复合绝缘子断串原因分析及防范措施探讨

复合绝缘子断串原因分析及防范措施探讨

覃宏坚

中国南方电网超高压输电公司百色局 广西 百色 533000

摘要：在我国电网建设中，复合绝缘子被广泛应用，但在复合绝缘子运行过程中，由于自然原因及运行环境等因素影响而导致复合绝缘子频发断串事故，严重影响着输电线路安全稳定运行。因此，文章结合复合绝缘子的类型，对复合绝缘子断串原因展开分析，通常提出加强质量检测、重视巡视与维护等具体而有效的防范措施，希望给予相关从业者建议与参考。

关键词：断串原因；复合绝缘子；故障；措施

前言：电力能源属于社会发展中的基础性能源，我国输电、变电线路中对复合绝缘子的应用，是为提升电力能源供应服务水平。断串问题的产生却局限着复合绝缘子的应用优势，使其无法在各类线路中，维护电力系统安全性。因此，有必要分析复合绝缘子断串原因，防范其事故风险，增强电力系统中各线路结构的可靠性。

1.复合绝缘子及断串类型

电力系统结构设计中，复合绝缘子属于基础性的器件，具有防污性能强、结构简单、质地轻巧优势，被广泛应用在电力系统中的输电线路上。但在复合绝缘子服役过程中，却容易产生断串问题，使输电线路设备面临故障风险，影响电力系统运行稳定性。目前，电力系统中复合绝缘子断串的类型，主要包括三类，分别为外部受力撕裂、应力腐蚀、芯棒碳化等。

首先，复合绝缘子的生产质量问题会导致绝缘子老化加速，继而在运行中发生故障，引起绝缘子断串^[1]。其次，应力腐蚀同样是绝缘子断串的主要类型，并且在绝缘子串断的过程中，其断裂位置通常会集中在复合绝缘子芯轴、接头中间，且断裂口比较平坦。最后，芯棒碳化类的复合绝缘子断串故障，短线区域会存在内部放电情况，断串口会伴有拉丝明显、表面不均匀等特点。

2.复合绝缘子断串的原因分析

首先，护套损伤。安装复合绝缘子过程中，由于部分施工人员技术经验不足，其在安装作业中踩踏复合绝缘子时，容易造成护套受损的情况，使绝缘子在雨水、冷空气侵袭下护套界面出现损伤。随后在长期服役过程中，潮气、雨水与绝缘子护套中的环氧树脂芯棒产生反应，破坏其机械性能，继而引起断串事故。其次，均压安装不规范。设计绝缘子均压环时，若均压环结构设计不合理、安装技术操作不规范，则会使得电场分布不符合均压环稳定运行要求，导致高压测电场畸变增强，密封胶老化，引起复合绝缘子断串问题^[2]。

最后，绝缘子端部密封效果不佳。复合绝缘子使用过程中，受高压电场、雨水等因素的影响，会产生酸性液体，若复合绝缘子顶端密封不到位，酸性特体则会渗透到绝缘子芯棒里，损伤绝缘子的整体性能，造成芯棒开裂、断串等问题。除此之外，在生产复合绝缘子的过程中，若生产工艺不规范，则会因质量问题而引起断串。绝缘子护套结构中，芯棒、护套粘结性为CC1时，芯棒因表面光滑而易于剥离，并在强电场环境下逐渐老化，产生断串问题。

3.复合绝缘子断串的防范措施

3.1进行安装质量评价与控制

为防止复合绝缘子断串，在安装复合绝缘子过程中应加强安装质量评价与控制。一方面，技术人员结束复合绝缘子安装作业后，应及时通过质量检验，评估其安装效果，确保各流程安装操作的规范性。经核查后，安装质量无误后方可正式将复合绝缘子投入使用。另一方面，强化复合绝缘子安装质量控制，制定详细、标准化绝缘子安装方案，保证各安装环节操作的整体质量。具体来说，在进行复合绝缘子安装质量评价与控制工作时，相关人员应做好以下工作：

首先，安装前应将复合绝缘子放置在较为干燥的地方，将其运输至安装场地时，禁止将其他重物、金属物品压放在绝缘子上，以免导致复合绝缘子外部护套受损。必要时，技术人员可在安装现场开箱，开箱时应注意避免用利器损伤复合绝缘子外部伞裙^[3]。其次，若复合绝缘子较长，可几人共同搬运绝缘子，禁止直接拖拉复合绝缘子。对于300KV及以上的绝缘子，安装运输过程中，需防止绝缘子过度弯曲，原因在于绝缘子过度弯曲后，会直接产生扭转应力、弯曲应力损伤绝缘子外层护套、均压环，容易诱发断串风险。最后，安装复合绝缘子过程中，从内壁清理、抽样检测、选用注胶口方法、保障伞套质量等方面，增强复合绝缘子安装质量控制。另外，设计均压环时，应重点控制均压环罩入距离，确保复合绝缘子伞裙段中每2~5片伞裙均能够被罩入均压环内。

3.2加强定期绝缘性能检测

定期性能检测工作，同样有利于复合绝缘子断串风险的防控。在此期间，技术人员可按照复合绝缘子基本功能，从机械性能、电气性能、材料性能等多方面，加强复合绝缘子的检测工作^[4]。首先，检测分析绝缘子机械性能时，可通过复合绝缘子端部各配件的负荷试验，以及绝缘子器件本身的机械负荷实验、伞套密封检查等方式，综合检测复合绝缘子机械综合性能，减少断串风险的诱发因子。其次，应用电压冲击实验，检测复合绝缘子电气性能，同时可用于评估绝缘子芯棒界面、保护套上的密封性、缺陷，提前防控外力作用下的绝缘子击穿问题造成的断串故障。

最后，复合绝缘子材料性能检测，是在绝缘子应用在电网建设的前期，借助镀锌层试验的方式，检测绝缘子顶端金具，筛查设计缺陷。与此同时，技术人员可针对绝缘子芯棒材料、伞套材料进行扩散及憎水性试验，评估复合绝缘子材料使用效果，预防断串事故^[5]。除此之外，在进行复合绝缘子性能检测过程中，应采用新型检测方法，比如太赫兹波检测方法、微波反射法，大赫兹电磁波与微波在获取复合绝缘子护套、芯棒上携带的反射波后，可智能判断该部位有无缺陷、脱粘情况。再者，技术人员可基于红外线成像、橡胶材料孔隙率检测等技术部，针对性的完成复合绝缘子性能检测工作，准确分析绝缘子内部外部结构中的质量，减少断串风险。

3.3加强巡视与维护

在加强复合绝缘子安装、性能检测的基础上，还应通过复合绝缘子的日常巡视维护等方法，防范复合绝缘子断串事故。具体来说，目前，输电线路运行中的复合绝缘子主要通过红外测温法和定期巡视法两种方法。其中定期巡视法是利用直升机巡视和无人机巡视及维护人员定期巡视检查的方法，利用直升机、无人机携带的高清相机查看复合绝缘子表面有无缺陷，即保护套受损、破裂情况。但此种方法仅限于复合绝缘子的外观巡检，对于其他原因造成的内部质量问题，需通过红外测温的方式进行。比如绝缘子受潮后，芯棒气隙在开裂前出现放电的情况，绝缘子内部电流会明显增加，此种断串风险只有通过红外测温，才能及时发现芯棒内的缺陷情况，提前应对复合绝缘子脆断事故。除此之外，复合绝缘子巡检与维护中，针对已经出现断串的复合绝缘子，应及时、逐批将其更换，对于暂时无法更换的单串绝缘子，可将其调整为双串结构，为绝缘子后期更换打好基础。

3.4重视复合绝缘子憎水性检查

　复合绝缘子的憎水性检查是检测绝缘子物理缺陷的主要方法，目前可应用在绝缘子憎水性测量的方法为“喷水分级法”，此种方法可分级处理复合绝缘子憎水性，获取绝缘子各级憎水性的标准图片，并由HC-1、HC-7表示绝缘子的憎水性情况，其中HC-7代表复合绝缘子完全亲水，HC-1代表绝缘子憎水性最强。检测过程中，运维人员可利用普通喷壶向所检测的复合绝缘子表面喷洒水雾，每秒喷洒1次，共喷洒25~26次后，记录、分析水分子在复合绝缘子表面的分布情况，测量其憎水性分级值。喷水过程中需确保喷射方向与复合绝缘子表面垂直，而绝缘子HC值可按照其表面的水滴分布、基本状态确定。在HC-1~HC-7等HC值中，HC-1可表示绝缘子表面仅有分离的水珠，HC-2代表绝缘子表面水珠分离，但水珠较大，HC-3主要指绝缘子水珠分离，且水珠较大、形态并非圆形。HC-4表示绝缘子表层存在水带、水珠，已湿润的面积小于被测面积。HC-5为完全湿润面积小于被测面积的90%，HC-6表示绝缘子表面仅有少量干燥区域，多数地方已完全湿润，HC-7代表绝缘子表面已经形成连续、完整的水膜。根据这些数值的反应内容，运维人员可加强复合绝缘子质量检测，有效预防断串风险。

总结

综上所述，复合绝缘子断串问题的产生，会直接导致电力设备难以可靠运行，损伤电力系统结构体系的机械性能，不利于电力能源的良好供应。因此，应针对受潮、护套受损等常见的复合绝缘子断串原因，加强该器件的安装质量控制，定期检测复合绝缘子基本性能，落实电力系统运维汇总绝缘子维护、保养工作，从而降低复合绝缘子故障风险，延长电力设备内复合绝缘子使用寿命。

参考文献

[1]雷兴列,李宇泽,彭勇等.复合绝缘子导通性缺陷对带电作业安全距离影响[J].中国电力,2019(006):138-139.

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[3]颜宏文,陈金鑫.基于改进YOLOv3的绝缘子串定位与状态识别方法[J].高电压技术, 2020(02):61-70.

[4]陈文浩,姚利娜,李丰哲.无人机电网巡检中的绝缘子缺陷检测与定位[J].计算机应用, 2019(01):210-218.

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