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中国的复合绝缘子故障
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中国的复合绝缘子故障

September 10, 2015 • Columns, Insulator / 绝缘子, Marvin L. Zimmerman, 最近文章汇总

近期在韩国首尔召开的INRM国际大会上,清华大学深 圳研究生院关志成教授宣读的一篇文章引起了与会 者的兴趣。这篇文章全面介绍了复合绝缘子在中国输电线 路上的应用情况。 关教授说,从二十世纪90年代中期起,中国架空输电网络上 使 用 复 合 绝 缘 子 的 数 量 一 直 在 稳 步 增 加 。1 9 9 4 年 末 ,复 合 绝缘子的安装数量不超过5万支,但是到了2006年10月,安 装数量已经猛增到大约220万支。从那时起,输电线路的建 设快速发展,当前的安装数量正在接近300万,而且很可能 甚至更多。 关教授说,随着复合绝缘子投入运行数量的增加,对其性 能的信任程度也在增强。基于复合绝缘子具有低维护及其 它成本的优势,确实,最近若干年来,在中国,人们对这种 技术的态度已经发生了明显的转变,经历了从最开始的怀 疑到勉强接受,最终受到完全青睐。目前,其它国家似乎也 正在发生着与中国相类似的转变。
推断是由闪络和损坏原因造成的复合绝缘子故障 及其损坏类型的统计报告(截至2006年底)
Type of Flashover Number (%) Type of Damage Number (%)
Lightning 415 46.73 Degradation 15 25.86
Bird dropping 250 28.15 Product quality issues 11 18.97
Contamination 53 5.97 Brittle fracture 14 24.14
Rain 5 0.56 External force 8 13.80
Icing 27 3.05 Interface puncture 6 10.34
Strong wind/breeze 12 1.35 Imperfect earthing 3 5.17
Unexplained causes 131 14.75 Installation damage 1 1.72
Total 888 100 Total 58 100
 
事 实 上 ,从 2 0 0 9 年 1 0 月 起 ,复 合 绝 缘 子 已 经 成 为 中 国 输 电 网络一枝独秀的主导绝缘子技术(66 kV到1000 kV交流, 以及±500 kV和±800 kV直流),运行数量占绝缘子总数 的近36%,相比之下,瓷绝缘子占35%,玻璃绝缘子占大约 29%。(绝缘子在各种电压中的分布比例是:大约57%用于 66/110 kV, 33%用于220 kV,大约10%用于330/500 kV以 及更高的电压等级)。 关教授说,能够取得如此大发展的重要原因是,中国制造复 合绝缘子的专门技术已经达到世界最高标准之列,特别是 在特高压等级的应用。同样,过去30年间,全国有大量主攻 课题为复合绝缘子的研究生从清华大学和其它高等院校毕
脆性断裂和正常的断裂是由不同的根本原因引起的两种不 同类型的芯棒故障。前者的断口光滑、清洁、平坦且呈阶梯 状(左图),几乎与芯棒的轴线垂直。而正常断裂是由纯粹的 过负荷振动产生的机械应力所引起的,断口上没有如此光 滑(右图)。  中国的复合绝缘子故障 Pic164

脆性断裂和正常的断裂是由不同的根本原因引起的两种不 同类型的芯棒故障。前者的断口光滑、清洁、平坦且呈阶梯 状(左图),几乎与芯棒的轴线垂直。而正常断裂是由纯粹的 过负荷振动产生的机械应力所引起的,断口上没有如此光 滑(右图)。

业,他们的研究成果使当地的专业技能达到了非常高的水 平 ,涉 及 的 领 域 包 括 : 产 品 设 计 、制 造 技 术 、材 料 、试 验 方 法、老化现象以及高海拔地区的绝缘等。 虽然中国的复合绝缘子技术已经取得了上述诸多成果, 但是,闪络和损坏造成绝缘子故障的事件却时有发生。 例如,2006年底的详细统计资料给出了这些问题的主要 原因 。 由上表可以明显看出,雷电造成复合绝缘子闪络故障的次 数 最 多 ,占 总 数 的 约 4 7 % ,而 鸟 粪 和 不 明 原 因 接 近 4 3 % 。 (经验表明,大多数不明原因的闪络可能是由鸟粪引起 的。)解决这种类型的绝缘子闪络故障,断路器重合闸一 般都能够成功。 与 此 同 时 ,低 劣 的 制 造 质 量 一 直 是 故 障 的 主 导 因 素 ,例 如 FRP芯棒的脆性断裂和界面击穿。一般而言,界面击穿的原 因是,芯棒与伞裙接触面的损坏或者是芯棒有缺陷,在雷 电冲击下甚至在正常的工作电压下就能触发这些损坏或缺 陷 。这 样 的 损 坏 能 够 导 致 外 护 套 的 整 体 毁 坏 ,甚 至 导 致 输 电 线 的 跌 落 ,属 于 严 重 故 障 。一 家 国 际 供 应 商 的 复 合 绝 缘 子 ,在 浙 江 省 的 一 条 5 0 0 k V 线 路 上 仅 仅 只 运 行 了 大 约 2 到 3 年,就发生了上述情况。因此,尽管统计表明,目前中国复 合绝缘子的故障发生率仍然非常低,也应该特别注意避免 上述问题发生。
Marvin L. Zimmerman Publisher mzimmerman@inmr.com

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