復合絕緣子運行事故預防淺析

馬都師 甘一泉 李巍

摘要：目前輸電線路中大規模使用了復合絕緣子，在電網運行中起到了十分重要的關鍵作用。本文簡要介紹了復合絕緣子的運行特點、事故危害情況，并給出了損壞事故預防措施。

關鍵詞：輸電線路；復合絕緣子；電網

復合絕緣子相對于其他類型絕緣子，具有機械性能優良、防污閃性能好、耐電蝕性優異、結構穩定性好等一系列優點，在世界范圍內發展使用廣泛，在我國各級電網運行中也大規模使用，取得了良好的效果。

一、復合絕緣子運行特點

（一）電氣性能

1.雷擊閃絡。各電壓等級復合絕緣子的雷擊沖擊50%放電電壓要比瓷質或者玻璃絕緣子串降低7%～25%，即復合絕緣子的耐雷水平差。

2.零值問題。瓷質或者玻璃絕緣子存在零值擊穿、零值檢測和更換的問題，而復合絕緣子沒有這樣的問題。

3.耐污性能。復合絕緣子構成材料為硅橡膠材料，憎水性好，相對于瓷質絕緣子，其耐污性能仍然是很高的。

（二）機械性能

復合絕緣子使用的玻璃纖維芯棒的軸向抗拉強度很高，一般都在600MPa以上，是瓷質絕緣子的幾倍以上。但是復合絕緣子采用的環氧樹脂芯棒與鋼腳金具兩種不同材料壓接工藝，鋼腳或壓接部位的抗拉強度稍低，這是個短板，無法彌補。

（三）抗老化性能

瓷質絕緣子有近百年的運行經驗，其抗老化能力較強。復合絕緣子采用的是新型材料，相對來說，運行推廣時間較短。在運行中易受到大氣、溫度、紫外線、電場或者其他一些因素影響，材質會發生老化甚至劣化現象，這會造成復合絕緣子性能的下降，影響線路運行安全。

二、復合絕緣子事故危害

復合絕緣子事故的原因基本包括：絕緣子電氣損壞，如界面擊穿或閃絡；機械損壞，如脆斷、折斷等，此類事故可能導致電網發生極大負面事故。

（一）電氣損壞故障

電氣損壞大概有兩種情況，一是界面擊穿（內擊穿），此種情況是由于復合絕緣子的界面或芯棒存在缺陷，如果發生往往是一種惡性事故，極有可能造成線路全線停運，影響極大。這都要求我們在選用復合絕緣子時嚴格把關，使用質量和工藝都優良的產品；線路運行期間加強巡視，對復合絕緣子做多方面的檢測，全力防范影響線路安全的事故發生。二是絕緣子閃絡。線路運行氣候條件變化、絕緣子材質區別（性能差異、尺寸大小）、常見異物（鳥糞、錫箔紙、塑料袋、風箏）都是造成絕緣子閃絡的原因。

（二）機械損壞故障

1.復合絕緣子芯棒斷裂和芯棒脆斷，復合絕緣子芯棒斷裂是由于芯棒外硅橡膠外套被穿破、電蝕穿孔或者壓接不嚴，造成水分或者酸性物質進入芯棒內，在線路長時間運行中受到電老化導致芯棒受到腐蝕變脆，絕緣子脆斷位置往往集中在場強高的高壓端。這要求我們必須選用質量優異的復合絕緣子，壓接工藝必須先進、合格。同時對于大檔距、高落差、重要交叉跨越處均要采用雙串絕緣子，最好采用雙獨立掛點。復合絕緣子的脆斷雖然發生概率較小，但危害較大。必須加強輸電線路的巡視，使復合絕緣子的脆斷發生概率降到最低。

2.機械強度隨著復合絕緣子運行時間的遞增而下降，在未來是影響電網運行的一個重要因素，電網運行單位必須做到按照規程來執行各項工作。

（三）其他故障

其他故障如污閃、憎水性、雷擊閃絡、鳥害、安裝損壞等。

1.復合絕緣子的耐污性能及憎水性能。

影響復合絕緣子憎水性能恢復的主要因素包括硅橡膠材料配方不同，其憎水恢復率也不同。環境溫度的變化影響，溫度低、恢復慢，溫度高、恢復快。防止復合絕緣子污閃事故可適當增加復合絕緣子的串長，棒性可增加傘數或者采用特殊傘性。

2.復合絕緣子的覆冰及冰閃。

輸電線路絕緣子表面覆冰或者冰棱橋接后，絕緣強度會下降，泄漏距離會縮短，在融冰過程中絕緣子串電壓分布的畸變會降低覆冰絕緣子的閃絡電壓。覆冰越重，電壓分布畸變變大，絕緣子串兩端特別是高壓端絕緣子承受電壓百分數越高，隨著冰水導電率的增大，泄露電流會不斷增大，這樣極易造成閃絡跳閘。防止復合絕緣子的冰閃事故可以有選擇的進行倒V形改造，這樣傾斜的絕緣子融冰不會貫通，也可以加特制大盤徑（采用大中小傘結構）。

3.同等電壓等級的輸電線路，復合絕緣子耐雷水平低于盤形瓷質絕緣子，相對容易發生雷擊閃絡事故，因此在丘陵或山區地區不宜使用復合絕緣子。

4.隨著生態環境的日益變好和人們動物保護關鍵的增強，復合絕緣子的鳥害逐漸呈現多發趨勢，鳥害主要分為兩種，一種是鳥糞閃絡，其機理是鳥糞在下落的瞬間改變了絕緣子周圍的電場分布，是鳥糞通道與絕緣子高壓端發生了空氣間隙擊穿而導致的閃絡；還有一種是鳥啄傘裙引起絕緣子傘裙護套的損壞。安裝防鳥刺、驚鳥裝置、絕緣子第一片使用大盤經絕緣子等措施都能取得一些良好的效果。

復合絕緣子的安裝損壞情況可能發生在線路施工、絕緣子運輸和存儲等環節，必須全程嚴格把關，決不能讓受傷的復合絕緣子上網運行，避免電網事故的發生。

三、復合絕緣子事故的預防措施

（一）嚴把質量關，在招投標環節，確保復合絕緣子的質量。目前國內外生產絕緣子的廠家很多，質量參差不齊，必須對絕緣子的質量進行監督和檢查，確保電網和電力系統的安全運行。

（二）在復合絕緣子的運輸、存放、安裝和檢修過程中，必須嚴格按照規定執行各項工作，確保絕緣子復合質量要求。

（三）微氣象區或者是重要跨越段可根據實際情況采用不同結構的絕緣子安裝方法，確保復合絕緣子的安裝使用符合各項指標要求。

（四）解決鳥害問題，必須根據具體情況結合使用不同的防鳥措施，如驚鳥裝置、防鳥刺等。

（五）防止復合絕緣子的雷擊閃絡，著重考慮調整復合絕緣子的干弧距離、安裝均壓環等措施。

（六）多雷地區或雷電活動較強區域不宜使用復合絕緣子。

（七）根據現場實際情況，增加對復合絕緣子的憎水性檢測，記錄相關參數，建立線路復合絕緣子數據庫。

（八）積極運用在線檢測裝置、無人機等先進的手段開展線路特巡，提高輸電線路運行和檢修的效率。

（九）嚴格按照規程要求，加強復合絕緣子的運行管理工作，不斷積累經驗，不斷提高管理水平，全力確保電網的安全運行。

參考文獻：

[1]胡毅，輸電線路運行故障分析與預防。中國電力出版社，2007

[2]閻東，盧明，張柯，呂中賓，輸電線路用復合絕緣子運行技術及實例分析。中國電力出版社，2008