避雷器复合支柱绝缘子断裂分析

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浅谈复合绝缘子断裂原因及优化策略

浅谈复合绝缘子断裂原因及优化策略为了通过融冰全面提高输电线路的抗冰能力，2012年对500kV施贤线进行了地线融冰改造工作，将融冰段地线悬垂串更换为单联双串复合绝缘子串型，实现地线全线绝缘，使施贤线地线具备了融冰功能。

在随后的2013年和2014年冬季线路覆冰期间，施贤线多次进行了地线融冰，保证了线路的安全稳定运行。

但在2013年冰期过后的巡视中发现施黎甲线77#左相小号侧地线悬垂复合绝缘子断裂，后面又陆续发现类似情况。

截至2014年5月，在施黎、黎桂线上共发现6支地线悬垂复合绝缘子断裂。

1 断裂原因分析1.1 断裂绝缘子特征1.1.1 断裂绝缘子塔型均为直线塔，绝缘子串型为悬垂串（如图1所示），耐张串型未发现断裂情况。

1.1.2 绝缘子断裂位置均在绝缘子上端第一片伞裙靠近芯棒与端部金具连接处（如图2所示），绝缘子外观完好、清洁，表面无劣化现象。

1.1.3 双联串绝缘子均只断了其中一串，并未发生地线掉线情况，地线有不同程度的滑移。

1.1.4 所在塔位两侧高差相对较大，事故杆塔前后高差情况见表1：1.2 绝缘子检测情况施黎、黎桂双线融冰改造绝缘子均为同一批次、同一厂家，在发生断裂情况后将断裂绝缘子进行了送检试验，试验项目包括：（1）验证金属附件和伞套间界面的渗透性试验；（2）验证额定机械负荷SML及破坏试验；（3）端部金具口部芯棒切片渗透试验；（4）探索性研究地线绝缘子的弯曲强度。

试验所进行的试验项目全部合格，排除了绝缘子本身质量原因导致断裂的可能。

1.3 绝缘子串受力分析2012年地线融冰改造时线路融冰段地线绝缘子悬垂串串图如图3所示：改造后的串型为二联板L-1240下方直接与地线直流融冰复合绝缘子头部U 型槽钢帽相连，连接后二联板与该U型槽钢帽间的间隔距离较小，导致地线复合绝缘子串无法灵活的偏转，当遇到地线悬垂串前后档内出现不均匀覆冰或局部大风等特殊气象条件变化导致地线串偏移时，二联板下端挂孔外缘与复合绝缘子U型槽钢帽接触并相抵，产生很大的弯矩进而损坏地线复合绝缘子，如图4所示。

支柱瓷绝缘子及瓷套断裂典型故障和原因分析

三、故障原因分析
案例五：
XX年X月X日，220kV XX变新建XX出线间隔发生开关爆炸故障。
生产厂家：沈阳高压开关有限责任公司；型号： GW4-220IVDW ；出厂日期：1997年4月；投运日期：1997年12月出厂编号：974.017 ；支持绝缘子生产厂家：抚顺县电瓷厂支持绝缘子型号：FX.1996.8
三、故障原因分析
案例四：
XX年X月X日，220kV XX变新建XX出线间隔发生开关爆炸故障。
生产厂家：苏州阿海珐（AREVA）高压电气有限公司；型号：GL314E；出厂日期：2009年；出厂编号：09 314 1050 01；灭弧室瓷套制造厂：河南
爱依德公司
三、故障原因分析
案例四：
瓷套内壁多处存有深浅不一裂纹，多数裂纹为釉面微裂纹；瓷套内壁釉面涂敷不均匀，存有点状凹坑和麻点为橘釉状，下部法兰内部有一裂纹较大起裂处，疑为首先开裂点。
三、故障原因分析
（二）瓷质问题 3. 青边现象及分析
青边问题原因主要是由于在烧制过程中由FeO还原至Fe2O3 这一过程不充分。
抚顺电瓷厂90年代中期产品发生支柱瓷绝缘子断裂故障较多，该厂产品产量相对80年代末、90年代初成数倍增长，由于产量迅速扩大，在产品原料选取、生产工艺等方面存在一定问题。
三、故障原因分析
案例一：
➢ 同批次支柱瓷绝缘子的试验超声波探伤检测：其它8柱支柱瓷绝缘子未发现缺陷。机械破坏负荷试验：送检的三柱支柱瓷绝缘子断裂部位均在下节元件下法兰附近，抚瓷生产的三支下节元件机械强度均明显偏低。孔隙性试验：三支下节元件均不合格，其中两支严重不合格。 ➢ 故障原因 GW7-220型隔离开关支柱绝缘子胶装面未涂沥青缓冲面，瓷件的致密度未达到标准要求。

浅谈支柱绝缘子断裂的成因及其检测方法

浅谈支柱绝缘子断裂的成因及其检测方法作者：潘春辉来源：《华东科技》2013年第05期【摘要】高压瓷支柱绝缘子是变电站常用电气设备，支柱绝缘子发生断裂往往会引发重大电力安全及人生安全事故。

本文对支柱绝缘子断裂的原因进行了分析，并介绍了已有的支柱绝缘子检测方法。

【关键词】支柱绝缘子；断裂；检测1 引言高压瓷支柱绝缘子主要是用作支撑高压隔离开关带电部件和高压母线的绝缘支柱体，是变电站常用电气设备。

近年来，支柱绝缘子断裂事故时有发生，甚至因支柱绝缘子断裂引发母线短路造成重大事故，对电网的安全生产及人生安全构成极大威胁。

2 支柱绝缘子断裂原因分析支柱绝缘子断裂的原因可以从工厂制造、招标设计选型、验收、安装调试、运行维护等设备全生命周期的各个阶段来进行分析。

2.1 制造过程中造成的缺陷2.1.1 生产管理不善（1）支柱绝缘子是由粘土、长石等铝硅酸盐等配方加工成形，再经过高温煅烧而成。

不同规格的支柱绝缘子配方和工序不同。

生产过程中如果采购把关不严导致原料不稳定，配方用量不准确，或者因管理混乱导致工序流程中不同规格的原料互相混合，都会使成品质量参差不齐。

（2）部分厂家在采购、装配环节存在漏洞。

为节约成本，在出厂检测上把关不严，缺失必要的试验环节，导致不合格产品未能剔除。

2.1.2 制造工艺的缺陷（1）国内厂家在1978到1984年间普遍采用滚花或刻槽工艺，使得法兰内的胶装处存在内应力造成的裂缝、夹层、吸虹等现象。

（2）支柱绝缘子瓷体采用还原焰焙烧，将三氧化二铁转化为氧化铁，瓷质呈灰白色。

如果还原不充分，瓷芯仍存在三氧化二铁，瓷质呈黄色，造成瓷芯与瓷面膨胀系数不一致，遇到气温急剧变化易造成折断。

（3）支柱绝缘子是由黏合物把瓷体和金具连接而成的，黏合物主要有水泥、沥青等。

在制造过程中，胶装处缓冲层厚度不符合工艺要求，会造成支柱绝缘子强度裕度不够，外应力容易使得胶装处断裂。

据统计，支柱绝缘子断裂部位绝大多数在于法兰口内3cm到第一瓷沿之间。

户外避雷器底座断裂故障分析及优化设计

最大允许水平拉力为９８０Ｎ。在无风时，引下线合理，引下线的重量由线路架
经博超软件计算：在最大荷载下，导线对避雷器的水平拉力为＝２０３．２９Ｎ。５．１．２复核３５ｍ／ｓ大风条件下导线拉力计算查看该厂１号线路投产时引下线原始数据见
５．１．１静止条件下避雷器顶部受力（对引下线进行受力计算）查看该厂１号线路投产时水平段原始数据见
表１。
表１１号线路投产时水平段导线原始数据表
最大放线弧垂导线档距Ｌ１．０ｍ７．Ｏ００ｍ导线型号导线高差２￣（ＬＧＪ一３００／２５）６．０００ｍ
蒋斌：户外避雷器底座断裂故障分析及优化设计
５避雷器选型及安装方式优化设计
虽然更换了材质强度更硬的避雷器底座，但是
￣Ｊ－］＇｝６２１页）：
ｑａ＝２Ｘ０．０７５ × ２ ×ｄ１ ×１０
避雷器本身为复合型材料，受力强度较弱，遇到同样的恶劣天气，即使避雷器底座不会断裂，但在引线的拉力下仍有可能将避雷器直接拉断造成电气事故。
Ｒ＝９３６０．５３８Ｎ，Ｒ＝８９５０．２１２Ｎ，根据《避雷器设计
手册》６３１页，求各段减力方法。
（）ｚ — Ｑｙ＝ｑｎＸＡ，则：

支柱瓷绝缘子断裂原因分析及检测方法

工程技术人员误认为是高压硅整流变压器及一次线
路或设备发生了短路或绝缘故障，并进行相应的排查和检测，结果未发现故障点。随后换装可控硅并用示波器观察可控硅的波形，发现存在自激振荡现象。经分析，造成自激振荡的主要原因是此次大修质量不合格和高压阻尼电阻爬灰严重。在它们及高
质体电荷: 离子电荷和粒子电荷，离子电荷的定向移动和粒子电荷的定向移动 2 部分组成了电晕电流。但是，由于粒子电荷的体积和质量远远大于离子电荷，故其运动速率远小于离子电荷 ( 一般粒子电荷的速率小于60 m/ s; 离子电荷的速率约为
瓷瓶胶装水泥由多种化学口内产生很大的应力再加上早期的绝缘子法兰内成分组成如果其中的氧化镁mg0三氧化硫没有应力沥清缓冲层或其厚度不够应力因无处释s03氧化钾k20含量超标遇水产生化学反放而压在有缺陷的绝缘子端部如夹渣夹层生烧应将导致体积膨胀
第 9 卷 (2007年第12期 )
电力安全技术
J
检修维护
ia n x i u w e ih u
支住瓷绝缘子断裂原因分析及检测方法
印华，谦，王王勇，吴高林
(重庆电力科学试验研究院，重庆 400015)
电力系统中大量使用的支柱绝缘子多采用电瓷
材料，于瓷瓶本身的材质、由胶装控制不良等问题，
在长期运行的情况下，会出现瓷瓶断裂的情况。国家电网公司曾经发生过多起支柱瓷瓶断裂导致检修人员跌落死亡的事故，严重影响了电网的安全稳定
0 0 8 0 6 0 4 0 2 0
6 8 10
a . 正常的瓷瓶
口〕 5 PEA K l
0 0 8 0 6 0 4 0 2
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复合绝缘子断串原因分析及防范措施

复合绝缘子断串原因分析及防范措施复合绝缘子是电力系统中应用最广泛的绝缘子，也是最重要的部件之一，主要用于对线路进行分段或隔离，电气性能良好且可靠性高。

由于复合绝缘子绝缘物体具有复杂的物理结构，它具有良好的绝缘阻抗、绝缘强度和耐久性，因此在电力系统中应用得比较广泛。

随着电力系统规模的不断扩大，线路的复杂性也在不断提高，复合绝缘子的可靠性也是值得关注的问题之一。

在实际的运行过程中，复合绝缘子会受到多种因素的影响，如环境因素、温度、湿度、尘埃、污染等，这些因素都会对复合绝缘子的性能产生消极影响，而复合绝缘子的断串是电力系统中非常重要的故障，它会造成电网的稳定性和可靠性的下降，因此分析复合绝缘子的断串原因以及采取一定的防范和控制措施是非常有必要的。

首先，要分析复合绝缘子断串的原因。

主要有以下几种：1.运行环境的影响。

复合绝缘子所处的环境是极为复杂的，而温度、湿度、腐蚀、冲击和空调冷热循环都会对绝缘子产生一定的影响，特别是温度，它会影响绝缘子的导电性和耐压性，使绝缘子断串。

2.绝缘子失效。

绝缘子可能会出现失效，由于它的结构复杂，有些细小的结构可能会断裂或者磨损，这种失效会导致绝缘子的断串。

3.缺少防腐剂或老化剂的防护作用。

如果绝缘子离地不足，没有足够的防腐剂或老化剂，可能会导致绝缘子的断串。

4.安装不当。

如果在安装的时候没有按照规定的步骤来安装，也会造成绝缘子失效，从而导致断串。

针对前述原因，必须采取有效的防范措施，以保证复合绝缘子的可靠性和寿命。

主要措施如下：1.采取良好的维护措施。

在运行期间要加强维护，及时消除绝缘子的失效因素，定期检查复合绝缘子的基础结构，保证复合绝缘子的正常运行；2.良好的安装环境。

在安装复合绝缘子时，应该保证环境温度和湿度符合要求，安装绝缘子时应注意绝缘子离地要足够高，以确保绝缘子防止腐蚀和老化；3.合理选择绝缘子材料。

选择绝缘子时要选择满足运行环境要求的材料，合理设计绝缘子支架，并给予绝缘子充分的支撑；4.做好监控工作。

复合绝缘子断串原因分析及防范措施

子内部的电流增大，温度升高。这种放电和电流的作用，最终导致了复合绝缘子的酥朽断裂。１．２断串的主要原因
尽管运行复合绝缘子呈现出多种断裂形式，但造成断裂的原因主要包括复合绝缘子质量问题和安装施工问题；造成芯棒断裂的复合绝缘子质量原因主要包括端部密封失效、外护套破损、芯棒与护套界面粘结失效等。１．２．１均压环安装不正确
１．２．３护套损伤早期复合绝缘子安装过程中，施工人员经验有
限，安装时踩踏绝缘子可能导致护套受损。如果外界雨水、潮气经过护套破损处渗入芯棒－护套界面，在高场强作用下会与环氧树脂芯棒发生化学反应，破坏芯棒机械性能导致复合绝缘子断串事故发生。此外，当复合绝缘子表面污秽严重时，也有可能加速复合绝缘子护套电蚀损从而导致断串事故发生。
串原因及相应预防措施的研究较少，因此文中选取了江苏电网近几年输电线路实际复合绝缘子断串
表１芯棒断裂主要类型及区别
Ｔａｂ．１ＭａｉｎｔｙｐｅｓａｎｄｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｏｆＦＲＰｒｏｄｆｒａｃｔｕｒｅｓ
样品进行分析，提出了针对性的防范措施，为电网运行部门提供应对线路复合绝缘子断串事故的具
Ｆｉｇ．２Ｆａｃｔｕｒｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆｉｎｓｕｌａｔｏｒｈａｒｄｗａｒｅ
在机械负荷与酸性液体的共同作用下发生的应力腐蚀断裂。近年来，国内绝缘子标委会大力推动复合绝缘子采用耐酸芯棒，从而有效减少芯棒脆断事故率。
酥朽断裂［１９］是近年来发现的第二种断裂形式，并不是一种单纯的机械破坏。现有研究认为，在复合绝缘子内部，芯棒由于界面粘结失效或其他原因导致的气隙会引起放电；芯棒受潮会导致流过绝缘
事故的概率也日趋增大。据文献统计分析，复合绝子弯曲变形，解决因金具破损而导致的绝缘子掉串

关于复合绝缘子在运行中发生断裂的原因分析2004-07

复合绝缘子在运行中发生断裂的原因分析摘要：随着复合绝缘子挂网运行的数量不断增加，在运行中发生各式各样的事故也在增加。

本文就是针对目前复合绝缘子脆断状况及事故的原因进行初浅地分析，以供大家参考！关键词：复合绝缘子、芯棒脆断、应力腐蚀、平滑断面、粗糙断面。

一：问题提出：复合绝缘子在运行中发生的断裂事故，国内外均有发生，特别是脆性断裂，国际大电网会议1997年在世界范围内统计其事故概率不到万分之一。

国内挂网运行的时间较短，据不完全统计也发生数十起，和挂网运行的近300万支复合绝缘子用量相比，事故率比国外更低！但由于它是会引起导线落地、杆塔倾倒的恶性事故。

必然引起运行部门及生产厂家有关人员的高度重视，本文想对此类事故的原因作些初浅的分析，以供大家参考，有不当之处欢迎批评指正！二；复合绝缘子断裂的现象分析；2-1；按照材料力学的概念，材料断裂可分为脆性断裂及正常受力断裂两大类，当材料发生断裂时在断裂面上及其附近没有塑性变形时，这种断裂就叫脆性断裂，反之就是正常受力断裂。

对运行中的复合绝缘子芯棒而言，脆断是指发生断裂时，其断面光滑平整且垂直于芯棒的轴线方向（受力方向）为特点的断裂，实际脆断的断面大多是由约占芯棒断面80-90%左右且垂直于芯棒轴线的平滑断面及约占10-20%大小的粗糙断面组成的，其中占芯棒断面80-90%而且垂直于芯棒轴线的平滑断面是属于脆断的状况，而约占10-20%的粗糙断面是属于超负荷的正常受力断裂状况。

所谓芯棒正常受力断裂，它是指芯棒在超负荷情况下发生断裂时，其断裂面是粗糙不平且大约与复合绝缘子的轴线成45º角，有时会出现多个粗糙台阶组成的断裂面的情况。

典型的脆断面如下图所示：典型脆断照片-01 典型脆断照片-02而正常受力断裂的照片如下所示：正常受力断裂照片-03 正常受力断裂照片-04清华大学梁曦东教授在实验室中用模拟复合绝缘子实际运行条件得出的两种复合绝缘子芯棒脆断的断面如下：它们共同的特点是断面中大部分是平滑且是垂直于芯棒轴线的。

浅谈支柱绝缘子断裂的成因及其检测方法

能。绝缘子分布电压在各伞裙上。正常情况下，电介质在工频电压作用下由于极化效应发热呈马鞍形。当瓷体开裂或者瓷面污秽严重，瓷体内部穿透性泄露电流或瓷面爬电泄露电流导致发热，通过红外热成像仪可以观察出来。该方法具有无需停电，可在较大范围内快速检测的优点。缺点是只能夜间检测，容易受绝缘子表面发射率、检测距离、大气吸收、天气、仪器分辨率和灵敏度等因素的影响，检测依据难以量化，容易受环境、污秽等干扰，对一般的瓷体贯穿性裂纹的检测不太理想，无法发现瓷体内细小裂纹或气泡，只有发生较为严重的开口裂纹才能够发现。
（１）支柱绝缘子是由粘土、长石等铝硅酸盐等配方加工成形，再经过高温煅烧而成。不同规格的支柱绝缘子配方和工序不同。生产过程中如果采购把关不严导致原料不稳定，配方用量不准确，或者因管理混乱导致工序流程中不同规格的原料互相混合，都会使成品质量参差不齐。（２）部分厂家在采购、装配环节存在漏洞。为节约成本，在出厂检测上把关不严，缺失必要的试验环节，导致不合格产品未能
３．３紫外成像检测法
紫外成像检测法是通过被检支柱绝缘子表面的电晕放电情况来诊断支柱绝缘子的性能。紫外成像检测法与红外热成像法具有类似
的优缺点。３．４振动声学检测法振动声学检测法是通过对支柱绝缘子施加一定频率的激励声波，引起支柱绝缘子振动，将反射回来的频率与支柱绝缘子固有频率做比较来判断支柱绝缘子的性能。良好的支柱绝缘子的基础频率在４ｋＨｚ左右。底部法兰和顶部法兰有缺陷的支柱绝缘子的振动功率频谱图分别会在卜３ｋＨｚ和８－１０ｋＨｚ的频率区域出现峰值。该方法具有无需停电检测的优点。缺点是容易受外界干扰，无法确定缺陷的具体位置和类型，对于顶部法兰与传动机构间有塑胶垫片或者绝缘子底座位置接触不好的支柱绝缘子会存在误判。３．５激光多普勒振动法激光多普勒振动法是利用传感器接收发生断裂的支柱绝缘子发生局部放电产生的高频声波的强弱来诊断支柱绝缘子的性能。该方

一起220kV复合绝缘子芯棒断裂事故分析

55作者简介：吴旭翔(1993- )，男，助理工程师，学士，主要从事电力系统及其自动化研究工作；王少华(1981- )，男，高级工程师，博士，主要从事输变电设备外绝缘技术研究工作。

一起220kV复合绝缘子芯棒断裂事故分析吴旭翔1，王少华2，李特2，周路遥2(1 国网杭州供电公司，浙江杭州 310004；2 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院，浙江杭州 310014)摘要：复合绝缘子芯棒断裂事故会对输电线路的安全稳定运行构成严重的威胁。

结合某220kV 线路复合绝缘子芯棒断裂事故，对断裂绝缘子及同批次产品进行了外观检查、性能试验、解剖检查、材料试验，分析了绝缘子芯棒断裂的原因及机理。

结果表明：该绝缘子端部结构存在缺陷及密封性能不良的问题，导致芯棒玻璃纤维受到酸液侵蚀，逐渐产生应力腐蚀过程，在弱酸腐蚀及应力的共同作用下机械性能不断降低，最终整支芯棒发生断裂。

针对芯棒脆断现象和长期机械性能不佳的问题，建议将复合绝缘子端部金具楔式结构逐批更换为压接式结构，并加强端部金具及护套的密封，以及采用无硼纤维耐酸芯棒。

关键词：复合绝缘子；脆断；应力腐蚀；楔式；压接式中图分类号：TM216 文献标识码：A 文章编号：1007-3175(2019)03-0055-04Abstract: The composite insulator core rod breakage accident poses a serious threat to the safe and stable operation of the transmission line. This paper combined with the 220 kV composite insulator breakage accident to carry out the visual inspection, performance test, ana-tomical inspection and material test of the broken insulator and the same batch of products and analyzed the causes and mechanism of the in-sulator core rod breakage. The results show that the end structure of the insulator has defects and poor sealing performance, which causes the mandrel glass fiber to be corroded by acid solution and gradually produces stress corrosion process. Under the joint action of weak acid cor -rosion and stress, the mechanical properties are continuously reduced and the whole mandrel ruptures. In view of the brittle fracture phenom-enon of the core rod and the long-term poor mechanical properties, it is recommended to replace the composite insulator end fitting wedge structure into a crimping structure batch by batch, and to strengthen the sealing of the end fittings and sheath, and to use boron-free acidproof core rod.Key words: composite insulator; brittle fracture; stress corrosion; wedge; crimpingWU Xu-xiang , WANG Shao-hua 2, LI Te 2, ZHOU Lu-yao 2（ State Grid Hangzhou Power Supply Company, Hangzhou 3 000 , China ;2 State Grid Zhejiang Electric Power Research Institute, Hangzhou 3 00 , China ）Analysis of a Core Rod Fracture Accident of 220kV Composite Insulators0 引言硅橡胶复合绝缘子优异的耐污闪性能被认为是最具吸引力的特点，与传统的瓷质绝缘子、钢化玻璃绝缘子相比，还具有体积小、重量轻、强度高、不易破碎等优点，挂网运行普遍表现优秀，被认为是最经济、有效的输电系统外绝缘手段[1-2]。

支柱瓷绝缘子断裂失效分析_GAOQS

支柱瓷绝缘子断裂失效分析闫斌（青海电力试验研究所,青海省西宁市 810008）ANALYSIS OF STRUT PORCELAIN INSULATOR’S RUPTURING AND INV ALIDITYYAN BinABSTRACT: Through analyzing strut porcelain insulator’s structure,mechanics function andrupturing,combining the specific,the paper analyses the reason of the strut porcelain insulator’s rupturing,andmakes theoretical calculation according to theprincipal of mechanics.KEY WORDS: Porcelain insulator；Rupturing；Analysis摘要：本文通过对支柱瓷绝缘子的组织结构、力学性能和断裂分析，结合具体实例，根据断裂力学原理，进行理论计算，研究分析了支柱瓷绝缘子断裂失效的原因，为支柱瓷绝缘子的检测提供合理的依据。

关键词：瓷绝缘子、断裂、分析1 引言支柱瓷绝缘子是发电站和变电站运行的重要组成设备，起着支撑导线和绝缘的作用。

近几年来，时常发生因支柱瓷绝缘子断裂而引发的事故。

由于支柱瓷绝缘子是高温烧结成的电瓷产品，属于脆性材料，没有固有的形变能且韧性极低，再则支柱瓷绝缘子工作环境恶劣，受外界影响因素很多，如大风、雨雪、覆冰、日晒等等，而引起的附加应力增大，若支柱瓷绝缘子存在微小缺陷，就容易在该处产生应力集中造成破坏。

对于陶瓷材料来说，根据线弹性断裂力学原理，在快速破坏之前还存在着与时间有关的裂纹缓慢扩展阶段，因此开展支柱瓷绝缘子断裂失效分析的研究，了解断裂机理，找出失效原因，提出相应措施，为支柱瓷绝缘子的检测提供合理的依据。

支柱瓷绝缘子断裂原因分析及应对措施

极普遍的意义,因此本文结合三起典型的支柱瓷绝缘
子断裂故障,从内部、外部多方面因素对各类断裂情
况原因进行分析, 并从设计选型、设备制造、基建安
图 1 支柱瓷绝缘子断裂位置
装、竣工验收及运维管理等各个环节提出了具体应对
地 C 相支柱瓷绝缘子断裂,管母南端跌落在母线钢架
上。断裂绝缘子断面如图 1 所示, 存在以下特征: 瓷
柱断面与支柱轴线垂直, 断面粗糙, 存在多个厚度小
于 1mm 的叠加台阶面; 下节绝缘子上法兰处断裂面
法兰胶装水泥偏心,一侧偏厚且局部存在 20mm 封装
典型的支柱瓷绝缘子断裂故障进行了分析。结果表明:设备的设计选型不当、设备的质量问题、设备的安装调试不当
是造成支柱瓷绝缘子断裂现象的主要原因,同时根据这些原因提出了应对措施。本文的介绍可为今后类似支柱瓷绝
缘子断裂故障分析和总结提供了一定的借鉴意义。
关键词:支柱瓷绝缘子;管母;金具;断裂
中图分类号:TM216 文献标识码:B 文章编号:411441( 2019) 01-0087-05
DOI:10.19755/ki.hnep.2019.s1.026
0 引言
带电设备支柱瓷绝缘子的断裂、倾斜, 会导致电
措施。
1 案例情况分析
案例 1:
2016 年某 220kV 变电站 220kV 西母故障跳闸,

高压支柱复合绝缘子与裂纹扩展行为研究

高压支柱复合绝缘子与裂纹扩展行为研究随着电力行业的不断发展，高压输电线路的安全运行成为人们关注的焦点。

在输电线路中，高压支柱复合绝缘子作为一种重要的电力设备，在维持输电线路正常运行和保障工作人员安全方面起着至关重要的作用。

然而，由于环境因素、材料质量等方面的影响，复合绝缘子存在裂纹扩展的潜在风险。

因此，研究支柱复合绝缘子的裂纹扩展行为对于提高输电线路的安全稳定性具有重要意义。

裂纹扩展是材料疲劳破坏的典型现象，它是由于长期受到应力和环境因素的作用，导致材料内部出现裂纹并随时间扩展。

在输电线路运行过程中，复合绝缘子所承受的高温、高载荷、环境湿度等因素会导致其内部产生裂纹。

这些裂纹的形成和扩展对于复合绝缘子的电气性能和机械强度都会产生影响，严重时甚至会引发破坏事故。

为了研究高压支柱复合绝缘子的裂纹扩展行为，首先需要对其内部材料进行深入的分析。

复合绝缘子由芯杆、套筒和外皮等多个材料组成，不同材料具有不同的物理性质和力学行为。

通过对复合绝缘子材料进行理论分析和试验研究，可以确定其内部存在的劣势层和裂纹萌生的位置。

其次，了解复合绝缘子在受力时裂纹扩展的行为对于确定裂纹扩展速率和判定其破坏的条件十分重要。

裂纹扩展过程主要受到应力强度因子、温度、湿度等因素的影响。

通过数值模拟和试验方法，可以研究不同工况下裂纹扩展速率的变化规律，并建立相应的裂纹扩展模型。

此外，研究支柱复合绝缘子的裂纹扩展行为还需要考虑其使用寿命和维护策略。

由于复合绝缘子的使用寿命往往较长，需进行长时间的实际运行试验和监测，来验证裂纹扩展行为研究的准确性和可靠性。

同时，制定合理的维护策略，对有疲劳裂纹的复合绝缘子进行及时更换和维修，以避免可能带来的事故隐患。

最后，要进一步提高高压支柱复合绝缘子的安全性和可靠性，还需要对其设计和制造工艺进行优化和改进。

采用新材料、新工艺，提高绝缘子的抗拉强度、耐热性和耐环境腐蚀性能，是提高绝缘子抵抗裂纹扩展能力的重要途径。

避雷器复合支柱绝缘子断裂分析

避雷器复合支柱绝缘子断裂分析摘要：为防止雷击过电流对电气设备造成损坏，按设计要求必须在变电站进出线侧及主变位置安装避雷器，达到保护重要设备的目的。

在避雷器下端装有雷击计数器，因此需要通过支柱绝缘子与底座连接。

目前支柱绝缘子有陶瓷结构和复合材料两种不同的组成方式，因复合材料质量轻的优势，部分厂家开始使用其制作支柱绝缘子，但由于工艺水平参差不齐，发生了几起复合支柱绝缘子发生断裂的故障，本文以一起变电站避雷器复合支柱绝缘子断裂故障为例，通过综合分析找出故障的原因，并提供整改建议。

关键词：避雷器；复合支柱绝缘子；断裂分析。

一、案例分析下图为现场故障图片，断裂的绝缘子位于避雷器下端，为避雷器提供支持和绝缘，该绝缘子为玻璃丝环绕环氧树脂浸渍固化的圆环（圆筒）型硅橡胶复合支柱绝缘子。

图1现场检查发现该绝缘子空心管玻璃丝缠绕角度为20度，玻璃纤维缠绕管由于要有足够的抗拉强度和抗弯强度，一般缠绕角度大于30度，见图2。

图2玻璃纤维抗拉强度为σb，纤维截面积为s,则玻璃纤维分解在轴向抗拉力，玻璃纤维分解在环向抗拉力为，环向抗拉力只能抗内压，不能抗弯，轴向抗拉力可以抗拉和抗弯。

当玻璃纤维缠绕角度大于30度时，分解在轴向抗拉力图3、经分析可知，玻璃丝的抗拉强度有34.2%提供给绝缘子轴向（抗弯和抗拉)，该绝缘子抗弯强度低。

二、避雷器及支柱绝缘子受力分析避雷器及引流线的安装尺寸：总高1300h（mm）、绝缘子外径95(mm)、绝缘子内径70（mm)、线型LGJ-185/25、线长度1400（mm)、弧高20.76(mm)、线外径18.9(mm）、线单重0.7061(kg/ m)。

根据避雷器厂家说明函，依据国家标准GB10032进行避雷器参数设计，标准规定110kV避雷器承受导线最大水平拉力为490N，在小于等于490N水平拉力下能可靠运行。

为方便分析，且认为避雷器引流线给避雷器的的张力近似垂直于避雷器。

由于引流线较短，线径较小，并且T接在隔离开关引流线上，风压和温度的变化对避雷器引流线影响很小，所以未考虑风压和温度因素，只分析线重和冰重对避雷器引流线的影响。

防雷绝缘子处断线故障分析与补救措施

防雷绝缘子处断线故障分析与补救措施摘要：在电力系统中雷电是造成电网设备事故主要灾害之一，其危害性十分严重，它能造成电器设备损坏，电力线路跳闸或断线停电，建筑物及电力设施着火、爆炸；也能造成严重的生产设备事故和人身伤亡。

因此，采取有效的防雷措施十分重要。

本文主要就6~10KV架空绝缘线路在安装有防雷绝缘子还发生断线的事故进行分析，并提出相应的解决方法。

关键词：架空绝缘线路；防雷；防雷绝缘子1，事故原因6~10kV配电线路系电力系统中与用户关联最为密切的电压等级线路。

而目前6~10kV配电线路采用绝缘导线作为架空配电线路的愈来愈多，有效地解决了裸导线难以解决的走廊和安全问题，与地下电缆相比具有投资省，建设快的优点，但也带来了一些新的技术问题，其中之一就是绝缘导线在运行中的雷击断线。

在此就断线原因之一的防雷绝缘子处雷击断线进行故障分析。

2015年7月18号临晨2点，我厂岔一变1613线发生接地故障，致使线路停电8个小时，影响了正常的原油生产。

当晚本地区经历着雷雨天气，线路值班人员在该线路20号分支处发现三处断线接地点。

让人感到意外的是，此线路是刚进行线路绝缘改造的，线路上的绝缘线和防雷设施都是新安装的，可是三处的断线位置都是在新安装的防雷绝缘子固定电线处，防雷绝缘子都起到了引雷放电作用（防雷绝缘子的安装底脚都有放电痕迹），可是防止线路发生引弧断线的作用未达到预期目的。

还有严重的是引下雷电流的过程中，把电线杆击穿，降低了电线杆的机械强度。

更严重的是横担包箍也烧断了一半多，金具稳固遭到破坏。

2、防雷绝缘子的工作原理防雷绝缘子是最简单的防雷保护装置,它的构造简单,成本低廉,维护方便。

工作原理是:当架空电力线路遭受雷击时,就会在线路上产生一个正常绝缘所不能承受的高电压,这个外来的大气过电压,往往使线路上绝缘最弱的地方发生击穿,将大量的雷电流泄入地层。

在装有防雷绝缘子的线路上,防雷绝缘子的放电引弧杆与固定安装处的金具之间的放电间隙就是绝缘薄弱点。

复合绝缘子断串原因分析及防范措施

复合绝缘子断串原因分析及防范措施摘要：复合绝缘子的断串是威胁输电线路安全稳定运行的关键问题。

本文对复合绝缘子断串类型及成因进行了系统的分析，并提出了有效的防范措施，提升复合绝缘子运行的稳定性和安全性。

关键词：复合绝缘子；断串原因；防范措施1 前言复合绝缘子因其耐污闪性能好、重量轻、运行维护方便等优点，在高压输电线路中得到了广泛应用。

伴随着近年来输电线路复合化趋势，复合绝缘子在电网中使用比例逐步增大。

然而，随着复合绝缘子使用量的剧增，其发生事故的概率也日趋增大。

2 断串的主要类型2.1 金具破损引起的掉串复合绝缘子端部通过端部金具连接导线和杆塔，在长久运行过程中，容易在外力作用下弯曲变形，导致球头脱落造成掉串事故。

我国500kV紧凑型输电线路曾发生多起Ⅴ型复合绝缘子掉串事故，且掉串绝缘子串均是夹角在90°以内的背风侧复合绝缘子。

事故时复合绝缘子球头自碗头中脱出，严重将碗头中R销冲击变形。

目前，国内已通过采用槽型连接金具等措施，有效避免复合绝缘子弯曲变形，解决因金具破损而导致的绝缘子掉串事故。

2.2 芯棒断裂引起的断串复合绝缘子芯棒作为内绝缘件和机械负荷的载体，其电气与机械性能直接关系到复合绝缘子的运行可靠性。

脆断是复合绝缘子的一种特有故障现象。

根据国际大电网会议CIGRE的统计和估计，全世界脆断复合绝缘子占全部运行复合绝缘子的比例不超过万分之一。

一般认为，脆断是复合绝缘子芯棒在机械负荷与酸性液体的共同作用下发生的应力腐蚀断裂。

近年来，国内绝缘子标委会大力推动复合绝缘子采用耐酸芯棒，从而有效减少芯棒脆断事故率。

酥朽断裂是近年来发现的第二种断裂形式，并不是一种单纯的机械破坏。

现有研究认为，在复合绝缘子内部，芯棒由于界面粘结失效或其他原因导致的气隙会引起放电;芯棒受潮会导致流过绝缘子内部的电流增大，温度升高。

这种放电和电流的作用，最终导致了复合绝缘子的酥朽断裂。

3 复合绝缘子断串防范措施3.1 重视复合绝缘子性能检测(1)开展机械性能检测分析。

复合绝缘子断串机理分析及运维管控

复合绝缘子断串机理分析及运维管控摘要：通过比对电网系统内几次不同类型的500kV复合绝缘子断串事件，分析了在高压线路上复合绝缘子断串的主要原因。

发现高压端局部放电造成护套锈蚀，绝缘子端部密封不严，潮气侵入芯棒，最终造成芯棒腐蚀脆断，绝缘子断串。

针对断串现象，本文结合运维实际，提出采用现有的红外热成像技术、紫外电晕放电检测技术、无人机拍照等带电检测手段及时发现绝缘子缺陷，提高复合绝缘子管控水平。

关键词：复合绝缘子；断串；带电检测；运维管控0 引言随着社会发展，电网架构的增大与完善，高压输电线路规模在近年增长很快。

绝缘子是高压架空输电线路的重要设备之一，起着电器绝缘和机械支撑的作用。

与瓷质及玻璃绝缘子相比，复合绝缘子具有耐污性能好、绝缘强度高、重量轻、体积小等优点，近年来在高压架空输电线路中应用越来越广泛。

但从近年几次500kV交流架空输电线路的复合绝缘子断串事件来看，复合绝缘子在材料以及结构方面还有很多问题未解决。

复合绝缘子自身电容相对瓷质和玻璃绝缘子小，杂散电容的影响相对较大，以至于复合绝缘子串上电场分布不均匀，特别是靠近导线的高压端附近，电场畸变严重。

在复合绝缘子制作时，采用常温封胶、芯棒护套粘接工艺差等问题都将导致潮气侵入绝缘子内部，继而造成芯棒酸蚀脆断的问题。

复合绝缘子断串不仅严重影响到高压线路的稳定运行并且极易造成社会事件及人员伤亡，是绝缘子运维管控的重点工作之一。

1 复合绝缘子断串案例惠州地区高压架空输电线路应用复合绝缘子较晚，但应用规模较大，目前110kV~500kV交流线路上运行的复合绝缘子六万七千余支。

复合绝缘子分内外绝缘两部分，外绝缘为硅橡胶伞裙，内绝缘为耐酸芯棒，同时芯棒也是绝缘子机械力的承载部件。

硅橡胶与芯棒通过密封胶进行绝缘密封，目前负荷绝缘子端部密封已经历三代产品：第一代为真空灌胶内嵌，第二代为挤包穿伞内嵌（常温封胶），第三代为整体注射压接（高温封胶）。

通过数起500kV复合绝缘子断串事件可见其断串位置均位于导线端第二至五个伞群之间。

复合绝缘子断裂故障原因分析及应对措施

复合绝缘子断裂故障原因分析及应对措施张天云青海万立电气制造有限责任公司 810012摘要：复合绝缘子出现断裂故障直接影响着输电线路运行中的安全性与稳定性。

本文主要对复合绝缘子出现断裂故障的原因以及机理进行了分析，提出了相应的解决措施，即对复合绝缘子自身的材质进行改善，对绝缘子结构与均压环结构进行优化，并采取有效的措施对复合绝缘子的相关检测工作进行强化。

关键词：复合绝缘子；断裂；故障中图分类号：C35 文献标识码：A复合绝缘子同玻璃绝缘子与瓷绝缘子进行对比，其具备着维护成本低、绝缘强度高、重量轻、易安装、耐污性能好以及体积小等优势，已经被广泛的应用在电力系统中，特别是一些重污区线路中。

但是，随着运行时间的日趋增加，其运行线路已经出现很多复合绝缘子断裂或者是导线脱落等电网恶性事故。

所以，相关部门已经及时的采取有效的措施对出现恶性事故的具体原因进行分析，并提出有效的解决措施，从而使复合绝缘子可以更好的运行。

一、复合绝缘子出现断裂的特征与原因（一）断裂的特征第一，断裂的复合绝缘子芯棒与护套存在着严重的被电弧灼伤的现象，而在高压端周围的护套上有很多的电蚀损点。

第二，复合绝缘子出现断裂的位置为导线侧高压端的第二片与第三片伞裙间的护套，其芯棒在护套中出现撕裂抽芯，而芯棒呈现着碳化的现象。

第三，断裂的复合绝缘子，其伞裙表面没有出现破损，而接近高压侧的伞裙存在着一处开裂，其裂纹大概为4厘米。

同时，绝缘子表面存在着严重的积污现象，伞裙比较硬，其外观不断的从蓝色转变为黑色。

（二）断裂的原因第一，芯棒弱酸腐蚀。

过长时间的酸蚀是导致复合绝缘子芯棒出现断裂的关键原因。

其中酸的主要来源为：其一，酸雨，特别是重污染区。

其二，复合绝缘子在高压端周围的电场比较强，且存在着严重的电晕放电现象，而空气经过强电场作用而出现电离，所产生的氮离子和水结合形成弱硝酸。

复合绝缘子的芯棒所选择的纤维是一种耐化学腐蚀的无碱无硼纤维（ECR）。

其中ECR纤维芯棒尽管具备着较好的耐腐蚀性能，但是还具备着较差的电气性能。

某供电局隔离开关支柱瓷绝缘子断裂事故分析

某供电局11204-1隔离开关支柱瓷绝缘子断裂事故分析1.事故情况简介2008年3月20日11时06分，某供电局某变在220kV母线倒换过程中，因220kV#4主变11204－1隔离开关A相母线侧支柱瓷绝缘子发生断裂，引发220kV 母线单相接地，进而造成了一起220kV地区变电所全停事故。

迎水桥4号主变11204-1隔离开关的型号为GW7－220DW/1250A，高压开关厂1994年8月生产。

其中下柱支柱瓷绝缘子为电瓷厂1994年8月所生产，产品型号为ZSW-252/4，代号为2274；上柱支柱瓷绝缘子为电瓷厂1994年4月生产，产品代号为2283。

2.支柱瓷绝缘子断裂事故后的检查和试验（1）对断裂支柱瓷绝缘子的检查断裂发生在11204－1隔离开关A相母线侧支柱瓷绝缘子下柱下法兰胶装部位，断裂情况如图1、图2所示。

图2 支柱瓷绝缘子的断裂情况图2 支柱绝缘子瓷件断面图3 法兰胶装面水泥胶合剂瓷件侧未见缓冲层图4 水泥胶合剂法兰侧未见沥青缓冲层经外观检查，瓷件断裂面呈现出不规则、不连续状态，但无旧性裂纹。

法兰胶装水泥厚薄不均匀，最大相差达到了10mm。

支柱瓷绝缘子瓷件根部外露部位未见上砂。

瓷件部边缘存在明显的青边现象，青边程青灰色，厚度约为10mm左右。

对下法兰边缘进行的检查情况如图3、图4所示，检查发现支柱瓷绝缘子瓷件和附件与水泥胶合剂接触部分表面未涂敷沥青缓冲层，在水泥胶合剂与瓷件界面上有上砂，但上砂极不均匀。

（2）同批次支柱瓷绝缘子的试验11204－1隔离开关A相母线支柱瓷绝缘子发生断裂后，电力科技教育工程院金属室会同供电局高试班，对该组隔离开关未断裂的其它8柱支柱瓷绝缘子进行了超声波探伤检测，未发现胶装面瓷件部存在缺陷。

2008年3月26日，在国家绝缘子避雷器质量监督检验中心对其中3柱支柱瓷绝缘子进行了机械破坏负荷试验和孔隙性试验。

其中机械破坏负荷试验是按照绝缘子正常运行的状态，将上、下节元件组装后进行。