500kV复合绝缘子运行特性分析_张福增

复合绝缘子的运行特性及可靠性分析来源：武汉高压研究所时间：2007-11-08吴光亚，蔡炜，肖国英，顾光和，张锐，徐涛（武汉高压研究所，湖北武汉430074）摘要:在运行经验和试验研究的基础上，对复合绝缘子的运行特性和可靠性进行分析，指出了我国复合绝缘子在运行中应注意和研究的问题，同时提出了制造企业对其制造工艺、结构应改进的建议。

关键词:复合绝缘子;运行特性能;可靠性0 前言至今为止，我国输变电设备中已成功地使用了复合绝缘子约200万支，大大地降低了输变电设备的跳闸率，极大地提高了输变电设备安全运行可靠性。

结合我国国情，复合绝缘子在我国输变电设备中还会得到大量使用。

武汉高压研究所自1994年以来先后与广州市供电局、河北省电力局等电力部门和广州MPC国际电工有限公司、东莞市高能实业公司等制造部门合作开展复合绝缘子运行特性及可靠性研究。

同时电力部电气设备质量检验测试中心电瓷质检站对运行复合绝缘子进行了抽样试验和仲裁试验（委托）。

其结论是复合绝缘子的机械、电气和温度特性等满足运行对其要求，但复合绝缘子在运行不同年限后出现憎水性下降、机械强度降低、电气性能下降、密封破坏、绝缘子掉串和劣化等现象。

文章结合已开展的工作逐一对复合绝缘子的运行特性及可靠性和运行中出现的重大问题进行具体分析。

在此基础上指出我国对复合绝缘子应注意和研究的问题，同时也提出了制造企业对其制造工艺、结构应改进的建议。

1 运行特性及可靠性分析1.1 外观检查对运行最长时间11年和最短时间1年不同年限的所有不同电压等级的复合绝缘子，经外观检查，发现其绝缘表面出现局部放电，憎水性减弱;连接部位脱胶、裂缝、滑移;伞套材料脆化、硬化、粉化、开裂、起痕、树枝状通道、蚀损;伞裙变形严重;金属附件锈蚀和芯棒暴露等现象。

说明我国复合绝缘子的劣化现象较为严重。

不同地域所表现出的劣化程度不一样。

广东运行复合绝缘子憎水性下降比其他地域严重［1，2］，说明大气条件对复合绝缘子的劣化影响较大。

一起±500kV换流站直流复合绝缘子击穿故障及防范措施分析针对某±500kV直流工程换流站发生多起复合绝缘击穿的问题，本文通过对故障的特征及原因现场处置措施进行分析后，明确本次故障主要原因为复合绝缘子生产管理不到位，将带有热电偶的研发产品混入生产订单产品中发往现场将用于多棒芯结构的法兰用于单棒芯结构的绝缘子上，造成法兰工艺孔密封不良，水汽通过密封不良的法兰工艺孔渗入到绝缘子内部，导致绝缘降低，在运行过程中出现击穿。

在此基础上，本文从设计选型关监造及验收安装关验收移交运维等方面提出了技术监督手段，以提高复合绝缘子制造安装质量，避免类似故障再次发生。

标签：直流复合绝缘子;击穿故障;分析;防护措施1引言复合绝缘子这种新型绝缘结构的线路绝缘子，在国内变电站线路上挂网运行已有十几年的历史。

它特有的防污性能和众多优越性，已成为直流电力系统使用量较多的绝缘子产品，发挥明显经济效益和社会效益。

复合绝缘子长年在室外运行，除长期承受强电场的作用外，还经常受日晒雨淋风沙高温和严寒等恶劣气候条件的浸蚀，这就要求复合绝缘子必须具有优异的耐高低温耐光辐射耐臭氧和耐霉菌等抗老化性能，对制造工艺要求相当高。

复合绝缘子的结构质量外绝缘中填充剂颗粒表面性能作用程度及外绝缘塑炼硫化工艺参数变动，都将相应地降低复合绝缘子的质量，造成绝缘击穿故障。

某±500kV直流工程换流站共发生了4起复合绝缘击穿，其中3起滤波器支持绝缘子，1起为直流场支撑绝缘子。

本文对以上4起复合绝缘子故障的击穿机理击穿后性能影响现场处置措施以及预防措施进行分析，并参考相关案例分析以及标准规范，结合设备实际参数，对预防直流复合绝缘子击穿故障提出了相应的防护措施。

2事件分析及处理措施2.1事件情况2016年3月7日晚22时，某换流站574小组滤波器B相C2电容塔支柱复合绝缘子发生击穿事件，现场更换故障绝缘子后恢复送电。

3月14日对绝缘子进行解剖分析发现，击穿点在中间引拔棒和缠绕层之间。

110千伏至500千伏复合绝缘子理论研究与应用复合绝缘子用于严重污秽地区可以有效地遏止污闪事故的发生,已大量的应用于现今的电网中。

随着用量的增加和运行经验的积累,各用户对复合绝缘子的长期稳定运行提出更高要求,但对于在多雷区的应用目前尚未有成熟的研究分析。

本文以东莞地区为参考,统计了其近年复合绝缘子使用、造成跳闸及损坏状况,在理论上建立了耐雷水平仿真的模型并进行相关的计算分析。

在此基础上,
选用运行量较大的东莞高能股份有限公司生产的复合绝缘子作为试验试品,进行多雷区耐雷性能的各项试验,比对分析相关试验数据。

同时,文章介绍了复合绝缘子的制造工艺,通过运行实践中的故障跳闸案例
分析了相关工艺对耐雷水平的影响。

从理论、试验和实践三个方面论证研究
110-500kV复合绝缘子在多雷区应用的可行性进行,总结多雷区复合绝缘子的使
用经验,提出多雷区挂网运行复合绝缘子耐雷性能改进方案,从而对多雷区挂网
运行复合绝缘子耐雷性能进行改进,减低多雷区复合绝缘子雷击跳闸的频率,保
证输电线路的安全可靠运行。

500kV变电站复合绝缘材料应用技术与经济性分析摘要：我国正步入特高压电网快速发展的时代，对变电站绝缘提出了更高的要求。

复合绝缘子在变电站的应用不仅大大降低了建设成本，而且对环境更友好、对电网运行更可靠。

关键词：变电站；复合绝缘子；经济性为进一步应用和推广复合材料在变电站设备中应用的新技术，山西电网在新建500kV五寨变电站全站一次设备的绝缘子串采用复合绝缘子，目前新建变电站已经顺利投产，整体运行状态良好。

变电站复合绝缘子的应用大大降低了变电站建设成本，杜绝因污闪、雨闪、冰闪、瓷瓶爆炸和断裂等事故威胁电网安全运行，建设资源节约、环境友好、更可靠、更经济的全复合变电站。

变电站绝缘子串和输电线路绝缘子串作用相同，输电线路绝缘子已广泛应用，且取得良好效果。

本文对复合绝缘子的结构及性能做了详细分析，并对其在变电站中应用的经济性研究。

1 复合绝缘子1.1复合绝缘子结构复合绝缘子结构主要由硅橡胶伞群、环氧玻璃钢和端部金具三部分组成。

其中环氧玻璃钢是复合绝缘子的内绝缘件，承担机械负荷，由玻璃纤维与环氧树脂经过湿法缠绕制成。

硅橡胶伞裙是复合绝缘子的外绝缘件，提供必要的爬电距离，且保护内绝缘不受大气的侵袭。

端部金具是外表面镀有热镀锌层的碳素铸钢或碳素结构钢。

复合绝缘子适用范围广，可满足-60℃～+90℃环境温度要求,适用于高海拔、污秽严重和寒冷地区，与传统的瓷绝缘子相比，复合绝缘子存在诸多优势。

1.2复合绝缘子强度和重量复合绝缘子的强度重量比很高，即比强度很高，其高机械强度源于玻璃钢芯棒优异的机械性能，其相对密度为1.5～2.0左右，只有碳钢的1/4～1/5，可是拉伸强度超过碳素钢，而比强度可以与高级合金钢比。

相同电压等级下，复合绝缘子重量仅为瓷绝缘子的1/7～1/10，能够大大降低设备重心，减少设备重量，可节约大量的运输成本。

1.3复合绝缘子抗冲击、抗震性能玻璃钢管具有优异的抗冲击、抗震性能，主要源于以下几点：（1）瓷为脆性材料，而玻璃钢管为韧性材料，在作用力极大的极端情况下，材料的增韧基体也能够吸收破坏能量，阻止裂纹扩展，不会发生爆炸，仅通过破口或裂缝泄压，所以复合空心绝缘子完全可以完全杜绝变电站设备爆炸伤害事故。

基于 500kV 输电线路复合绝缘子断裂事故分析摘要：近些年来，复合绝缘子在输电线路工程中应用越来越广泛，其具有多方面优势，覆盖了各个地区的输电线路建设。

根据研究调查显示，当前国内挂网线路中，已经超过了 800 万标准制支绝缘子。

在电网输配电工程中应用复合绝缘子大大提高了设备防污质量效果。

在这样的背景下，市场中为了满足电力企业对于复合绝缘子的需求，加大了生产力度。

在近几年，虽然复合绝缘子的生产质量和应用效果都在稳定提高，能够满足安全可靠的标准，但是在输电线路运行中仍然存在着符合绝缘子断裂事故，这对于电力系统来说是极为严重的故障，给系统安全运行造成威胁。

基于此，本文首先分析了复合绝缘子芯棒断裂的原因，接着结合具体的故障来给出相应的故障诊断和检测措施。

关键词：输电线路；复合绝缘子；断裂事故1.引言传统绝缘子材质主要为玻璃和瓷，重量较大，并且实际应用效果不佳。

在电力系统的发展中，电网材料也在不断更新换代，当前复合绝缘子已经取代了传统绝缘子。

复合绝缘子具有重量轻、体积小的特点，并且绝缘强度更高，耐污性能更好，安装和维护较为方便。

因此在一些污染严重地区，复合绝缘子的应用前景非常广阔。

但是在线路的实际运行中，复合绝缘子的断裂问题时有发生，其原因有多方面，主要包括以下几种：首先，自身质量问题，例如芯棒和保护套质量不达标，连接处密封性不好等。

其次，绝缘子安装问题，在实际中均压环的安装错误等。

只有根据实际情况分析断裂原因，进行针对性维修才能将故障最小化，为线路运行提供可靠保障。

2.复合绝缘子芯棒断裂原因在输电线路实际运行中，复合绝缘子会受到多方面因素的影响，因此其断裂问题的原因也是多方面的，根据输配电线路运行实践来看，其首要原因在于质量问题，但是产品质量问题主要是在其使用早期发生。

其次，复合绝缘子运行时间过程而发生老化，导致其应用性能降低，芯棒负载过大，从而出现了老蚀损，最终发生断裂。

另外，在复合绝缘子内部，其均压装置没有对芯棒、伞裙保护套以及相关金属附件起到充分的保护作用，当其处于长时间的高负荷运行时，芯棒和金属附件等会被电弧灼伤，有较大掉串事故风险，因此伞裙制造工艺的质量和效率也会影响到掉串问题。

高压支柱复合绝缘子的频率特性与分析方法高压支柱复合绝缘子是电力系统中重要的输电设备，其频率特性和分析方法对于确保电力系统的正常运行具有重要意义。

下面将介绍高压支柱复合绝缘子的频率特性以及常用的分析方法。

高压支柱复合绝缘子的频率特性是指在高压和超高压电力系统中对电力信号的响应情况。

频率特性反映了复合绝缘子在不同频率下的电气特性和性能。

复合绝缘子的频率特性主要包括：频率响应、频率失真和频率扩展等。

首先，频率响应是指复合绝缘子对不同频率下电压和电流的响应情况。

通过频率响应分析，可以了解绝缘子在不同频率下的电阻、电容和电感等参数，从而评估其绝缘性能和工作状态。

当频率较低时，绝缘子呈现较高的电阻和电容，而频率升高时，电感的影响逐渐增大，导致绝缘子的电气性能发生变化。

其次，频率失真是指在复合绝缘子中，由于频率响应不均匀而引起的电压或电流波形失真的情况。

频率失真主要体现为非线性失真和相位失真两个方面。

非线性失真是指在非线性元件中，频率响应与频率呈非线性关系，导致输出信号中出现谐波成分。

相位失真是指在复合绝缘子中，由于频率响应的相位角度不同，导致输入和输出信号的相位差异。

最后，频率扩展是指复合绝缘子具有对较高频率信号的传输和处理能力。

频率扩展对于传输和处理高频信号具有重要意义，尤其是在超高压直流输电系统中，要求绝缘子具有较强的频率扩展能力。

为了准确分析高压支柱复合绝缘子的频率特性，常用的方法主要有实验测试和数值模拟两种。

实验测试是利用实际设备进行频率特性的测量和分析。

通过在实验室环境中建立测试平台，可以通过改变输入信号的频率、幅值和相位等参数来研究绝缘子的频率特性。

常用的实验测试方法包括频谱分析法、阻抗测试法和时域分析法等。

通过实验测试可以直观地了解复合绝缘子在不同频率下的响应情况，为绝缘子的设计和优化提供参考依据。

数值模拟是一种基于计算机仿真的方法，通过建立复合绝缘子的数学模型和电磁场模型，利用计算机软件进行数值计算和分析。