500 k V洹獲線111#塔中相V串復合絕緣子斷裂情況分析及處理措施

孫惠濤 吳 帥 孫 超 馬 嘯

（國網河南省電力公司檢修公司，河南 鄭州450000）

0 引言

河南地區運行的500 k V輸電線路洹獲Ⅰ線111#塔中相V串右側（小號側）串在靠近導線端第一片大傘裙處斷裂，此基桿塔絕緣配置為V型雙串，沒有造成導線落地及線路跳閘。勘察現場后，不滿足帶電作業條件而無法進行帶電更換，向省公司調度申請臨時停電更換斷裂絕緣子。2013年6月11日上午07：00向省調申請臨時停電，及時安排檢修隊伍，連夜準備好檢修工器具、備品備件。11日上午10：50，省調許可工作，檢修人員隨即開始更換斷裂絕緣子，且將同相剩余3支中的2支更換為新絕緣子，并做故障試驗分析；停電期間，安排人員對相鄰110#塔絕緣子進行登塔檢查，未發現異常。下午14：48向省調終結檢修并申請恢復送電。

1 調查分析

經過線路故障時的現場勘查，對111#塔更換的絕緣子外觀進行檢查，2支完整絕緣子無異?，F象，斷裂絕緣子情況為導線端芯棒呈不規則狀拉斷，芯材碳化，絕緣子護套從第12片傘裙以下呈不同程度龜裂老化；后分析相鄰110#塔絕緣子拍攝照片，中相V串2支絕緣子導線端護套老化情況與111#塔斷裂絕緣子相同；兩基塔上所安裝其他絕緣子未發現異常現象。

2 試驗情況

10月11日將現場斷裂的絕緣子及更換下來的2支完整絕緣子一起送河南電科院高壓試驗基地檢測，首先對未斷裂的完好絕緣子進行測試（表1）。

表1 試驗絕緣子編號

2.1 外觀檢查

對111#塔更換下來的絕緣子外觀進行詳細檢查，未發現異常現象。

2.2 工頻30 min耐受試驗

進行30 min額定運行電壓耐受試驗，并采用紅外成像儀監視耐受30 min時復合絕緣子的溫升情況，2支完整絕緣子無明顯溫升、發熱等異?，F象。

2.3 拉力試驗

對2支完整絕緣子施加300 k N（額定拉力）1 min。試驗后外觀檢查無異?，F象。

2.4 憎水性測試

對111#塔更換下的絕緣子進行憎水性試驗，整體試驗后，判定憎水性等級為HC4～HC5。

2.5 斷裂絕緣子外觀檢查

斷裂絕緣子情況為導線端芯棒呈不規則狀拉斷，芯材碳化，絕緣子護套從第12片傘裙以下呈不同程度龜裂老化。為分析斷裂原因，對斷裂絕緣子從兩端對稱位置（均取第12、13片傘裙位置）取絕緣子傘裙，編號后進行后續材料試驗分析。對斷裂絕緣子從兩端對稱位置（均取第12、13片大傘位置）解剖護套，看到靠近斷裂一端的芯棒已經出現較嚴重的電腐蝕現象，另一端對稱位置芯棒及護套外觀性能良好。

3 斷裂原因分析

本次復合絕緣子斷裂發生在111#塔中相V串右串，該基桿塔共有6串絕緣子，有一支斷裂，其余絕緣子根據目前的試驗情況和現場檢查情況判定為正常。對斷裂、護套龜裂缺陷絕緣子進行了初步分析，認為問題產生的原因為以下幾種：

（1）復合絕緣子護套、芯棒存在材料質量問題。從現場斷裂、護套龜裂復合絕緣子檢查結果分析，首先由于護套老化龜裂后產生局部裂紋，造成芯棒直接與空氣接觸，在機械荷載、大氣環境、電場作用下，芯棒表面濕氣在電場強局部放電下產生的硝酸對芯棒造成腐蝕，芯棒逐漸老化，最終造成斷裂。

（2）污穢的影響。110#、111#塔位于河南省黃河北鶴壁市淇縣，海拔分別為132 m、123 m，處于低矮丘陵地帶，年降雨量700～800 mm，空氣中灰塵顆粒較多，污穢相對較重，酸雨對復合絕緣子護套有腐蝕作用，芯棒與護套界面發生局部放電，造成芯棒與護套老化、蝕損，加速護套的老化、龜裂。經對相鄰110#塔絕緣子拍攝照片并仔細分析，發現中相V串2支絕緣子導線端護套有龜裂老化情況，在長期局部放電作用下，護套表面形成細小蝕孔，加劇芯棒和護套的蝕損與老化，最終發生斷裂。

（3）鳥啄受損（此線路送電前出現過鳥啄絕緣子現象）后的電腐蝕問題。斷裂的絕緣子可能首先因為鳥啄受損，造成芯棒直接與空氣接觸，加上局部積垢嚴重加速了硅橡膠護套腐蝕，在高電壓、強電場環境下，硅橡膠護套受到電腐蝕損傷，芯棒外露，潮氣入侵，導致斷裂。

（4）線路舞動影響。在線路運行過程中發生覆冰舞動等情況時，產生的能量由導線端開始通過絕緣子向塔身傳遞，導線端能量最大，在靠近導線端絕緣子第2片大傘裙處產生最大彎矩，長期反復機械作用下芯棒和護套受損老化、強度降低；在電氣方面，靠近導線端的絕緣子表面受電場影響，傘裙、護套較其他位置老化速度快。查閱資料表明，本次發生斷裂的111#塔不在舞動區，并且走徑為南北方向（舞動區為115#到大號側桿塔），并且斷裂處采用V串雙串懸掛，受力情況各個絕緣子基本一致，初步可以排除因舞動導致斷裂的原因。

（5）緊湊型線路結構方面的影響。緊湊型線路三相是倒等邊三角形排列，相間中心距離6.7 m。導線懸垂串采用V型懸掛方式，上導線V型串夾角為88.4°，下導線 V型串夾角為141°。在結構上緊湊型線路中（下）相絕緣子串V串2支絕緣子夾角大，沿絕緣子中軸線方向橫向、縱向受力較兩上相絕緣子大幅增加，在線路發生微風振動等工況時，中（下）絕緣子受到的影響較大，在這些惡劣工況的反復作用下，有可能導致芯棒機械強度降低，甚至造成斷裂。

4 采取措施

4.1 全線登塔排查復合絕緣子

根據110#、111#塔絕緣子護套位置發現的裂紋情況，安排對全線復合絕緣子開展排查工作，要求逐基登塔逐支檢查復合絕緣子外觀，并在地面配合開展紅外檢測工作，排查中未發現有明顯的復合絕緣子護套龜裂現象，僅發現個別絕緣子有輕微鳥啄傷痕，267#、272#塔部分絕緣子導線端護套附近存在局部發熱，溫升在3℃以內，其他未發現異常。

4.2 開展緊湊型線路排查

對運行中的緊湊型線路特殊區段（舞動區段、大檔距等）開展登塔排查，同時結合地面紅外儀器對絕緣子進行測溫，并將登塔排查情況與測溫結果進行綜合分析，做好類似事件的預防措施。

5 下一步工作建議

近年來，由于用戶對用電質量、服務的要求越來越高，輸電線路停電檢修時間越來越短，在線路運行中發現此類斷串故障，要進行全面的現場勘查、細致的前期準備，繼續跟蹤排查；對于故障發生區段，重點采用登塔拍照、紅外測溫、紫外監測等手段，繼續跟蹤監測，尤其在有雨雪天氣時，應重點監視在排查中發現護套裂紋的絕緣子。及時安排對護套有裂紋的絕緣子進行更換，并對該絕緣子進行試驗分析，確定護套出現裂紋的原因。分析是否存在家族性缺陷或批次產品質量問題，以便進行部分或全部批次的更換，避免此類缺陷重復發生，確保線路的安全穩定運行。