赵建坤;王森;安凯月;燕宝峰;白全新
【摘 要】针对某110 kV线路跳闸、绝缘子伞裙炸裂事故,结合故障时天气及故障情况,对故障绝缘子进行外观检查及电气、材料性能试验分析,认为瓷绝缘子炸裂事故的直接原因为绝缘子串中存在零值绝缘子,雨天绝缘子外绝缘性能下降,发生闪络放电,零值绝缘子内部流过大的短路电流,引起水泥胶合剂膨胀,造成伞裙炸裂.事故的直接诱因为绝缘子生产质量不良,导致绝缘子劣化速度加快.并提出严格规范绝缘子出厂监造流程,按规程要求进行零值检测等防范措施. 【期刊名称】《内蒙古电力技术》
【年(卷),期】2019(037)001
【总页数】4页(P94-97)
【关键词】盘形悬式瓷绝缘子;绝缘子炸裂;零值绝缘子;金相检测;电气试验
【作 者】赵建坤;王森;安凯月;燕宝峰;白全新
匝道桥
【作者单位】内蒙古电力科学研究院,呼和浩特 010020;乌海电业局,内蒙古 乌海 016000;内蒙古电力信息通信中心,呼和浩特 010020;内蒙古电力科学研究院,呼和浩特 010020;内蒙古电力科学研究院,呼和浩特 010020
【正文语种】中 文
【中图分类】TM216
0 引言
乙酸乙酯的性质
绝缘子是架空输电线路的重要组成部分，在架空线路中起到机械固定和电气绝缘的双重作用。绝缘子一般由绝缘体、金属附件和胶合剂3部分组成，按绝缘体介质材料可分为瓷绝缘子、玻璃绝缘子和复合绝缘子3种。瓷绝缘子具有良好的绝缘性、耐热性和组装灵活的特点，广泛应用于不同电压等级架空输电线路[1]。
瓷绝缘子常年暴露在大气环境中，受雷击、鸟害、污秽、雨雪等多重因素影响，长时间运行后其绝缘性能和机械性能下降，容易产生低值、零值绝缘子，严重时会导致输电线路绝缘闪络，发生短路故障。本文针对某110 kV FH线1号塔L3相瓷绝缘子串炸裂事故，对故障
绝缘子进行外观检查及电气、材料性能试验，综合瓷绝缘子运行状况、事故现场排查情况，分析瓷绝缘子炸裂事故原因，并提出相应的防范措施[2-4]。
1 事故概况
2018-07-24T11：52，110 kV FH线跳闸。某变电站FH线零序过流Ⅰ段保护动作，重合不成功，保护测距0.1 km，故障相L3相，故障电流58.9 A，TA（电流互感器）变比600/5，对侧无信息。
现场检查发现，110 kV FH线1号钢管杆大号侧L3相（下）绝缘子串，自横担侧起，第2—8片绝缘子伞裙炸裂，除第6片外，伞裙均坠落地面且铁帽出现不同程度烧蚀，横担侧第1片绝缘子有明显放电烧蚀痕迹，如图1所示。
110 kV FH线于2006年6月投运，位于内蒙古乌兰察布市境内，处于高海拔、高寒地区，冬夏温差较大。线路全长3.348 km，杆塔18基，导线型号为LGJ-150/25，地线为GJ-35型钢绞线和光纤复合架空地线（OPGW），绝缘等级为d级。2015年中心城区线路改造时，对FH线1号塔进行了切改，将角钢塔更换为钢管杆，且更换了绝缘子。线路跳闸时为雨天、微风，故障地点地形为丘陵地形。
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2 试验分析
2.1 外观检查
图1 故障绝缘子现场情况
对故障瓷绝缘子进行外观检查，发现钢脚和铁帽不在同一轴线上，钢脚与铁帽中心线偏心达3 mm；同时，几片绝缘子钢脚伸入铁帽尺寸不一致，长短不一；此外，胶装水泥致密度不足，存在直径10 mm左右的气孔缺陷。从外观检查结果来看，绝缘子装配质量较差。
2.2 成分及金相检测
对钢脚的化学成分、金相组织进行检测，结果如表1和图2所示。可以看出，钢脚所用金属材料的化学成分符合GB/T 700—2006《碳素结构钢》对Q235钢的要求；钢脚金相组织为珠光体+铁素体，未见异常；钢脚硬度介于132～139 HB，符合要求。
表1 钢脚各化学成分质量分数检测结果 %项目钢脚GB/T 700—2006 C P S 0.17≤0.20 Si 0.30≤0.35 Mn 0.87≤1.40 0.023≤0.045 0.028≤0.045
图2 钢脚的金相组织
观察故障绝缘子瓷件内部存在黄芯现象，利用显微镜对瓷件显微结构进行检测，瓷件正常部位的显微结构较为致密，满足绝缘陶瓷致密度的要求，而黄芯部位的显微结构则较正常部位疏松，瓷件内部显微结构如图3所示。
图3 瓷件内部显微结构
2.3 电气试验
2.3.1 绝缘电阻测试
使用绝缘摇表对故障绝缘子绝缘电阻进行测试，选择5000 V档，测绝缘电阻值R60s。第1片绝缘子绝缘电阻值为895 GΩ，满足GB 50150—2016《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》16.0.2条“用于330 kV及以下电压等级的悬式绝缘子的绝缘电阻值不应低于300 MΩ”的要求。在测量第2—8片绝缘子绝缘电阻时，电压无法升至5 kV，在电压升至1 kV左右时，泄漏电流已达绝缘摇表最大允许值，绝缘子击穿，同时出现异常放电声音。选择500 V档，再次对第2—8片绝缘子进行绝缘电阻测试，绝缘电阻均小于5 MΩ。绝缘电阻测
试结果如表2所示。
表2 绝缘电阻测试结果 MΩ第1片895 000 2.84第2片3.66 2.97第3片4.02 1.36第4片3.10第8片3.35
2.3.2 工频交流耐压试验
GB 50150—2016中16.0.3条规定，悬式绝缘子的交流耐压试验电压应为60 kV。对伞裙未炸裂的第1片绝缘子进行工频交流耐压试验，将瓷绝缘子一端接地，另一端加压，电压设定为60 kV，耐压时间为1 min，若不发生击穿或闪络，则交流耐压试验通过。在加压至54 kV时，绝缘子发生沿面闪络，耐压试验未通过。
3 事故原因分析
3.1 事故原因推测
由电气试验结果可知，第1片绝缘子未被击穿，但绝缘性能有所下降，闪络电压低于60 kV；第2—8片绝缘子绝缘电阻均小于5 MΩ，已被击穿，属于零值绝缘子。因此可以推断，故障发生时的放电通道如图4所示。
图4 放电通道示意图
结合故障时天气和现场排查情况，对事故原因进行排查。
（1）雷击过电压造成绝缘子伞裙炸裂。故障时虽为雨天，但经查询雷电定位系统，故障区域没有雷电活动信息，因此排除雷击过电压造成绝缘子伞裙炸裂的可能。唱好自己的那首歌
（2）绝缘子产品质量存在问题。由外观检查及金相检测结果可知，故障绝缘子脚帽同轴度较差、胶装水泥致密度不足，存在气孔缺陷，瓷件内部存在黄芯，黄芯部位显微结构较为疏松，反映出该批次绝缘子烧制和装配质量较差。绝缘子生产质量不良，导致在运行过程中绝缘劣化速度过快。
质量不佳的绝缘子会随时间的增长绝缘性能下降，变成低值、零值绝缘子。故障跳闸时为雨天，绝缘子绝缘性能下降，易发生沿面闪络。如果绝缘子串中有零值（或低值）绝缘子，则相当于部分绝缘被短路，相应增加了闪络概率。若有零值的绝缘子串发生闪络，零值绝缘子内部流过极大的短路电流，产生的热效应引起水泥胶合剂膨胀，会造成铁帽或伞裙炸裂。
（3）关于悬式绝缘子安装时的交接试验，GB 50150—2016、DL/T 626—2015《劣化悬式绝缘子检测规程》均规定应进行绝缘电阻测量。但在查阅相关资料时，无法到同批次绝缘子安装前绝缘电阻测量报告，怀疑安装前该批次绝缘子并未进行绝缘电阻测量，可能导致劣化绝缘子“带病”投入运行。FH线1号塔从切改至故障发生期间，未对更换后的瓷绝缘子进行零值检测，导致绝缘子串中存在零值绝缘子的隐患未被及时发现。试验项目的缺失为事故的间接原因。液气分离器
3.2 结论
综合以上分析认为：明史张溥传
（1）本次事故的主要原因为绝缘子产品质量较差，瓷绝缘子劣化，绝缘子串中存在零值绝缘子，雨天时绝缘子外绝缘性能下降，发生闪络放电，零值绝缘子内部流过较大的短路电流，导致水泥胶合剂膨胀，造成伞裙炸裂。
（2）事故间接原因为投运前绝缘电阻测试、投运后零值测试等试验项目缺失，导致零值绝缘子长时间存在，未及时更换。
4 瓷绝缘子劣化原因及防范措施
4.1 瓷绝缘子劣化原因
造成瓷绝缘子劣化，出现低值、零值绝缘子的原因主要包括3方面。
（1）高压电瓷材料自身缺陷。绝缘子一般由绝缘体、金属附件和胶合剂3部分组成。高压电瓷材料作为瓷绝缘子的绝缘部分，具有较好的耐电晕、耐电弧以及抗老化性能，但存在介质损耗较大，在高温、高频作用下易击穿等缺陷。在实际运行过程中，在雷电流等高频、高温作用下，绝缘子绝缘性能会下降。
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