中原油田复合绝缘子老化状况评估方法的分析

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1、中国石油大学(华东)工程硕士学位论文第1章绪论1．1课题的研究意义自70年代以来，复合绝缘子以其体积小、重量轻、机械强度高、耐污性好等特点逐渐在全球范围内推广。我国也在1lOkV一500kV各等级线路上广泛使用了复合绝缘子。随着复合绝缘子在电力系统的推广使用和运行年限的增加，绝缘子老化问题越来越突出。由于生产问题和老化问题，运行中的复合绝缘子故障在逐年增加。复合绝缘子在运行中发现有以下几类故障：其一是芯棒的突然断裂，其二是复合绝缘子表面憎水性下降而引起的外绝缘闪烙，其三是复合绝缘子内绝缘闪烙，其四是表面老化。因此，为了预先发现复合绝缘

2、子存在的缺陷，及时防止因缺陷的发展而造成的事故，对复合绝缘子进行运行中的在线检测很有必要。根据我国的实际情况，国家对输变电设备的绝缘及检测作了严格的要求[12】。但是，目前世界上还没有一种能够在线地、准确而简便地检测出超高压输电线上含有缺陷的复合绝缘子的方法或仪器。在我国，主要依靠巡线人员通过肉眼观察来寻找有缺陷的绝缘子。这是一种目前最常用的方法，主要用来检测表面缺陷，如绝缘伞裙受到侵蚀、变得粗燥，有侵性的沟槽和痕迹，伞裙或外覆层开裂、破碎，芯棒外露等。由于一般缺陷的尺寸较小，而且需要从一定角度观察才能看到，仅从地面观察不够可靠，因此

3、要求登塔检测。另外，内绝缘故障仅靠观测难以发现。1．2中原油田电网概况及复合绝缘子应用现状中原油田电力系统经过“八五"、“九五"、“十五"期间30多年的建设和完善，已形成了以220kY变电所为主供电源、llOkV变电所为供电枢纽、1lOkV和35kV输电线路为供电网络骨架，35kV变电所深入负荷中心的网络，中原油田电网分黄河南和黄河北两个电网。现黄河北电网共有变电所29座，其中供电管理处管辖22座，管辖输配电线路113条，总长645．8km：其中1lOkV输电线路13条，总长210．6km35kV输配电线路41条，总长278。9km；

4、6kV线路59条，总长156．3km，管辖基地2#、3#、4#、5#、6#、世纪景苑和玉兰花园7座6kV开闭所，配电变压器400多台。由于线路运行时间长，及环境污染加重等客观原因，2000年以前，中原油田电网线路污秽闪络跳闸次数增高，破坏了电力系统的供电可靠性，影响了中原油田的经济发展。据统计，中原油田1IOKV蝴J在1998年至2000年共发生了21次事故跳闸，其中因为污秽第1章绪论闪络引起的跳闸事故就有11次，占52．40／50。因此，2000年底至2001年，中原油田对全部13条110KV线路及40多条35KV线路的旧式悬式瓷质

5、绝缘子更换成为复合绝缘子，有效防止了污秽闪络跳闸的发生，保证了供电的可靠性。复合绝缘子的投入使用，对保障电网的安全运行，防止大面积污秽闪络事故的发生起了重要作用。但是，油田电网在更换绝缘子后，由于各种原因，仍发生了几次事故跳闸。特别是经过七年多的运行，在2007年底，我们在线路巡视中发现部分110KV绝缘子有明显放电现象，对电网安全运行造成了较大影响。因此，研究复合绝缘子老化后闪络特性变化情况以及判别其老化程度的简单实用的方法，对于油田电网安全可靠运行，保障油田科学发展、和谐建设具有十分重要的意义。1．3复合绝缘子及其检测方法简介1．

6、3．1复合绝缘子的结构特点复合绝缘子的结构形式多种多样，但主要是由芯棒、伞裙及护套、金具(连接底座和挂头)、均压环等四部分组成。图1-1示出了35kV复合横担绝缘子结构图。图1．135kv复合横担绝缘子结构图Fi91．1Thestructuredrawingofcompositeinsulatorwithcrossarm卜连接底座2一护套3一芯棒4一伞裙卜5一挂头复合绝缘子芯棒一般是由环氧玻璃引拔棒(俗称玻璃钢棒)制成，它主要用以承受机械负荷，同时也是复合绝缘子的内绝缘。这种棒具有良好的机械、电气性能，能满足IEC标准规定的“染料渗透

7、试验"和“水扩散试验”。拉伸强度高是这种棒的一大优点，其拉伸强度一般高于60MPa。目前国内生产的各种类型的复合绝缘子和相间间隔棒所使用的玻璃钢棒都是国产的。这种棒还具有良好的减震性能、抗疲劳断裂性能和抗蠕变性能。一般在芯棒表面都均匀地包上一层很薄的保护层，即通常所说的芯棒护套。由于硅橡胶材料只有在同一分子结构体物质之间才表现出良好的粘结性能，所以芯棒护套与外绝缘伞盘使用的是同一种硅橡胶材料。2中国石油大学(华东)工程硕士学位论文伞裙又叫伞盘，它是复合绝缘子的外绝缘，其作用在于为复合绝缘子提供足够的爬电距离，同时保护芯棒不受大气条件的

8、侵蚀。伞裙一般由高分子聚合物制成，如硅橡胶、乙丙橡胶、聚四氟乙烯、脂肪族环氧树脂、塑料等。国产伞裙都是以硅橡胶为基材，添加多种填料进行配方加工制成。硅橡胶是很好的高压绝缘材料，它具有不受各种化学、物理的影响，热稳定性好，