防止高压电动隔离开关支柱绝缘子

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【摘要】电力系统中，需经常进行电动隔离开关的倒闸操作，有时会发生绝缘子断裂事故，严重危及操作人员和设备的安全，甚至造成大面积停电事故。通过对高压电动隔离开关支柱绝缘子断裂情况的汇总，从应力作用、质量不良、安装调试、传动卡涩等等方面，对可能导致支柱绝缘子断裂的原因进行了分析，确定不论何种断裂都与支柱绝缘子受力有关，因此从绝缘子受力出发，在电动操作机构控制回路方面，提出了防止支柱绝缘子断裂的技术改进措施。

【关键词】防止；电动隔离开关；绝缘子；断裂；新措施

引言

电力系统运行中，由于停送电、倒母线或检修需要经常进行高压电动隔离开关的倒闸操作，有时会发生隔离开关支柱绝缘子断裂事故，严重危及运行操作人员的生命安全，甚至会造成大面积设备停电事故的发生，严重地影响了设备的供电可靠性和电网系统的稳定运行，对那些生命线用户，将会造成不可估量的严重后果。此前，我公司220kV原平站、220kV义井站都发生过220kV隔离开关支柱绝缘子断裂的事故，近期又有500kV深圳变电站220kV隔离开关支柱绝缘子断裂和陕西330kV延安变电站110kV隔离开关支柱绝缘子断裂等事故发生，致使电网大面积停电，给电网和用户带来了巨大的损失，极大地影响了社会的稳定和广大人民群众的生活。为此很有必要对高压电动隔离开关支柱绝缘子断裂的原因进行认真分析，查明断裂的主要原因，提出防范措施和技术改进，为高压电动隔离开关可靠运行提供保障，确保电力系统安全稳定运行。

1、支柱绝缘子的特性分析

1.1支柱绝缘子的组成

绝缘子一般由绝缘体、金属附件、胶合剂三部分组成。绝缘体主要起绝缘、支撑、保护作用。金属附件一般用铸铁低碳钢、铝及合金等组成，起机械固定、连接作用，而胶合剂的作用是将绝缘体和金属附件胶合起来。

1.2支柱绝缘子的机械性能

绝缘子在运行过程中需要承受导线以及导体的重量、覆冰重量、设备操作过程中的机械力及交流运行中短路后的电动力、风力、地震等由外界引起的负荷力。所以，其机械性能要求很高，一般要求产品在出厂时要做抗弯、抗扭试验。

1.3支柱绝缘子的原料组成

绝缘子的坯、釉料的成分主要有二氧化硅、三氧化二铝及少量的碱金属氧化物以及碱土金属氧化物。因此，坯料是由黏土、长石、石英以适当比例配合而成，在一般高强瓷中需要使用高铝及其他原料，而在电瓷釉料中，还需加入一些金属氧化物，以增加绝缘子强度。

1.4支柱绝缘子烧制过程中强度及硬度的变化

支柱绝缘子在烧制过程中，其硬度随着温度的逐渐增高以及烧制时间逐步增加，在小火阶段，坯体的强度略有增加，在900度以后，坯体强度会不断增加，且由于形成长石—石英玻璃及莫来石晶体，使坯体的硬度逐渐提高。

2、支柱绝缘子的断裂原因详解

2.1制造质量存在问题

生产工艺的每一道工序都将影响产品的质量，产品完善、严格的检验制度是杜绝不合格产品出厂的主要手段。由于生产厂家利益驱使，生产工艺没有严格把关，对产品没有严格检验，没有严把出厂关，造成不合格产品流向用户。

2.2电动隔离开关安装调试不到位

隔离开关在安装调试时，没有严格按照安装使用说明书的有关要求进行调整，以致操作时绝缘子受力较大，有卡涩、别劲感。

2.3一次导流部分的连接引线连接不规范

隔离开关在安装调试后，一次导流引线连接不规范，没有留有一定的弧度，而是直线连接，由于热胀冷缩及操作时的受力，绝缘子受垂直于轴向的水平力较大而发生断裂。

2.4传动部分机械卡涩

隔离开关由于长时间不进行检修，特别是实行状态检修以来，基本上是4年一次，加之有些隔离开关倒闸操作很少，长期的风吹日晒、雨林冰冻，造成传动部分氧化生锈引起机械卡涩，操作时绝缘子受的扭力较大而发生断裂。

2.5设备选型不当

绝缘子承受的机械负荷主要体现在接线端拉力上，没有充分考虑到设备所处环境的实际情况，导致在恶劣气候条件下支柱绝缘子弯曲强度低于运行要求，造成绝缘子的断裂。

2.6隔离开关的结构设计缺陷

隔离开关机械元件抗锈蚀能力差，运动部位脂填充不充分，在进行操作时，机构传动卡涩、别劲，造成绝缘子承受异常弯矩或扭矩而断裂。

3、防止高压电动隔离开关绝缘子断裂的一般措施

3.1提高制造质量

加强设备采购招标管理，严格生产厂家的生产监造，强化产品验收，严格把好质量关。

3.2提高安装调试质量

严格按照隔离开关的生产厂家安装使用说明书进行安装调试，同时在正、负误差调整范围内，充分考虑气温变化引起的变化，严把安装调试关。

3.3规范一次引线连接

引线连接应按照安装规范，留有一定的弧度进行连接，从而减少绝缘子的水平应力。

3.4防止传动部分机械卡涩

采用全密封轴承，加强电动机构箱的密封和除潮，严格执行标准化检修，定期对不常操作的隔离开关机械进行带电检查。

3.5搞好设备选型

根据额定电流的数值、连接导线的规格以及风力、覆冰、雪和导线的重量、张力等施加于接线端的最大静拉力，计算确定母线拉力数值，从而决定选用何种接线端静拉力的隔离开关。

3.6超声波检测绝缘子裂纹

由于超声波检查需要停电进行，工作量很大，只能进行抽检，可操作性不大。

4、防止高压电动隔离开关支柱绝缘子断裂的新措施

4.1设计思路

鉴于高压电动隔离开关支柱绝缘子断裂是与其受到的扭力、拉力有关，在正常的隔离开关操作时，支柱绝缘子受到的力不是最大的扭力、拉力，以致其还达不到断裂，电动操作机构的电机在额定电流下运行；当由于一些其他异常原因，造成绝缘子受力较大，使其过载，这时电动操作机构的电机运行电流超过额定电流，达到过载运行；在这种情况下，我们将电动操作机构的控制回路断开，减少支柱绝缘子受力继续增大，及时进行调整、检查、处理后再行操作，从而避免高压电动隔离开关支柱绝缘子因受力而引起断裂情况的发生。