棒式绝缘子检测必要性及实现手段

电力18讯：    
北京电力城区供电公司  张欣然  两会代表委员说电力专题

摘要：电力系统中大量选用纯瓷材质的绝缘子，作为对地绝缘、支撑、操作之用。由于棒式绝缘子结构简单，材质单一，所以从技术监督角度没有明确的技术监督要求，尤其是高电压等级的棒式绝缘子。但是，近几年来棒式绝缘子在运行中频发事故，尤其是一些意外的人身伤害，更加紧了对高电压等级棒式绝缘子进行技术监督的需求。该文从棒式绝缘子运行事故角度分析绝缘子的缺陷，并从实际角度入手提出检测绝缘子的手段，为设备安全运行提供技术保障。访问

关键词：棒式绝缘子；瓷绝缘子；检测资料频道提供电力行业最新统计资料

中图分类号：TM76 文献标志码：B 文章编号:1003-0867(2007)01-0051-03

电力系统中大量采用电瓷制品的绝缘子，包括支持绝缘子和设备套管。其中使用在母线和隔离开关的支撑、旋转以及设备对地绝缘支撑上的棒式绝缘子使用非常广泛。

棒式绝缘子的结构示意图见图1，由于其结构为瓷壁厚、贯穿距离长，所以很少发生贯穿性绝缘击穿事故，同时金属法兰是和瓷质部分靠粘合剂粘连为一体，降低了金属法兰热胀冷缩导致绝缘子损坏的概率。所以长期以来，棒式绝缘子在电力系统中的运行情况比较稳定，一些相关试验规定中对棒式绝缘子也无明确的预试规定。

但是，从整体结构上考虑，绝缘材料的老化大多是电场、机械、冷热、运行工况等各方面因素复杂地交替作用引起的。由于棒式绝缘子运行工况比较恶劣，因此绝缘子的老化原因也多种多样。棒式绝缘子表面由于运行工况等原因，出现断裂或龟裂现象，无论从电气性能还是机械强度等方面考虑，均是比较危险的事故隐患，绝缘子局部裙边的破损，虽然不一定会引起事故，但是可能会扩展成龟裂，所以应早日更换，避免事故发生。


图1　棒式绝缘子的结构示意图
1 棒式绝缘子的使用范围及问题

据统计，目前北京电力公司主网220 kV主系统中不计算母线支持绝缘子，共计使用596组GW7-220型和286组GW6-220型隔离开关，制造厂家主要为沈阳高压开关厂、西安高压开关厂、平顶山高压开关厂三家，隔离开关所配棒式绝缘子为西安高压电瓷厂、抚顺电瓷厂、唐山高压电瓷厂、瓦房店电瓷厂等。GW7-220型隔离开关操作棒式绝缘子3576支，支持棒式绝缘子7152支；GW6-220型隔离开关操作棒式绝缘子1716支，支持棒式绝缘子1716支。棒式绝缘子的使用量是非常大的，可是由于现行相关规定，对棒式绝缘子的试验只是监测绝缘子表面污秽物等值盐密值，其它试验无明确规定；而正是由于使用量巨大的棒式绝缘子，在生产运行中由于断裂等原因，造成了许多设备乃至人身意外伤害事故。据不完全统计，在主系统中，由于棒式绝缘子断裂使设备被迫停运已经发生多起，见表1。


表1　棒式绝缘子断裂而使设备被迫停运的情况
以表1统计中可以看出，既有操作中发现棒式绝缘子断裂，被迫扩大设备停电范围，也有检修中发现棒式绝缘子突然断裂，造成人身意外伤害。所以说，由于棒式绝缘子工作在技术监督不充分的条件下，出现了很多故障。

2 对棒式绝缘子的技术检测

出现上述问题后，相关生产及技术部门，对涉及到上述设备的棒式绝缘子按国标及生产厂家标准进行了分期分批的绝缘子抗弯抗扭试验，发现了很多隐患。

2.1 昌平站设备问题

昌平站棒式绝缘子的损坏主要集中在GW6-220型隔离开关的旋转绝缘子上。


图2　损坏的棒式绝缘子
根据此型号产品的设计要求，电动机构的额定输出转距应为1000 Nm，分散到三相机构上，每相应不大于334 Nm。并且334 Nm本身存在一个2倍的安全系数，即用167 Nm的转距可将隔离开关分合操作完成。

根据产品结构特性，设计旋转瓷绝缘子应承受的扭力（机械破坏负荷）应不小于1500 Nm。而生产厂家所掌握的厂内生产标准（机械破坏负荷）应为设计标准的2～3倍即为3000 Nm以上。

现场检查发现，昌平站220