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技术答疑

高压绝缘子有哪些故障?如何运行维护?

高压绝缘子是一种特殊的绝缘控件,它能够在架空输电线路中起到支撑导线、防止电流接地的双重作用。绝缘子用于电线杆塔与导线承接部,变电所构架与线路联结处。绝缘子按电介质材料分为瓷瓶式、玻璃式、复合式等三种形式。分析高压绝缘子常见故障和维修防范措施,主要是为了防止由于环境和电负荷条件发生变化引起的各种机电应力导致绝缘子绝缘失效,从而损害电力线路的使用和运行寿命。
 
高压绝缘子常年暴露在大气中,受雷击、污秽、鸟害、冰雪、高温、高寒、高差等因素影响,会导致各类事故的发生。
雷击事故:架空线路通道通常为丘陵、山地、空旷地带及有污染的工业区,线路极易遭遇雷击致高压绝缘子击穿或爆裂。
鸟害事故:研究表明,高压绝缘子闪络事故中,有相当一部分是鸟害引起。鸟害事故中,相比于瓷高压绝缘子、玻璃高压绝缘子,复合高压绝缘子发生闪络事故的可能性更高。鸟害引起的高压绝缘子闪络事故多发生在110千伏及以上输电线路上,35千伏以及下城市配电网中高压绝缘子因鸟害发生的闪络事故较少。原因是城区内鸟群相对较少,线路本身的电压不高,能击穿的空气间隙较小,高压绝缘子无需安装均压环,伞群能够有效防止鸟害闪络事故的发生。
均压环事故:高压绝缘子在运行过程中,端部金具附近的电场分布集中,法兰附近空气中场强较高,为了改善端部金具周围的场强,220千伏及以上电网增设了均压环。高压绝缘子串在加装均压环后,减少了高压绝缘子串的净空距离,其耐压水平相对降低,而由于均压环固定螺栓处电晕电压低,在恶劣气象条件下,电晕现象影响了高压绝缘子串的安全性。
污秽事故:污秽事故是指积聚在线路高压绝缘子表面上,具有导电性能的污秽物质,在潮湿天气下,受潮后使高压绝缘子的绝缘水平大大降低,在正常运行下发生的闪络事故。
不明原因:在复合绝缘子闪络事故中,有许多事故是不明原因造成的,如瓷高压绝缘子零值、玻璃高压绝缘子爆裂、复合高压绝缘子跳闸等。事故发生后,虽经运行单位组织巡视查找,并没有找到具体闪络原因。这种闪络事故有很多共同特点,大多数发生在深夜至凌晨,特别是阴雨天气,闪络事故发生后,有许多又能够自动重合闸成功。
维护措施
高压绝缘子遭遇雷击闪络的主要原因是干弧距离太短、均压环单端配置以及接地电阻超标。维护防范时,应采用加长型合成高压绝缘子、安装双均压环以及降低杆塔接地电阻等。

为了有效防止鸟害事故发生,运行单位应在经常发生鸟害事故段线路上,增设隔鸟网、防鸟针及安装防鸟罩等。
对于采用均压环的线路,应采用大小伞裙相等结构,伞间距离应满足技术要求,不满足要求时,需增加高压绝缘子爬距,降低冰雪造成的闪络事故。同时要加强巡视检查,定期抽查不同地区、不同环境运行中的高压绝缘子,对其进行拉力、电气性能和绝缘老化试验。防止因强度不够导致护拉、抗摆能力减弱和因伞裙老化而导致的闪络事故发生。

为了防止高压绝缘子污秽闪络,一般应采取以下措施:
定期清扫高压绝缘子。每年在污闪事故多发季节到来之前,必须对高压绝缘子进行一次普遍清扫。在污秽严重地区,应适当增加清扫次数。
增加爬电距离,提高绝缘水平。如增加污秽地区的高压绝缘子型号片数,或采用防尘高压绝缘子。运行经验表明,在严重污秽地段,采用防尘高压绝缘子,防污效果较好。
采用防尘涂料,即将地蜡、石蜡、有机硅等材料涂在高压绝缘子表面,提高高压绝缘子的抗污能力。
对于不明原因造成的高压绝缘子闪络事故,须与返厂的高压绝缘子型号相同的新产品和运行3年以上的旧产品分别进行工频干闪、机械破坏等试验,对不同时期运行的高压绝缘子进行老化检测试验。按试验周期,对高压绝缘子定期进行清扫,及时进行盐密值测试,在新产品投入过程中,加入新型抗老化剂等措施。
此外,在检修维护过程中,禁止维护人员脚蹬踏或用尖锐工具剐蹭高压绝缘子,以延长高压绝缘子寿命。

高压绝缘子运行与维护应该注意哪些方面的问题?

建档
运行单位应建立高压绝缘子档案。档案包括高压绝缘子制造单位、生产日期、规格、型号、主要技术参数、挂网运行时间、线路名称、塔号、相别、运行环境、巡视情况、定期检查、试验情况、事故处理、劣化等内容。

巡视
高压绝缘子巡视周期与瓷、玻璃高压绝缘子相同。结合线路检修,每2-3年选点登杆检查一次,检查时禁止踩踏高压绝缘子伞套。在污染严重的地段(如磷酸盐、水泥、纸浆、石灰、化工炼油等工厂附近)应加强巡视。

检验评定准则
如果仅有一只试品不符合表1条中第2项至第5项中的任一项时,则应在同批产品中加倍抽样进行重复试验。若*一次试验时有超过一只试品不合格或在重复试验中仍有一只试品不合格,则该批复合绝缘子判为不合格。
检测要求
憎水性
憎水性 检测结果的判定不以一次检测结果为依据,应综合多次测量结果进行判定。运行高压绝缘子的憎水性HC 级规定为伞裙上表面测量值。若高压绝缘子伞裙下表面等值附盐密度大于0.6mg/cm2时,应进行清扫、水冲。清扫、水冲后放置96h重新测量,若恢复至HC5级以上分级水平可继续运行,否则应退出运行。
机械特性
不同检测周期内,对每批次复合绝缘子应按要求的试品数量随机抽样,进行机械拉伸破坏负荷试验。
投运8- 10年内的每批次高压绝缘子应随机抽样3只试品进行机械拉伸破坏负荷试验。巡视时宜进行如下情况和现象的观察或检查:
  • a) 在雨 、雾、露、雪等气象条件下高压绝缘子表面的局部放电情况及增水性能是否减弱或消失;
  • b) 硅检;isz伞套表面有否蚀损、漏电起痕,树枝状放电或电弧烧伤痕迹;
  • c) 是否出现硬化、脆化、粉化、开裂等现象;
  • d) 伞裙有否变形,伞裙之间粘接部位有否脱胶等现象;
  • e) 端裸金具连接部位有否明显的滑移,检查密封有否破坏;
  • f) 钢脚或钢帽锈蚀,钢脚弯曲,电弧烧损,锁紧销缺少。
观察或检查结果应记录存档。

维护
一般要求
对清洁区和一般污秽地区的高压绝缘子型号,当其表面憎水性尚未消失时,可以免清扫;当憎水性消失后,应采取相应的维护措施。对较严重的工业和盐碱污染地区高压绝缘子,当表面憎水性丧失时,建议予以更换。
高压绝缘子运行中伞裙受到外力或射击破坏,若发现在高压绝缘子护套上嵌入有异物或护套受损危及到芯棒时,应尽快更换。若仅个别伞裙上发现微小破损,且对高压绝缘子的电气性能没有影响, 则可不更换。

更换
若出现以下情况之一,则可判定该高压绝缘子失效,应予更换。
  • a) 伞套脆化、粉化或破裂;
  • b) 伞套出现漏电起痕与蚀损,且累计长度大于高压绝缘子爬电距离的10%或蚀损深度大于所处位置材料厚度 的 3%;
  • c) 高压绝缘子各联接部位密封失效、出现裂缝和滑移;
  • d) 闪 络 后伞裙表面被电弧灼伤的高压绝缘子。
其他
杆塔涂刷防锈漆时,应对高压绝缘子加以遮护,避免油漆滴落到高压绝缘子表面。
早期外楔式连接结构的高压绝缘子在运行中发现机械强度有所下降,建议对该类高压绝缘子加强定期监测。
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