及绝缘子掉串事故分析
1 输电线路绝缘子污秽绝缘选择原则
1.1 绝缘配合的原则
绝缘配合应根据电网中出现的各种电压(工作电压和过电压)和保护装置的特性来确定设备的绝缘水平，此时必须全面考虑造价、维护费和事故损失三个方面，力求达到安全、经济和高质量供电的目的。对220kV 及以下的系统，一般以雷电过电压决定系统的绝缘水平。就是以避雷器的残压为基础确定设备的绝缘水平并保证输电线路有一定的耐雷水平。对330kV 及以上超高压系，线路占整个造价的比重较大。我们已知操作过电压是在运行电压的基础上产生的，随着运行电压的提高，操作过电压幅值将随之增大，所以在超高压电网的绝缘配合中，操作过电压将逐渐起主导作用，但对于线路绝缘水平的选择，仍以保证一定的耐雷水平为目标。 运行在污秽地区的输电线路，外绝缘的强度受污秽影响将大大减低，污闪事故常发生在恶劣气象条件正常工作电压下，因此，严重污秽地区输电线路外绝缘水平主要由系统最大运行电压决定。
所谓电气设备的绝缘水平是指该电气设备能承受运行电压值。对电气设备绝缘规定短时工频试验电压；
对外绝缘还规定了干、湿状态下的工频放电电压；考虑到在运行电压和工频过电压作用下内绝缘的老化和外绝缘的污移性能，考虑到设备在运行时要承受运行电压、工频过电压及操作过电压的作用，规定了一些设备的长时间工频试验电压；考虑到雷电过电压对绝缘的作用，规定了雷电冲击试验电压等。这些试验电压值在国标中都有明确的规定。
1.2 输电线路绝缘子片数的选择
1.2.1 按工频电压确定线路绝缘子片数
连杆机构按工频电压要求确定线路绝缘子片数，不管在非污秽地区或污秽地区都应满足一定泄漏比距的要求，泄漏比距小于某值，工频闪络概率将增大到不可接受的污闪跳闸率和事故率。GB/T16434-1996《高压架空线路和发电厂、变电所环境污区分级及外绝缘选择标准》附录B 规定输电线路可接受的污闪跳闸率、事故如表1示。另外更
(1) 苏联
苏联1979年10月提交国标电工委员会的关于泄漏比距标准的建议如表2。
σ=8%，耐受电压取：
U=U 50%（1-4σ）=0.68 U 50%
式中： U 50%--50%污闪电压。
根据最大运行相电压和单个绝缘子的耐受电压确定绝缘子片数，并对不同标准型绝缘子，还要引入有效系数K ，一般K 取1.1～1.2。
(2) 美国
目前美国选定绝缘子片数是由单个绝缘子的耐受电压按线性关系确定。美
国电机电子工程师学会(IEEE)污秽绝缘工作组取绝缘子闪络电压的标准偏差σ=10%，按最大运行电压确定污耐受电压值，污耐受电压：
U=U 50%（1 - 3σ）=0.7 U 50%
(3) 日本
日本是直接按不同等值附盐密度下绝缘子的耐受电压选择绝缘子片数，而不
使用标称电压下单位泄漏距离这个概念。日本还不但按最高运行电压计算，而且还要计入线路首末两端可能出现的工频过电压倍数，即按1.3~1.4倍最高运行电压来选择，认为这是运行中可能出现的情况，设计时应予考虑。
(4) 国际电工委员会
索尼爱立信t303c国际电工委员会建议的绝缘子泄漏比距如表3示。
表
(5) a. SD119-84标准
卓玛拉初工频电压泄露漏距离要求的线路每串绝缘子片数，应符合下式要求：
半月刊
0ωe
L K 1.6U m
式中： m —每串绝缘子片数；
U e —电网额定电压；
L 0—几何泄漏距离；
K ω—绝缘子泄漏距离有效系数。
b. 武汉高压研究所
武汉高压研究所对输电线路绝缘子片数选择原则是直接按绝缘子的最大污
秽耐受电压来计算绝缘子串的片数：
中国渔业政务网耐max/片
max φU U m 式中： U φ—线路最高相电压；
U 耐max/片—单片绝缘子的最大污耐压；随后再考虑设计裕度系数
K d =1.1，因此实际列表推荐的绝缘子串的片数m ˊ=1.1m 。
由武汉高压研究所主要起草GB/T16434-1996《高压架空线路和发电厂、
变电所环境污区分级及外绝缘选择标准》对线路和发电厂、变电所设备外绝缘各污秽等级和对应盐密及爬电比距如表3、表4示。
表3
1.2.3 各种绝缘子片数选择方法的比较
由§5.2.1可看出，美国、苏联目前主要是以耐污电压来计算绝缘子片数，
也计算了泄漏比距。绝缘子耐污电压不是由试验直接取得，而是间接地由50%污闪电压和标准差计算
博思清得来。美国计算式减3σ，σ取10%，苏联公式减4σ，σ取8%。可见σ都取得比较大，耐受电压耐受概率取的都在99.7%以上。日本推荐的方法是以耐污电压为基础，武汉高压研究所选择原则是以耐污电压为基础，同时考虑了工频过电压来确定绝缘子片数。即根据GB4585、IEC507出版物固体层法进行，采取蒸汽雾，蒸汽雾由锅炉房产生的蒸汽送入雾室。试品安装在24m ×24m ×26m(高)米的雾室中，并按模拟运行条件的安装方式，即所有试品均带有实际运行金具及5.4m 长四分裂模拟导线和横担，试验程序采用IEC 出版物507中程序B 来求取50%污秽耐受电压值，是以统计的方法求取不同型式、不同类别长串绝缘子(包括瓷、玻璃普通型和防污型)U 50%，然后除以绝缘子片数求取单片绝缘子的U 50%，另还考虑了1.1倍
的设计裕度系数。可见其选择原则具有合理性、科学性。现已写入有关标准和规程中，对当前500kV 及以下电压等级输电线路调爬和工程设计运行有指导意义和参考价值。
1.3 广州电力工业局输电线路绝缘子耐污秽绝缘选择原则
1.3.1 确定输电线路等值附盐密度(ESDD)
建议采用送电线路通过地区的最大等值附盐密度作为绝缘设计的污秽等级。
1.3.2 目标设计耐压值
建议采用人工污秽试验方法获取污秽耐压值，并对于实际的线路相对地电压应给于10%的裕度。
1.3.3 绝缘子型式的选择
在选择绝缘子型式时，应优先选择具有相同耐污秽特性而高度较低的绝缘子。在相同机械和电气参数下，耐污型绝缘子比标准型绝缘子具有更大的泄漏距离和更高的耐压值。
1.3.4 绝缘子串长的确定
除仅按以上盐密和污耐压及绝缘子型式确定绝缘子串长外，在轻污秽地区或者尘埃污秽地区，有时绝缘子串的长度是由操作波闪络电压下的绝缘强度来决定的。这一点在传统污秽绝缘确定时往往被忽略，应引起注意。
2 绝缘子掉串分析
据不完全统计，广州市供电局自1991年至1997年发生了不同电压等级7次掉串事故，绝缘子瓷绝缘体、钢脚、钢帽、导线、金具等严重烧伤事故更多。例如，220kV 核增线，1992年108#自立塔C 相整串闪络，第一片钢帽烧伤约3cm ，第七片自爆，均压环和架空地线都有烧伤痕迹，中相面高负荷左串第12片自爆。1997年6月10日0：30 110kV 加合线11#杆塔B 相雷击掉串，第1～9片闪络，第9片自爆。国骨其它部门也多次发生类似恶性绝缘子掉串事故。如八十年代西北330kV 紫南庄线投运行八年
共发生16次闪络跳闸，4次为雷击闪络引起，其中五次6支绝缘子炸裂，造成导线落地事故。华北电网在1990年的1～2年就有6条次线路的钢帽炸裂、瓷瓶串脱落花流水，致使导线落地；河南北部电网在1989年～1990年间有5条次线路也发生钢帽炸裂、导线落地事故。频繁绝缘子掉串的主要原因，其一是当绝缘子串遭受雷击时，在此过程中会出现强大的雷击电流和短路电流；其二是当绝缘子在污秽较
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