輸電線路絕緣子選型管理論文

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摘要：輸電線路絕緣子的正確選擇和使用，可保證絕緣子的安全穩(wěn)定運行，從而減少停電和線路的運行維護。為此，對江蘇電網(wǎng)500kV輸電線路絕緣子的運行情況及特點進行了分析、介紹，提出了正確選擇和使用絕緣子的建議。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng)；高壓輸電線路；絕緣子；選型

Abstract：Thecorrectselectionandapplicationoftransmissionlineinsulatoraretheguaranteeforlinesoperationrelaibility.Forthis，thepracticaloperationsituationandthecharacterof500kVtransmissionlineinsulatorinJiangsupowernetworkareana_lysed，thesuggestionshowtoselectandusethelineinsulatorareproposed.

Keywords：powernetwork；high_voltagetransmissionline；insulator；typeselection

近幾年江蘇電網(wǎng)發(fā)展迅速，截至2001年底，全省投運的500kV線路3174km、500kV變電站11座。線路使用的絕緣子種類繁多，目前輸電線路使用的絕緣子按型式主要分為盤式絕緣子和長棒型絕緣子。下面介紹這2種絕緣子的特點。

1盤式絕緣子的特點

盤式絕緣子按材質(zhì)可分為盤式瓷絕緣子和鋼化玻璃絕緣子。

1.1盤式瓷絕緣子

盤式瓷絕緣子是最早用在線路上的絕緣子，已有一百多年的歷史。它具有良好的絕緣性能、抗氣候變化的性能、耐熱性和組裝靈活等優(yōu)點，被廣泛用于各種電壓等級的線路。盤式瓷絕緣子是屬于可擊穿型的，它是采用水泥將物理、化學(xué)性能各異的瓷件與金屬件膠裝而構(gòu)成的，在長期經(jīng)受電場、機械負荷和大自然的陽光、風、雨、雪、霧等的作用，會逐步劣化，對電網(wǎng)的安全運行帶來威脅。特別是含有劣化絕緣子的絕緣子串發(fā)生閃絡(luò)（由于雷擊或污閃等原因）時，可能會使劣化的絕緣子頭部瞬間發(fā)熱爆炸，造成導(dǎo)線落地的事故。華東電網(wǎng)在1996年底的大污閃事故中，500kV系統(tǒng)有11條線路因霧閃發(fā)生72次跳閘。其中，3條線路因零值絕緣子爆炸造成導(dǎo)線落地；2條線路多串絕緣子結(jié)構(gòu)中有1串因零值絕緣子爆炸斷串。

2000年9月22日，江蘇省220kV溧陽變電站220kV旁母、正母瓷瓶發(fā)生因大量低值絕緣子的存在而導(dǎo)致的掉串事故。所以劣化絕緣子的檢測工作非常重要，前系統(tǒng)停電是較難的，即使線路停電，也無足夠的時間和人力進行全線絕緣子的檢測工作。因劣化絕緣子的安裝位置和分布區(qū)域的原因，向來是絕緣在線檢測的一個難點。目前常用短路叉法和火花間隙法檢測，這些方法易于檢測零值絕緣子，測試方法簡單，但準確性較低，對低值絕緣子，特別是1串中存在多片低值的情況下，則很難作出正確的判斷。瓷絕緣子的老化率隨其運行時間的延長而逐年上升。

1.2鋼化玻璃絕緣子

鋼化玻璃絕緣子具有較好的機電性能，其抗拉強度、耐電擊穿性能、耐振動疲勞、耐電弧燒傷和耐冷熱沖擊性能等都優(yōu)于瓷絕緣子。且與瓷絕緣子不同，玻璃絕緣子具有零值自爆的絕緣自我淘汰能力，這樣就很容易被發(fā)現(xiàn)，無需對其進行絕緣測試。自爆率通常在前3年較高，這與瓷絕緣子相反。數(shù)十年的運行和試驗數(shù)據(jù)證明，鋼化玻璃絕緣子具有長期穩(wěn)定的機電性能和較長的使用壽命。防污型玻璃絕緣子為取得較大的爬電距離，只有在傘裙下表面增加數(shù)個深棱來實現(xiàn)（由于工藝的原因，無法像瓷絕緣子通過雙傘或三傘增加爬距）。當用于粉塵污染較嚴重的地區(qū)，因這種鐘罩深棱的傘型自潔能力差、清掃不便，下表面結(jié)垢嚴重，造成耐污閃能力大大降低。從江蘇電網(wǎng)運行情況來看，鐘罩深棱型絕緣子（包括瓷的和玻璃的）不適合江蘇地區(qū)這種以粉塵污染為主、污染較重的地區(qū)使用，如果使用，應(yīng)充分考慮其爬電距離的有效利用系數(shù)。1999-2002年，江蘇省500kV線路污閃跳閘中，只有7%（一次跳閘）是瓷雙傘絕緣子，其余都是玻璃絕緣子。這里針對的是懸垂串絕緣子，全省尚未發(fā)生過耐張串絕緣子的污閃跳閘。

2長棒型絕緣子的特點

長棒型絕緣子按材質(zhì)可分為合成絕緣子和長棒瓷絕緣子。

2.1合成絕緣子

合成絕緣子具有質(zhì)量小、強度高、耐污性能好、維護工作量小等諸多優(yōu)點。硅橡膠合成絕緣子表面具有憎水性，且附著在傘裙表面的污染層也具有憎水性(即硅橡膠的憎水性遷移)，這大大提高了合成絕緣子的抗污能力。從國內(nèi)的使用情況來看，歷次的大面積污閃事故中，合成絕緣子都表現(xiàn)出優(yōu)異的抗污閃能力，在外絕緣水平偏低和污染較重的情況下，合成絕緣子是個較好的選擇對象。國外合成絕緣子的研制和掛網(wǎng)較早，使用范圍很廣泛，已取得成功的運行經(jīng)驗。國內(nèi)合成絕緣子生產(chǎn)廠家經(jīng)過數(shù)代產(chǎn)品的改進，生產(chǎn)技術(shù)水平大大提高，主絕緣成型技術(shù)已達到國際先進水平。合成絕緣子端頭的連接型式是多種型式并存，但逐步趨向國際先進的探傷監(jiān)控下的壓接式，其結(jié)構(gòu)簡單、美觀，產(chǎn)品質(zhì)量的人為分散性得到控制。合成絕緣子的長期機械可靠性主要依靠：芯棒的質(zhì)量和截面尺寸、金屬端部附件特性以及附件與芯棒的連接質(zhì)量。傘套為芯棒提供保護，并提供必要的爬電距離，要求它有長期的憎水性、較好的抗氣候變化的性能、較高的撕裂強度等，常采用一些試驗(如5000h加速老化試驗)，可檢驗傘套的長期性能。為改善端部電場分布，降低無線電干擾程度，提高電暈起始電壓等原因，500kV合成絕緣子兩端都裝有均壓環(huán)，但均壓環(huán)的存在降低了放電距離。

從合成絕緣子運行中發(fā)生的事故、故障情況來看，大部分是雷擊閃絡(luò)，這可通過增加干弧距離來解決。其次是不明原因的閃絡(luò)，不明原因的閃絡(luò)是指閃絡(luò)發(fā)生在系統(tǒng)無任何過電壓的情況下，且發(fā)生閃絡(luò)后的絕緣子送到試驗室檢驗時，各項試驗結(jié)果均合格。目前對不明原因的閃絡(luò)問題尚無統(tǒng)一的認識，有的認為是絕緣子由于污濕原因，其憎水性會暫時消失；也有的認為是鳥糞引起的。從事故后果的嚴重性來看，最嚴重的是合成絕緣子的脆斷問題，從20世紀70年代開始，有些合成絕緣子就發(fā)生了脆斷事故。這種現(xiàn)象是由環(huán)氧樹脂玻璃纖維芯棒的玻璃纖維受酸性侵蝕引起的，一般在暴露于酸性環(huán)境中的玻璃纖維芯棒承受機械負載時發(fā)生的。華東電網(wǎng)在1998年發(fā)生了2例典型的500kV合成絕緣子脆斷事故。一起是1998年3月，上海500kV渡南5101線發(fā)現(xiàn)1支合成絕緣子折斷，該絕緣子是進口產(chǎn)品，運行時間僅4年多。該產(chǎn)品芯棒的硅橡膠護套厚度僅1.5mm（通常為3～5mm），引起折斷的原因是護套厚度太薄，在運行中出現(xiàn)破損，水分滲入至芯棒，最終導(dǎo)致芯棒酸蝕脆斷。另一起是1998年8月，浙江500kV蘭窯5404線1支國產(chǎn)合成絕緣子發(fā)生斷裂，原因是該絕緣子金具端頭連接密封結(jié)構(gòu)為第一代型，密封層較薄，水氣沿著金具與護套間的縫隙滲入芯棒后，形成酸性環(huán)境，芯棒在此酸性環(huán)境和應(yīng)力的作用下發(fā)生脆斷。制造廠和運行部門從多起脆斷事故的經(jīng)驗教訓(xùn)中，已認識到傘裙護套與金具之間可靠密封的重要性。