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故障触发中国电力公司更换 绝缘子并实施检测项目

March 16, 2017 • Utility Practice & Experience, 最近文章汇总

上期INMR刊登了一篇大学研究 项目的成果,表述了在中国中 部一处较清洁环境条件下500kV复合 绝缘子发生机械故障的特征。结果发 现,制造期间护套与芯棒交界面的粘 接存在瑕疵,造成内部潮气聚积,导 致了这起故障,其断裂特征与典型的 脆断特征相异。芯棒随后被潮气导致 的老化过程不断劣化,直至强度下降 到无法继续承受机械负荷。
最近,中国南方也一直报导有少量机 械故障,其中一起I形绝缘子串故障 发生在2011年11月末,也是在500kV 线路上。所幸发生故障的杆塔在山顶 上,采取了双串并联绝缘子 的安全措施,没有造成导线 跌落。
  我们也许会联想到将这起故 障标视为与上述故障模式相 同的又一个实例,并且与制 造缺陷相关联。但是,随后 的调查却得出了大不相同的 结论,即故障的原因是高场 强电晕放电导致了硅橡胶护 套被严重蚀损。结果,潮气 和酸得以渗入芯棒内部并且 蚀损芯棒材料。确实,对于 挂网运行在高压线路上的复 合绝缘子来说,均匀带电端 附近的电场是一项关键的要 求,在重度污秽伴有淋雨频 繁的地区更是如此。
  INMR来到了深圳附近发生这 起故障的500kV线路现场, 以下是关于故障之后一直在 实施的严格检测和更换项目 的报导。
 
  中国南方大亚湾核电站周围的田 野上散布着众多条线路,500kV 岭深线便是其中之一。该条线路 由深圳市电力局(归属于中国南 方电网)管辖,线路横跨约42公 里的多山地带,双回路,即岭深 甲线和乙线。部分线路段为同塔 双回,部分线路段采用不同塔。
  该条线路的污染源主要来自距线 路最近处仅有两公里的海洋。根 据中国使用的污秽评级,工程师 们将线路运行环境的污秽度评 定为二级到四级之间,依据线路 段以及沿海刮过来的风力而定。
500kV岭深线路单回和双回的典型杆 塔示例 电力公司 故障触发中国电力公司更换 绝缘子并实施检测项目 Pic36

500kV岭深线路单回和双回的典型杆 塔示例

  线路仅在10多年前架设,最初绝 缘采用盘形悬式玻璃绝缘子串, 但因为出现明显的噪音高的问 题,随后更换为长棒形硅橡胶绝 缘子。耐张塔上仍然使用玻璃绝 缘子串,但现在已经涂覆了RTV 硅橡胶涂料,以改善运行性能。
大亚湾核电站(左图)向该地区供电, 包括延伸到香港附近。 电力公司 故障触发中国电力公司更换 绝缘子并实施检测项目 Pic45

大亚湾核电站 向该地区供电, 包括延伸到香港附近。

  所幸发生故障的硅橡胶绝缘子 是I形双串并联,没有造成停电事 故。深圳市电力局的工程师们提 出,这验证了有必要推荐在重要 线路中不仅应用双串配置,而且 是双联双挂点。这样,一旦发生 了本次事故中的一串绝缘子断 裂,另一串仍然能支撑运行电压 和机械负荷。

该条线路建于10多年前,绝缘最初 采用盘形悬式玻璃绝缘子串,但几年 后更换为长棒形硅橡胶绝缘子,原因 显然是电晕噪音太高的问题。

2012年六月更换受影响杆塔上的故 障I形绝缘子串(上图)。 电力公司 故障触发中国电力公司更换 绝缘子并实施检测项目 Pic55

2012年六月更换受影响杆塔上的故 障I形绝缘子串(上图)。

  确实,基于这次经验,为了增强 岭深线路的安全运行可靠性,随 后将大部分高差较大或档距较大 的单串复合绝缘子更换为双串复 合绝缘子。
500kV岭深线路单回和双回的典型杆 塔示例 电力公司 故障触发中国电力公司更换 绝缘子并实施检测项目 Pic65

500kV岭深线路单回和双回的典型杆 塔示例

发生断裂的绝缘子被拆除送检, 通过分析确定故障原因。结果发 现,主要原因是高场强下带电端 附近不可接受的局部放电活动, 从而导致硅橡胶绝缘子护套严 重蚀损。这意味着,在已知的线 路污秽和淋雨的运行环境下,均 压环的设计不足。
带着这一问题,深圳市电力局实 施了对线路上所有的绝缘子进 行检测的项目,以确定这一问题 是普遍存在,还是仅孤立地局 限于有缺陷或安装不当的单个 绝缘子。
系统检测项目中包括,在接下来 的几个月使用手持式红外摄像仪 检测了共计600多串绝缘子。检 测结果发现了约85串绝缘子的 温度在升高,即带电端附近超出 环境温度的异常高温。

已知线路污秽和 淋雨的运行环境, 该条 500 kV 线路绝缘子的 均压环似乎设计 得不足。

断裂的绝缘子被拆除进行检测。 电力公司 故障触发中国电力公司更换 绝缘子并实施检测项目 Pic93

断裂的绝缘子被拆除进行检测。

为了收集更多的与问题有关的 数据,温升绝缘子被拆除,按照 温升次序被分为五类:1-3°C; 3-5°C; 5-7°C; 7-10°C; 和超过 10°C。每只绝缘子上标有详细信 息,包括杆塔号、相序、位置是左 串还是右串,等等。然后,选取上 述五类温升各4支绝缘子,共计 20支送检做试验,研究可能的过 热原因。

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