某供电局隔离开关支柱瓷绝缘子断裂事故分析

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1、.某供电局11204-1隔离开关支柱瓷绝缘子断裂事故分析1.事故情况简介2008年3月20日11时06分，某供电局某变在220kV母线倒换过程中，因220kV#4主变11204－1隔离开关A相母线侧支柱瓷绝缘子发生断裂，引发220kV母线单相接地，进而造成了一起220kV地区变电所全停事故。迎水桥4号主变11204-1隔离开关的型号为GW7－220DW/1250A，沈阳高压开关厂1994年8月生产。其中下柱支柱瓷绝缘子为抚顺电瓷厂1994年8月所生产，产品型号为ZSW-252/4，代号为2274；上柱支柱瓷绝缘子为唐山电瓷厂1994年4月生产，产品代号为2283。2.支柱瓷绝缘子断裂事故后的

2、检查和试验（1）对断裂支柱瓷绝缘子的检查断裂发生在11204－1隔离开关A相母线侧支柱瓷绝缘子下柱下法兰胶装部位，断裂情况如图1、图2所示。图2支柱瓷绝缘子的断裂情况图2支柱绝缘子瓷件断面图3法兰胶装面水泥胶合剂瓷件侧未见缓冲层图4水泥胶合剂法兰侧未见沥青缓冲层...经外观检查，瓷件断裂面呈现出不规则、不连续状态，但无陈旧性裂纹。法兰内胶装水泥厚薄不均匀，最大相差达到了10mm。支柱瓷绝缘子瓷件根部外露部位未见上砂。瓷件内部边缘存在明显的青边现象，青边程青灰色，厚度约为10mm左右。对下法兰边缘进行的检查情况如图3、图4所示，检查发现支柱瓷绝缘子瓷件和附件与水泥胶合剂接触部分表面未涂敷沥青缓

3、冲层，在水泥胶合剂与瓷件界面上有上砂，但上砂极不均匀。（2）同批次支柱瓷绝缘子的试验11204－1隔离开关A相母线支柱瓷绝缘子发生断裂后，电力科技教育工程院金属室会同供电局高试班，对该组隔离开关未断裂的其它8柱支柱瓷绝缘子进行了超声波探伤检测，未发现胶装面瓷件内部存在缺陷。2008年3月26日，在国家绝缘子避雷器质量监督检验中心对其中3柱支柱瓷绝缘子进行了机械破坏负荷试验和孔隙性试验。其中机械破坏负荷试验是按照绝缘子正常运行的状态，将上、下节元件组装后进行。孔隙性试验则是对6节元件分别进行。试验结果分别如表1、表2所示。表1机械破坏负荷试验结果样品编号破坏负荷值（kN）破坏部位12.73下组

4、件下附件上一大伞处瓷件损坏24.66下组件下附件处瓷件损坏34.00下组件下附件处瓷件损坏表2孔隙性试验结果样品编号123取样部位上节下节上节下节上节下节试验结果无渗透现象有严重渗透现象无渗透现象有渗透现象无渗透现象有严重渗透现象1.对检查和试验结果的分析（1）检查结果的分析1）无沥青缓冲层和埋砂对支柱瓷绝缘子机械性能的影响检查发现，断裂支柱瓷绝缘子瓷件和附件与水泥胶合剂接触部分表面未涂敷沥青缓冲层，同时还存在埋砂问题。涂敷沥青缓冲层的目的是降低支柱瓷...绝缘子胶装面的局部应力集中。理论计算表明，沥青缓冲层对于降低温度导致的内应力作用非常明显。上砂的目的是为了增加与法兰粘接的附着力，但出现

5、埋砂现象，特别是上砂不均匀时，将会造成局部胶装部位局部应力的集中。当支柱瓷绝缘子存在胶装水泥使用不当、沥青缓冲层过薄或没有，上砂工艺不良以及胶装面密封处理不良等问题时，在外部环境的影响下，容易出现端部局部应力集中，并造成电瓷材料产生微观裂纹，进而有可能导致支柱瓷绝缘子断裂故障的发生。2）瓷件产生青边的原因及其对支柱瓷绝缘子机械性能的影响此次断裂的支柱瓷绝缘子瓷件边缘存在10mm左右的青边。青边问题是原抚顺电瓷厂产品存在的普遍现象。这主要是由于配方中采用了含铁较高的田师傅土和铝矾图原料，瓷质外沿受还原气份的影响呈青色或灰色。该厂已于1995年开始研究无青边的中强度瓷配方，在工艺上采取减少还原气

6、份的方法，并于1997年将此配方正式投产，现该厂的支柱瓷绝缘子断面青边现象基本消除。山东省电科院曾委托有关研究单位对断裂瓷质进行过显微结构分析后，认为断裂瓷柱的断面边沿出现的灰环除了与配方有关外，还存在明显的过烧现象，主要表现为气孔大，气孔含量高，出现杂质孔、溶孔，瓷质中石英溶蚀严重，石英裂纹多，石英周围的玻璃相增多等缺陷。这些缺陷均会对支柱瓷绝缘子机械性能产生严重的不利影响。3）对瓷件断面状态的分析外观检查瓷件断裂面呈现出不规则、不连续状态，这表明某变11204－1隔离开关A相母线支柱瓷绝缘子的断裂可能不是突发性的，而是有一定的发展过程。但断裂面无陈旧性裂纹，则表明这一过程持续时间并不长，

7、因此周期性的超声探伤检测，对于此类缺陷能否及时捕捉，是值得怀疑的。4）瓷件胶装的偏心问题由法兰内水泥胶装水泥层厚薄不均匀，其差值最大达到10mm，间接的反映出瓷件胶装存在偏心问题。瓷件胶装的偏心与支柱瓷绝缘子的轴线直线度和上、下安装孔中心圆轴线间的最大偏移存在关联性。支柱瓷绝缘子上、下安装孔中心圆轴线间最大偏移，以及轴线直线度的允许值，在国标GB8287.1中有明确的规定。同时GB/T775.1规定了相应的测