劣化程度不同，尤其是西百甲線抽檢復(fù)合絕緣子已有多項(xiàng)指標(biāo)不符合運(yùn)行要求，建議對(duì)西百甲線上同批次產(chǎn)品進(jìn)行加倍抽檢。