绝缘子架空输电线路绝缘子故障分析和防范措施

摘要：为了减少架空输电线路绝缘子故障对线路安全运行的影响，降低故障的发生率，通过对影响输电线路绝缘子安全运行因素、绝缘子缺陷、绝缘子故障的统计分析，结合工作实际，提出了相应的防范措施。
关键词：架空输电线路；绝缘子；故障；措施
现代电网应具有安全、稳定、可靠运行的基本特征，衡量电网安全运行的可靠性指标则由故障次数和故障停电时间来决定。架空输电线路是电网的重要组成部分， 经统计输电线路停电故障，电气绝缘闪络或击穿为最主要的原因，而绝缘子的闪络和击穿以又在其中占首位。因此做好线路的运行维护工作，有效地防范和减少线路因绝缘子引起的故障次数，对保证电网安全可靠的运行是极为必要的。
下面笔者结合工作实际对绝缘子故障进行分析探讨，以便掌握绝缘子故障内在规律，探讨如何采取有针对性的预防措施，防止绝缘子故障的发生。

一、影响绝缘子安全运行的各种因素

在架空输电线路中，绝缘子担负着系统与地绝缘、相间绝缘和支持导线的重任，绝缘子在运行中受着各种因素的影响，随着运行参数的不断提高，使得绝缘子几乎运行于临界状态，恶劣的大气环境和各种复杂的污秽状况以及风力、覆冰等极为苛刻的运行条件等，对绝缘子的机械强度、防污闪能力、过电压耐受能力和降低无线电干扰提出了更高的要求，运行中对绝缘子造成影响的因素如下：
1、高压电网中绝缘子所承受的各种电压：工作电压、操作过电压、 雷电过电压。这些电压作用在绝缘子上，在特定的时间会导致绝缘子闪络或者击穿，从而引起系统故障。
2、绝缘子承受的机械荷载：导线的自重、风力荷载、冰重荷载、电动力荷载。在这些荷载作用下，如果其强度大于绝缘子的机械强度，就会造成绝缘子的断裂、绝缘降低等故障。

3、其他因素对运行中的绝缘子影响：覆冰、污秽、鸟害、外力破坏等。

二、绝缘子缺陷及故障类型

1、绝缘子缺陷

绝缘子缺陷基本为玻璃绝缘子、瓷质绝缘子零值、破损和合成绝缘子损坏等。
1.1 玻璃绝缘子：玻璃绝缘子具有零值的特性。绝缘子是因为制造过程中玻璃中有较小的杂质和结瘤，在输电线路上运行一段时间后，在强烈的冷热温差和机电负荷作用下，就有可能引发玻璃绝缘件。
1.2 瓷质绝缘子零值、破损：钢帽和钢脚承受机械拉力，瓷件主要受压，瓷件的颈部较薄，也是电场强度集中的区域，当瓷件的颈部存有微气孔等缺陷，或在运行中出现裂纹时，有可能将瓷件击穿，出现零值绝缘子，瓷绝缘子的劣化表现为 “零值”和“低值”。
1.3 合成绝缘子损坏：输电线路合成绝缘子在运行过程中已发生脆断事故，脆断通常发生在绝缘子的导线端的金具联结处附近，产生脆断的原因是由于水介质中的酸长期缓慢腐蚀芯棒截面而造成的，当芯棒剩余截面无法承受外部机械负荷时则出现断裂。雨水经硅橡胶或联结处的缝隙渗透到芯棒，与芯棒环氧树脂中残存的酸酐硫化剂作用时也会生成酸破坏聚合物，造成绝缘子脆断。

2、绝缘子故障

绝缘子发生故障主要有雷害、污闪、冰害、鸟害、外力破坏、质量不佳等。
2.1 雷害：主要发生在雷电活动频繁的地区。与瓷、玻璃绝缘子相比较，合成绝缘子在耐雷方面有优势的一面，它不会发生瓷绝缘子难以避免的零值、低值和玻璃绝缘子的，因而不致因零值或低值绝缘子的存在而降低整串绝缘子的耐雷水平。合成绝缘子不利的

中国免费论文网www.udooo.com

一面是，由于其伞裙直径较小，因而对同一高度来说，其干弧距离总是略小于瓷绝缘子和玻璃绝缘子。
2.2 污闪：合成绝缘子具有污闪电压高的优点，在同样的爬距及污秽条件下，其污闪电压明显高于瓷绝缘子和玻璃绝缘子，原因是硅橡胶伞裙表面为低能面，它具有良好的憎水性，而且硅橡胶材料的憎水性还具有迁移性。从全国线路污秽统计数据来看，与瓷、玻璃绝缘子相比，合成绝缘子由污闪造成的故障次数要明显低得多。
2.3 冰闪：冰闪是污闪的一种特殊形式，但又具有自身特殊规律。在绝缘子严重覆雪、覆冰的情况下，由于大量伞形被桥接，导致有效距离大幅度减小，耐受电压大幅度降低；融冰时形成的表面导电水膜，与污秽绝缘子的污层类似；同时冰水的电导率直接影响绝缘强度的下降。
2.4 鸟害：在绝缘子正上方的横担及金具上栖息时，可能会因排泄鸟粪形成鸟害闪络。有两种情况：一、由于鸟粪附着在绝缘子串上，在适当的条件下，造成绝缘子串闪络。二、鸟类直接排便，长长的稀屎沿着绝缘子表面下滑，在绝缘子串上形成一条粘稠状短路带造成绝缘子串闪络。这种闪络通常是绝缘子表面爬电及空气放电的一种混合闪络。

三、绝缘子故障防范措施

根据前面对影响绝缘子安全运行的因素、绝缘子缺陷以及绝缘子故障的统计分析，提出以下绝缘子缺陷及故障的防范措施：

1、绝缘子缺陷防范措施

1.1 玻璃绝缘子防范措施：制造厂应严格控制工艺质量和中间环节的检查，加强全面质量管理，提高绝缘子质量。运维单位应加强绝缘子的监造及验收工作，严把投运关。同时运维单位要加强巡视，及时发现绝缘子，尽快进行更换。
1.2 瓷质绝缘子零值、破损防范措施：瓷质绝缘子，存在劣化率高，需检测零值，维护工作量大。从我们所维护的输电线路来看，瓷质绝缘子正在逐步淘汰。目前仍有部分瓷质绝缘子在运行，而瓷质绝缘子的零值和低值，常规巡视很难发现，必须要加强周期性检测，所以要求运维单位利用一切停电机会，对瓷质绝缘子进行检测，及时发现劣化绝缘子，尽快进行更换。
1.3 合成绝缘子损坏防范措施：防止合成绝缘子在运行中脆断的方法，一是提高端头密封质量，防止出现缝隙；二是防止硅橡胶护套出现局部缺陷和表面损伤；三是加强绝缘子外观检测、憎水性试验等工作，及时发现存有缺陷的合成绝缘子并将其更换。
2、绝缘子故障防范措施 2.1 雷害的防范措施：首先要加强线路防雷基础工作， 根据运行经验、雷电数据等对各条线路的雷害区域进行划分， 针对性采取措施，并在雷雨季节前后及期

源于：电大毕业论文www.udooo.com

间加强对防雷设施的巡护力度，发现缺陷，立即整改，确保输电线路防雷水平不降低。二是要降低杆塔接地电阻。严格按照周期对杆塔接地电阻进行测量，发现电阻超标，立即进行整改。三是加强绝缘子的维护，及时更换劣化绝缘子。绝缘子长期在交变电场的作用下， 绝缘性能会下降， 特别是瓷质绝缘子零值或玻璃绝缘子如不能被及时发现和更换， 就要降低线路绝缘水平， 易发生闪络事故。四是综合防雷装置的安装和应用。在易受雷击杆塔上装设避雷器、塔头防雷侧针、放电间隙等防雷措施。
2.2 污闪的防范措施：一是定期清扫绝缘子，每年在污闪事故多发季节到来之前，必须对绝缘子进行一次清扫，在污秽严重地区，应适当增加清扫次数； 二是增加爬电距离，提高绝缘水平， 如增加污秽地区的绝缘子片数，或采用防尘绝缘子；三是喷涂防污涂料，在绝缘子表面喷涂PRTV（RTV）涂料，以提高绝缘子的抗污能力。四是加强巡视检查，定期对绝缘子进行测试，及时更换不良的绝缘子。
2.3 冰闪的防范措施：一是悬式绝缘子串增加大盘径伞裙阻隔法。在直线悬式瓷绝缘子串上采用“3 + 1”方式，即每隔三片加一片大盘径绝缘子，阻断了整串绝缘子冰凌的桥接通路。二是悬垂绝缘子串斜挂法。绝缘子串水平悬挂或V型悬挂及倒V型悬挂均可提高覆冰绝缘子串的冰闪电压。
2.4 鸟害的防范措施：一是及时拆除鸟窝，巡视时发现杆塔上有鸟窝，及时拆除。二是绘制线路的鸟害区域图，这样就可以对此区域重点进行鸟害预防措施和鸟害巡视方面工作，同时在鸟害故障中，缩小巡视范围，快速查找出鸟害故障的发生点，及时排除故障。三是安装防鸟装置，主要有防鸟罩、驱鸟器、防鸟刺、防鸟漆等，把鸟类的活动范围与绝缘子、导线隔开，保证绝缘子的绝缘水平。
绝缘子故障的形成和发生是一个很特殊的问题，其危害性又特别严重虽然其规律一下难以全部掌握，但只要我们不断摸索、不断实践，借鉴别处先进的经验，逐步减少绝缘子故障的发生，把绝缘子故障降到最低限度，是完全可能的。
作者简介：
王立生：男，本科，高级工程师，从事输电线路生产技术管理工作。
陈建家：男，本科，高级工程师，从事输电线路管理工作
左建永：男，本科，工程师，，从事输电线路生产技术管理工作。