陶瓷絕緣子零值及斷串分析

一、 瓷絕緣子斷串機理

對瓷絕緣子而言,當絕緣子頭部瓷件存在細微裂紋等缺陷,隨著運行中潮氣的侵入,絕緣子頭部絕緣電阻降低(形成零值絕緣子),一旦絕緣子串遭受雷擊或其他原因造成的閃絡,由於頭部電阻極小、沿傘盤放電距離較長電阻相對較大,因此大部分能量都從瓷絕緣子頭部的放電通道洩放,電弧從絕緣子頭部通過時產生的熱量使絕緣子炸開,產生斷串。


陶瓷絕緣子零值及斷串分析


可見瓷絕緣子斷串的關鍵是絕緣子產生了零值缺陷。

二、零值缺陷原因

① 絕緣子質量不良

瓷絕緣子的膠裝界面工藝不良、瓷件材質不良會導致零值絕緣子的產生。

瓷絕緣子膠裝界面存在瓷、水泥、鋼等散熱膨脹係數不同的材質,一般需要塗覆瀝青等材料作為緩衝層,當如緩衝層太薄或與瓷、水泥等材質配合度不夠,絕緣子承受外界溫度變化導致界面開裂。

瓷絕緣子瓷件中存在砂眼,或瓷件晶粒尺寸過大,長期運行中瓷件內部產生微裂紋,裂紋擴展到一定程度導致低零值絕緣子的產生。

② 多次遭受雷擊

當杆塔遭受雷擊,絕緣子就可能承受陡度、幅值均較高的衝擊電壓,此時瓷件承受電壓最高(瓷件頭部)、絕緣相對薄弱處可能產生局部放電損傷,在經受多次陡波衝擊後,絕緣子瓷件頭部的損傷會逐步擴展,到一定程度便導致低值絕緣子的形成。

③ 機械負荷過大

嚴重覆冰、超出設計風速的大風造成絕緣子承受過大的機械應力,可能導致絕緣子鋼腳位置開裂,產生低零值絕緣子。

早期瓷絕緣子零值大部分是自身材質原因造成,隨著瓷絕緣子技術水平的提升,相應數量相對減少,而隨著瓷絕緣子運行年限的增加,多次雷擊造成零值的情況需要引起重視。

三、應對措施

① 加強零值檢測

零值檢測工作量大、檢出效率與檢測方法關係密切,在塔上帶電測量操作難度大,是目前仍未徹底解決的一個難題。在現有技術下,可採用如下手段以提升零值檢出效率:

A 對多雷區瓷絕緣子開展抽檢,更換一部分絕緣子至實驗室開展抽樣檢測,在空氣溼度較大時進行絕緣電阻測試(乾燥時部分低值絕緣子難以測出),並開展陡波衝擊測試,檢查有無瓷件頭部受損;

B 提高絕緣電阻測試電壓;

② 採用疏導式防雷措施

採用並聯間隙、避雷器等疏導式防雷措施,避免雷電流通過絕緣子,以減少絕緣子受損概率。

③ 提升線路耐雷水平

改造接地、加強絕緣,儘量限制遭受雷擊後絕緣子承受的衝擊電壓幅值。


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