一起220kV瓷绝缘子钢帽炸裂故障分析

[5]
DL/T 1474-2015 标称电压高于 1000V 交、直流系统用复合绝
[6]
DL/T 626—2015 劣化悬式绝缘子检测规程[S].
[7]
Q/GDW 515.1-2010 交流架空输电线路用绝缘子使用导则 第 1
晕放电分析[J]. 电测与仪表,2014,51(6):50-54.
电压技术,1995,21(3):72-75.
（上接第 29 页）
由以上分析可以看出故障串中低、零值绝缘子
过多导致 A 相在运行电压下发生整串击穿导致接
地故障 ，一次故障接地电流（17 700 A）通过绝缘子
钢帽、钢脚时 ，致使钢帽内部有限空间急剧发热膨
胀最终导致炸裂，
并将其内部水泥和胶合物完全烧
掉，
发生掉串，
重合闸动作重合成功。
4
结论及建议
（1）综上所述认为此次故障原因为 220 kV 某线
术的发展及前景[J]. 钢铁研究学报,2008,20(9):1-4.
金,2005(12):43-47.
为 AlN、CuXS/MnS 的 单 相 或 复 合 析 出 物 ，而 采 用
中国冶金,2014,24(S1):30-32.

有 9 片低、
零值绝缘子，
而非故障串本次试验中检出
电压的影响 ，故障串只是承受正常运行电压 ，相邻
3 片低值绝缘子,这间接证明故障串中低、零值绝缘
（下转第 33 页）
子片数过多。
并行的非故障串机械破坏负荷大于 100 kN，
可以间
电工材料
2021
No.3
夏雪兰等：CSP 流程和传统流程生产无取向硅钢 50 W1300 析出物分析
2006,30(S1):275-278.
2013(2):70-74.
缘子憎水性测量方法[S].
部分:瓷、玻璃绝缘子[S].
220 kV Porcelain Insulator
CHANG Bin1, WU Xutao2, YAN Zhenhua1, LI Gang1, HAN Hongwei1, ZHOU Xiu2
(1. Ningxia Electric Energy Technology Co., Ltd., Ningxia Yinchuan 750002, China;
摘要：针对一起 220 kV 耐张串瓷绝缘子钢帽炸裂后故障串及并行非故障串瓷绝缘子进行了外观检查、
PRTV 憎水性检测、绝缘电阻测试、工频交流耐压试验、机械破坏负荷试验，
试验结果及现场故障情况
分析认为此次故障为瓷绝缘子串中低、
零值绝缘子片数过多造成的整串绝缘子击穿故障。
关键词：220 kV 瓷绝缘子；
[2]
图7
CSP 流程不同尺寸范围析出物情况
何忠治,赵宇,罗海文 . 电工钢[M]. 北京:冶金工业出版社,2012.
李建军,岳尔斌,王立涛 . 主要工艺对 CSP 流程生产低碳低硅无
取向硅钢组织、析出物和磁性能的影响[J]. 钢铁研究学报,2010,
11(22):55-59.
的单相或复相析出。细小析出物面积百分比占
并行非故障串在线路不平衡张力的
等恶性事故，
故绝缘子的安全运行问题直接影响着
冲击下低压侧两片绝缘子瓷裙破裂。
整个系统的安全水平
[1-4]
，
本文通过对故障串及并行
非故障串进行了检测，
并结合现场实际情况分析了
2
故障原因。
2.1
检测结果分析
2.1.1
1
故障现场情况简介
220 kV 某线路 A 相故障 ，
光纤差动保护、距离Ⅰ
表2
外观检查
非故障串 2 片瓷裙破损 1 半（其中一片为故障
时破损），
1 片下瓷裙破损 1/5，
2 片瓷裙完全破损 ，
2
下瓷裙破损 1/5
工频交流耐压试验结果
试验编号
试验电压/kV
试验时间/min
试验结果
1～15
60
1
通过
片瓷裙轻微破损，
大部分为更换、运输时破损，
只有
1 片是故障时破损。
2.2.2
憎水性检查
污秽区，
单挂点形式，
绝缘子片数均为 15 片，
其中故
用。其在强电场、机械应力以及恶劣自然环境共同
障串 9 片钢帽炸裂，
6 片瓷裙完全破碎，
整串绝缘子
作用下，
极易产生劣化，
进而发生电击穿，
最终造成
完全击穿且烧伤严重 ，并发生吊串 ，地面有大量瓷
机械强度和绝缘性能丧失 ，导致绝缘子爆炸、断串
片、铁帽、钢脚，
表3
机械破坏负荷试验结果
试验编号
机械破坏负荷值/kN
1
135.07
2
135.99
3
132.43
8
135.58
10
129.4
试验，
试验结果见表 2。
11
103.7
2.2.5
14
141.85
15
140.23
非故障串防污闪涂料憎水性为 HC3，按 DL/T
627 要求可以继续运行，
但是检测周期缩短至 3 年。
28
常
彬等：一起 220 kV 瓷绝缘子钢帽炸裂故障分析
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一起 220 kV 瓷绝缘子钢帽炸裂故障分析
常
彬 1 ，吴旭涛 2 ，闫振华 1 ，李
刚 1 ，韩宏伟 1 ，周
（1. 宁夏电力能源科技有限公司，银川
秀2
750002；
2. 国网宁夏电力有限公司电力科学研究院，银川
750002）
[9]
邓丽琴,陈志平,无取向硅钢中 TiN 析出的热力学分析及控制[J].
大阻碍作用，
从而恶化产品的铁损。这一点与最终
产品性能结果相吻合。CSP 流程生产的同牌号产品
铁损比传统流程高 0.2 W/kg 左右。
3
结论
（1）采用传统流程生产的 50 W1300 析出物主要
稀土学报,2004,22(S1):498-502.
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常
表1
试验编号
图1
29
彬等：一起 220 kV 瓷绝缘子钢帽炸裂故障分析
故障串绝缘子外观
进行。憎水性分为六个等级，
其中 HC1 级相当于优
良的憎水性，
HC6 级相当于表面完全被水膜覆盖[5]。
故障串憎水性为 HC4，
根据标准要求可以继续
非故障串绝缘电阻测试结果
标准值
绝缘电阻值
insulator in the porcelain insulator string with the result of the test and the analysis of the fault situation in
the field. The breakdown of insulator string caused by excessive number of chips.
（3）各运维单位应制定变电站、输电线路瓷质
绝缘子零值检测工作计划，
严格按照计划内容开展
检测工作，
重点排查运行 10 年以上瓷绝缘子有无漏
检现象，
并对其安全运行负责。
（4）应采用较为安全的方法对瓷绝缘子零值情
况进行筛查，
最后在确保安全的情况下用火花间隙
检测法（短路叉）复测，
如无法确保在安全的情况下
开展零值带电检测，
power frequency voltage test and mechanical failure load test are carried out for the cracking failure of the
steel cap of 220 kV resistant string porcelain insulators. The fault is considered to be a low and zero
则应在停电情况下逐片进行绝
缘电阻检测。
参考文献：
[1]
潘荣超,刘念,甘德刚,等 .500kV 绝缘子串含零值绝缘子时的电
[2]
江秀臣,李锋,付正才,等 . 低零值绝缘子判断方法的研究[J]. 高
[3]
张斌 . 劣化绝缘子检测技术的国内外研究现状[J]. 电网技术,
[4]
苏东东 . 悬式绝缘子炸裂的分析及改进措施[J]. 上海铁道科技,
Key words: 220kV porcelain insulators; burst; fault analysis; zero value
段动作 A 相开关跳闸 ，620 ms 后重合闸动作 ，重合
引言
盘形悬式瓷绝缘子在电力系统中应用广泛，
变
成功。故障相为水平双串耐张瓷绝缘子 ，
处于 e 级
电站、换流站构架、输电线路铁塔上均大量安装应
12
1.155TΩ
瓷裙边缘破损
3.824 MΩ、7.824 MΩ，均低于 300 MΩ，属于低值绝
13
2.1TΩ
瓷裙完全破碎
缘子 ，但是鉴于故障串发生贯穿性击穿 ，此结果仅
14
878GΩ
供参考。
15
1.286TΩ
绝缘电阻测试
对 6 片钢帽未炸裂试品进行测试 ，
测试结果分
2.2
非故障串检查及试验
2.2.1
炸裂；
故障分析；
零值
中图分类号：TM726.1；
TM726.3
文献标志码：A
文章编号：1671-8887（2021）03-0028-03
DOI：10.16786/ki.1671-8887.eem.2021.03.006
Analysis on the Cracking Failure of a Steel Cap of
备注
1
550GΩ
2
666GΩ
3
1.13TΩ
4
35MΩ
瓷裙破损一半
5
7.45MΩ
瓷裙破损一半
6
10.6TΩ
瓷裙边缘破损
7
7.45MΩ
瓷裙完全破碎
8
≥300MΩ
1.449TΩ
运行但是检测周期缩短至 3 年[6]。
9
1.304TΩ
2.1.3
10
862GΩ
11
835GΩ
别 为 33.33 MΩ、1.925 MΩ、2.002 MΩ、17.921 MΩ、
路#1A 相大号侧瓷绝缘子串中低、零值绝缘子片数
过多 ，在运行电压作用下导致整串绝缘子击穿 ，进
而发生接地故障。
（2）鉴于改批次瓷绝缘子在运行一定年限后可
能会存在低、零值绝缘子集中出现的问题 ，建议对
已挂网运行 10 年以上该批次盘形悬式瓷质绝缘子
加强运行状态管控 ，并按照轻重缓急的原则 ，择机
更换。
性能的对比分析[J]. 金属功能材料,2006(1):1-3.
[5]
郭艳永,蔡开科 . 冷轧无取向硅钢中微细夹杂物的研究[J]. 中国
[6]
雍歧龙 . 钢铁材料中的第二相[M]. 北京:冶金工业出版社,2006.
[7]
汪水泽,李长生,王廷溥,等 . 薄板坯连铸连轧生产无取向硅钢技

[8]
王小燕,刘学华 .CSP 工艺开发电工钢现状及其优势[J]. 中国冶
80% 以上。
这 样 的 析 出 物 种 类 和 尺 寸 分 布 ，会 大 幅 增 加
CSP 第二相粒子对最终退火过程中再结晶晶粒的长
[3]
赵红阳,王项龙,刘源 . 冷轧无取向硅钢中的析出物分析[J]. 第十
[4]
金自力,齐建波,韩强,等 . 低牌号冷轧无取向硅钢的织构及电磁
一届中国硅钢专业学术年会论文集,2010:128-134.
33
CSP 流程生产的 50 W1300 的析出物除上述三类析
出物外，
还存在大量的 Ti(CN)单相或复合析出物；
（2）采用 CSP 流程生产的 50 W1300 析出物平
均尺寸明显比传统流程细小，
对产品晶粒长大抑制
能力更强，
试验钢析出物的平均尺寸分别为 208 nm
和 69 nm。
参考文献：
[1]
故障串检查及试验
外观检查
故障串绝缘子共计 15 片，
其中 9 片钢帽炸裂，
6
片瓷裙完全破碎 ，整串绝缘子完全击穿且烧伤严
重，
见图 1。
作者简介：常彬（1985-），
男（汉族），
吉林省桦甸市人，
高级工程师，
主要从事高压试验和输电线路外绝缘相关工作。
收稿日期：2019-03-04
2.1.2
憎水性检查
防污闪涂料憎水性检查按喷水分级法(HC 法)
100% 额定机械负荷，
符合标准的规定[7] ，
详见表 3。
3
故障原因分析
接证明故障串机械性能满足运行要求 ；
故障串中 9
片绝缘子钢帽炸裂 ，
并且未炸裂的 6 片均为低值绝
故障时未发生雷雨 ，杆塔周围无落雷 ，线路两
缘子 ，考虑到故障串发生贯穿性击穿 ，故其中至少
端变电站内无操作 ，可以排除操作过电压、大气过
2.2.3
绝缘电阻测试
整 串 15 片 试 品 中 有 3 片 低 值 绝 缘 子 ，劣 化 率
20%，
其余均大于 300 MΩ，
详见表 1。
2.2.4
工频交流耐压试验
对瓷裙完好的 8 片瓷绝缘子进行工频交流耐压
机械破坏负荷试验
对非故障串 8 片外观完好绝缘子进行机械破坏
负荷试验，
经检测全部试品机械破坏负荷均不低于
2. State Grid Ningxia Electric Power Co., Ltd.Ningxia Yinchuan 750002, China)
Abstract: In this paper, the appearance inspection, PRTV hydrophobicity test, insulation resistance test,