绝缘子套管常见故障的处理方法

精密制造与自动化2012年第1期绝缘子套管常见故障的处理方法吕俊霞（河南工业职业技术学院机电工程系河南南阳473009）摘要介绍了绝缘子和绝缘套故障的类型，分析了绝缘子龟裂的主要原因。阐明了绝缘子是一种起电绝缘和机械固定作用的绝缘部件，正在发电厂中得到广泛的应用。根据绝缘子套管用来支持、固定载流导体，使载流导体相与相之间和对地绝缘的特点，详细介绍了绝缘管漏油、绝缘管及套管发生电晕声音、绝缘套管接线端子过热、变压器套管、变压器瓷套管破裂的原因及故障的处理方法。昀后重申必须做到加强安全检查，消除产品安全隐患，以防止事故的发生，确保绝缘子在恶劣的环境下能正常工作。关键字绝缘子套管维护故障绝缘子又名瓷瓶，在发电厂和变电站的配电装置中，用来支持和固定载流导体，并使载流导体的相与相之间和对地绝缘。因此，要求绝缘子应有足够的绝缘强度和机械强度，并能在恶劣的环境下（高温、潮湿、多尘埃、污垢等）安全运行。绝缘子可分为电站、电器和线路绝缘子三种。1绝缘子和绝缘套管故障的类型绝缘子承受着导线的重量、拉力和高压电，并受到温度骤变及雷电的作用，加上表面的污秽和自身的劣化，较容易发生故障。绝缘子和绝缘套管故障类型有龟裂、爬电、漏油、电晕、端子发热、绝缘老化等。绝缘子劣化分为绝缘强度降低和机械强度降低两种。通常绝缘材料的老化大多是电的、机械的、热的、环境方面等各种主要因素复杂地交叉作用而引起的，因此呈现的老化现象也是多种多样的。这些异常现象都可能在维护检查时发现的，为了事先预防事故而应列为检查的重要项目。绝缘子的电气性故障有闪络和击穿两种。闪络发生在绝缘子表面，可见到烧伤痕迹，通常并不失掉绝缘性能。击穿发生在绝缘子内部，通过铁帽与铁脚间瓷体放电，外部可能不见痕迹，但已失去绝缘性，可能因产生电弧而使绝缘子完全破坏。绝缘子因受到较大的振动、撞击、过度的拉力或因制造的缺陷而造成瓷体或者金属部分破碎，导致电力性故障，一经发现，应迅速更换。2绝缘子套管故障排除常用方法2.1目测检查用目测检查法可查出以下故障(1)绝缘子龟裂、裙边缺损、凸缘缺损；(2)金具的腐蚀、磨损、变形；(3)螺栓、螺帽松动；(4)绝缘物及金具的电弧痕迹；(5)爬电痕迹及变色痕迹；(6)观察通电端子接头处是否变色及用示温片、示温涂料或红外线温度计等进行温度监视。2.2仪表仪器测试1)绝缘电阻的测定方法是用绝缘电阻计（1000V兆欧表之类）测定绝缘电阻。正常的绝缘套管虽然一般都大于2000MΩ,但当绝缘子的表面被污损而且湿润时，就会显示出极低的数值，所以在测定时，关键的是要让绝缘物表面保持十分清洁干燥。另外应注意，这个方法必须在线路停电时进行。2)浸透探伤试验绝缘子的龟裂开始时发生于表面的占多数。但是，微小的龟裂要通过目测检查来发现是很难的。当怀疑有龟裂时，用浸透探伤试验是有效的。浸透探伤试验是把微小的缝隙，通过浸入黄绿色的辉光浸透液或红色的着色浸透液而使缝隙鲜明可见。因此，通过浸透液在裂缝中的颜色清晰度可做出判断。2.3处理更换吊装绝缘子的注意事项未装箱的瓷套管和绝缘子在托运时，应在车辆上用橡皮或软物垫稳，并与车辆保持相对固定，以61精密制造与自动化2012年第1期免碰撞或摩擦而造成损坏。竖立托运时应把瓷管上中部与车辆四角捆稳。对于卧放运输的细长套管，在竖立安装前必须将套管在空中翻竖，在翻竖的过程中，套管的任何一点都不能着地。起吊用的绑扎绳子应采用较软的麻绳。如较重的绝缘子必须用钢绳起吊时，绝缘子的绑扎处需用软物包裹，防止损坏绝缘子。起吊升降速度应尽量缓慢、平稳。对于细长管、套管、绝缘子（变压器套管、电压互感器和避雷器等）的吊环在下半部位置时，吊装时必须用麻绳把套管和绝缘子上部捆牢，防止倾倒。3绝缘子套管的故障及处理方法3.1绝缘子发生闪络放电事故的原因绝缘子表面和瓷裙内外落有污秽，受潮以后耐压强度降低，使泄漏电流增大，当达到一定值时，就会造成表面击穿放电。绝缘子表面和瓷裙内外落有污秽，虽然很小，但由于电力系统中发生某种过电压，在过电压的作用下使绝缘表面闪络放电。绝缘子的主要缺陷：绝缘子龟裂，裙边缺损，凸缘破坏，球头锈蚀、变形，污染爬电痕迹，紧固件脱落和零值。绝缘子运行中的故障是由电气、机械、冷热交替、水分和污秽气体以及绝缘子本身的缺陷等复杂的交叉作用而引起的，呈现的异常现象也是多种多样的。当发现有上述原因缺陷的绝缘子时，应针对具体的情况分析研究，及时处理。对于瓷质量裂纹及零值的绝缘子，应尽快更换，以防止事故扩大。并对未闪络放电的绝缘子进行清洁处理。3.2防止绝缘子发生闪络事故的措施由于灰尘落在绝缘子上，造成绝缘子脏污，脏污的性质不同，对电气设备绝缘水平的影响也不同。一般灰尘容易被雨水冲掉，所以对绝缘性能影响不大；可是工业粉尘则不然，这些污物附在绝缘子表面上构成一层薄膜，不容易被雨水冲掉。经过对污物进行定量、定性分析，发现在工业粉尘中，大多数含有硅、钙的氧化物及硫、氯化钠等，这些物质附在绝缘子表面上，当空气湿度很大或下毛毛雨时，就能够导电，使泄漏电流增大，导致绝缘子发生闪络事故。在一个电力系统中，如果有多处发生污秽闪络事故，就会使整个电力系统瓦解，造成大面积停电事故。因此，为了防止这类事故的发生，应采取一些措施。(1)定期清扫绝缘子（清扫周期一般每年进行一次，根据绝缘子的实际脏污情况及对污样的分析结果，适当增加清扫次数）。清扫的方法有停电清扫、不停电清扫、不停电水冲洗三种方法。(2)提高绝缘子水平，增加爬电距离。具体措施是增加悬垂式绝缘子片数，对支持绝缘子则可提高一级电压等级。(3)采用防污绝缘子。因为悬垂式防污绝缘子瓷裙较大，有较强的隔电能力，不易漏电，所以可减少绝缘子闪络的机会。在一般悬垂式绝缘子上涂上一层防尘剂，当雨水和防尘剂接触时，会形成水珠顺着绝缘子表面滚下来，不易使绝缘子表面潮湿，因而也就不易使绝缘降低而造成闪络事故。另外，还可采取半导体釉绝缘子，这种绝缘子的表面涂有含半导体材料的釉。当表面被脏污后，在潮湿的天气里，就会有较大的漏电流，使绝缘子表面温度升高，这又会促使半导体导电率增加，泄漏电流就更大，温度就更高。这样循环下去就会将污垢层烘干，使水汽不易凝结，以减少污闪。(4)在室外40.5kV及以上电压等级开关设备的瓷套或支持绝缘子上涂防污涂料及采用增加爬裙。(5)采用加强外绝缘爬距的瓷套或支持绝缘子。采取措施防止开关设备的瓷套渗漏油、漏气及进水。(6)将硅脂涂敷在绝缘子和绝缘套管上也是一种防止污损的措施。在这种情况下，必须考虑硅脂的有效时间，定期进行重涂。(7)新装投运的开关设备必须符合防污等级要求。新装、大修的72.5kV及以上电压等级断路器的绝缘拉杆在安装前必须进行外观检查，不得有开裂起皱、接头松动及超过允许限度的变形；除进行泄漏试验外，必要时应进行耐压试验。运行的断路器如发现绝缘拉杆受潮，烘干处理完毕后，也要进行泄漏和工频耐压试验，不合格者应予更换。(8)充胶（油）电容套管应采取有效措施防止进水和受潮，发现胶质溢出、开裂、漏油或油箱内油质变黑时应及时进行处理和更换。大修时应检查电容套管的芯子有无松动现象，耐压试验前后应做介质损耗和电容量试验。62吕俊霞绝缘子套管常见故障的处理方法63(9)套管和支持绝缘子各连接部位的橡胶密封圈应采用合格品并妥善保管。安装时应无变形、位移、龟裂、老化或损坏。压紧时应用力矩扳手（要求制造厂提供力矩值），均匀用力并使其具有一定的压缩量，避免因用力不均或压缩量过大而使其永久变形或损坏。(10)断路器断口外绝缘的爬电比距应不小于安装地点污秽等级相应的相对地标爬电比距的1.15倍，否则应加强清扫工作或采取其他防污闪措施。4绝缘子龟裂原因分析在发现瓷绝缘子、绝缘套管及环氧树脂制品上有龟裂的情况，无论从电气性能还是机械性能方面来说都是危险的，必须尽快更换。虽然局部的裙边或凸缘缺损不一定引起事故，但以后会扩展成为龟裂，所以早日更换为好。对于瓷制的和高分子材料制的绝缘子和绝缘套管来说，发生龟裂的原因有以下几个方面。4.1瓷绝缘子、绝缘套管龟裂的原因(1)瓷瓶表面和内部存在着制造过程中产生的微小缺陷，因为反复承受外力等使其受到机械应力，然后发展成龟裂、裙边断裂等。(2)过电压或污损引起的闪络使瓷件受到电弧、局部过热而引起破坏。(3)绝缘子上涂覆硅脂一般是作为防污损的措施。当长时间不重涂硅脂而继续使用时，会因为硅脂的老化、瓷绝缘子表面釉剂脱落、裙边缺损和裂缝而产生漏电流和局部放电。(4)由于紧固金具过分紧，使瓷件的某些部位上受到过大的应力。(5)由于操作时的疏忽，使绝缘子受到意外的打击等外力破坏引起的损伤。(6)使用于设备的套管，如内部设备配备不好，也会引起瓷套管间接性破坏。4.2高分子材料的绝缘子、套管龟裂的原因(1)制造过程中材料固化收缩时产生的残留内应力会引起龟裂。(2)设备在反复运行、停运过程中造成热循环，会因不同材料热膨胀系数的差别而使制品受到循环热应力，从而引起埋入树脂中的金属剥离和发生龟裂。(3)由于长期运行中绝缘材料机械强度下降或反复应力引起的疲劳，也会引起龟裂。(4)紧固部位过分紧固而产生机械应力过大引起的龟裂。5绝缘套管漏油的处理方法(1)内部装有绝缘油的绝缘套管，会由于瓷套管龟裂，过大的弯曲负载引起瓷套管错位，或因密封材料老化等引起漏油。当漏油严重时，不仅会引起套管绝缘击穿，而且还可能对装有套管的设备本身如变压器、电抗器、油断路器等造成很大的损坏。因此，在万一发生漏油时，应立即调查其严重程度，根据情况采取必要的措施，如停止运行或更换等。(2)通过观察油面位置及检查套管安装部位四周的情况就能监视漏油。监视油面位置的方法（结构）随不同的制造厂而略有差别，当油面低于油位计的可见范围时应引起注意。(3)套管的密封材料是采用合成橡胶等有机材料，所以随使用时间增长而不可避免地会发生老化。因此应定期检查，每隔适当的期限要更换密封材料。6绝缘子及套管发生电晕声音处理方法端子金具上突出部分的电晕放电和被污染的绝缘表面产生的沿面放电还发出可听得见的声音。但是绝缘子套管的龟裂和内部缺陷等也会成为发出电晕声音的原因。听到电晕声音时必须及时查明原因，采取适当的措施。另外，此类电晕放电产生的杂散电波会对无线电、电视产生干扰，应尽快进行清扫机干燥处理。7绝缘套管接线端子过热处理方法绝缘套管的中心部位贯穿着通电流的导体，此导体经过套管头部的端子金具与母线等连接。当这种端子的连接不良时，就会发生过热而造成端子变色、绝缘物的寿命缩短等故障。因此，在用示温涂料或示温片等对导体连接部位进行温度监视的同时，应定期的检查此处各种螺栓的紧固状态。8变压器套管故障原因分析及处理8.1变压器绝缘套管闪络的原因(1)套管表面过脏，如粉尘、污秽等。在阴雨天就会使套管表面绝缘强度降低，容易发生闪络事故。若套管表面不光洁，使运行中的电场不均匀则会发生放电现象。精密制造与自动化2012年第1期(2)高压套管制造不良。末屏接地焊接不良会形成绝缘损坏及末屏接地出线的瓷绝缘芯轴与接地螺套不同心，接触不良或末屏不接地，也有可能导致电位提高而出现逐步损坏现象。常数减小，致使裂纹中电场强度增大，到达一定数值时，空气被游离，引起套管局部放电。这样使套管绝缘进一步损坏，昀后导致全部击穿，造成短路，引起变压器绕组损坏，高压侧熔丝熔断。3)事故处理(3)电网出现内部或外部过电压，在套管内存在隐患时导致击穿。套管出现裂纹会使绝缘强度降低，造成绝缘的进一步损坏，直至全部击穿。当裂缝中的水结冰时，也可能将套管胀裂。可见套管裂纹对变压器的安全运行是有危害的。更换合格的瓷套管。对烧坏的高压绕组重新绕制，更换变压器油，试验合格后再投入运行。9结语8.2某变压器瓷套管破裂引起的故障处理综上所述，可以知道绝缘子套管的检修维护的重要性和必要性，以及排除故障的方法。在实际应用中，应全面考虑各种因素的影响，使绝缘子套管能够正常稳定的工作。1)事故情况某台变压器10kV高压侧熔丝熔断，电气维修人员赴现场检查：各路负荷均无短路现象；熔断器熔丝烧断一相；变压器低压侧V相瓷套管有裂纹且高压三相绕组对地绝缘击穿。该变压器吊芯检查，发现高压