35kV-500kV输电线路玻璃绝缘子自爆原因分析及预防措施

朱孝平

摘要：本文通过对35kV-500kV输电线路玻璃绝缘子自爆原因进行典型案例分析，总结了不同类型的绝缘子自爆或劣化的原因及改进措施，对线路的运行维护有着实际参考意义。

关键词：玻璃绝缘子;自爆;改进措施

引言

绝缘子在输电线路中起重要的电气绝缘和机械支撑作用，良好的绝缘子对输电线路安全稳定运行具有重要意义，而玻璃绝缘子相对于其他类型的绝缘子又具有机械强度高、检测方便、零值自爆、维护成本较低等优点，故玻璃绝缘子在现输电线路中被广泛运用。但输电线路由于运行条件的差异，玻璃绝缘子容易发生不同程度的劣化自爆，当自爆绝缘子数量不满足《架空送电线路运行规程》要求时，将导致线路跳闸事故的发生，严重威胁电网、设备的安全稳定运行。因此，采取有效的防范措施有利于避免输电线路因绝缘子自爆而跳闸事故的发生。

1 自爆原因分析

1.1 典型缺陷

1.1.1 500kV某线

500kV某线线路全长91.523 km，缺陷单元为N21耐张塔，转角度数-23°55′，水平档距637m，垂直档距237m，雷害风险等级为Ⅰ级，设计污区等级为A级，缺陷表象为500kV某线N21塔大号侧C相右串第12片绝缘子自爆，缺陷照片如图1所示。

1.1.2 220kV某线

220kV某线线路全长33.004 km，缺陷单元为N70终端塔，转角度数25°47′，水平档距786m，垂直档距309m，雷害风险等级为Ⅰ级，设计污区等级为B级，缺陷表象为220kV某线N70塔A相小号侧右边串自导线侧第12片绝缘子自爆，缺陷照片如图2所示。

1.1.3 35kV某线

35kV某线线路全长12.87 km，缺陷单元为N20耐张塔，转角度数 -8°47′，水平档距408m，垂直档距442m，雷害风险等级为Ⅰ级，设计污区等级为C级，缺陷表象为35kV某线N20塔小号侧右边相导线端第二片绝缘子自爆，缺陷照片如图3所示。

1.2 缺陷分析

以上三起玻璃绝缘子自爆的典型案例，均是发生在耐张串，且通过现场绝缘子碎片分析得知，缺陷原因均为强电场作用，根据年度缺陷统计发现，由于强电场作用而发生玻璃绝缘子自爆的缺陷比率占玻璃绝缘子劣化自爆缺陷的80%以上，少数玻璃绝缘子劣化自爆是由于外力破坏引起。

1.2.1 强电场

顾名思义，绝缘子在短时间内遭受较强雷击、操作过电压时，会在绝缘子表面产生工频电弧，形成沿面放电，若工频电流小于20kA，则会在绝缘子表面形成明显闪络，若工频电流大于20kA或者电弧持续的时间超过0.12秒，都可能引发钢化玻璃绝缘子不耐受从而导致玻璃绝缘子破碎，如果工频电流作用时间过长，甚至可能导致钢化玻璃绝缘子群爆的发生。

1.2.2 环境

根据线路所处的地域、环境进行判断，处于金属或重金属工业园区的线路杆塔绝缘子易遭受积污，工厂排放的金属悬浮物若附着在玻璃绝缘子表面，容易使绝缘子爬电比距变小，绝缘水平下降，从而导致玻璃绝缘子自爆;环境温度的变化也可能导致玻璃绝缘子自爆的发生，玻璃的导热性较差，当环境温度变化较为剧烈时，玻璃绝缘子内应力达到临界值，将会发生自爆;处于落雷区的线路杆塔更易遭受直击雷影响。

2 绝缘子的选型

2.1 绝缘子类型

绝缘子按照材料类型基本可分为瓷质绝缘子、玻璃绝缘子、复合绝缘子。瓷质绝缘子具有良好的化学稳定性和热稳定性，并具有良好的电气、机械性能;玻璃绝缘子具有比瓷质绝缘子拥有更高的机械强度，瓷质绝缘子与玻璃绝缘子都无需进行“零值检测”;复合绝缘子具有耐污性好、便于安装等特点。

2.2绝缘子选取

根据不同的需求选择不同类型的绝缘子，一般来说，首先按照电压等级来进行绝缘子的选取，其次，按照荷载承受能力选择不同绝缘子，最后，根据现场情况，如污区、雷区、村庄、农田等地域类型选取相应的绝缘子类型。

3 预防措施

1）改进绝缘子的生产工艺

加强绝缘子原料的筛选和配料的制造管理过程。选择耐高温、耐火的原材料，避免大颗粒、杂质的材料混入，加强原料的把控过程，从根源解决绝缘子自爆问题。

2）加强入网前绝缘子实验

在绝缘子投入使用前，应对绝缘子做二次试验，包括热冲击、冷冲击、内水压试验、均质热处理试验等，并要求厂家提供完备、准确的试验报告及合格证书方可投入使用。

3）特殊地区绝缘子抽检

在绝缘子投入使用后，不定时对绝缘子进行抽检，特别是盐密度偏高地区和污秽地区。对已发生自爆的绝缘子返厂送检，寻找其自爆原因。

4）缩短运维周期加强巡视力度

优化运维周期，提高运维手段，在日常巡视维护过程中做好测温工作，提前发现缺陷避免隐患发生。对污秽地区及外力破坏频发地区加强巡视力度，对脏污地区绝缘子缩短更换周期。

4 结论

1）各类绝缘子有其使用范围及使用环境，绝缘子自爆或劣化多由于使用环境不当引起，对不同地区应采用不同类型绝缘子。

2）绝缘子在生产过程中、投入使用前应严格把关，做好相应的耐压、耐温试验以降低其自爆率。

3）对于已经发生自爆的绝缘子采取积极的应对措施，做好分析及补强措施，提高运维水平。

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