线路用绝缘子全过程技术监督分析

刘 宏，王建伟，畅宏斌

（1.国网山西省电力公司电力科学研究院，山西 太原 030001；2.国网山西省电力公司检修公司，山西 太原 030001；3.国网山西省电力公司，山西 太原 030001）

线路用绝缘子全过程技术监督分析

刘 宏1，王建伟2，畅宏斌3

（1.国网山西省电力公司电力科学研究院，山西 太原 030001；2.国网山西省电力公司检修公司，山西 太原 030001；3.国网山西省电力公司，山西 太原 030001）

绝缘子由于受各种异常气象（如雷击、雾霾、冰雪）、长期机械负载以及高电场环境影响会导致自身绝缘性能或机械性能下降，从而危及输电线路稳定运行。结合全过程技术监督工作思路，对架空输电线路用绝缘子监督关键要点进行深入分析，明确各阶段监督要求，对各运维单位开展相关工作提供有效的参考借鉴。

输电线路；绝缘子；技术监督

0 引言

绝缘子对于架空输电线路是必不可少的重要设备，其用来支持导线与杆塔之间有足够距离，从而起到绝缘作用。绝缘子一旦出现问题，直接引起输电线路跳闸，导致电网不必要的停电事故，带来巨大的经济损失和严重的社会影响。随着特高压交、直流电网的建设，架空输电线路分布区域错综复杂，各种异常气象（如雷击、雾霾、冰雪）、长期机械负载以及高电场环境都会引起绝缘子的绝缘性能或机械性能下降，从而对绝缘子安全稳定运行带来严重挑战。

架空输电线路用绝缘子材质主要以瓷、玻璃和复合绝缘子为主，按功能性分为：耐张绝缘子、悬式绝缘子和跳线绝缘子等。由于绝缘子涉及专业范围较广，包含金属、化学、电气等多个领域，自从国家电网公司开展全过程技术监督以来，一直缺乏针对输电用绝缘子专业的技术监督标准和制度，导致实际工作效果并不理想。因此，本文对绝缘子各个阶段进行深入分析，指出绝缘子全过程技术监督重点把控要点，对后期相关工作开展具有重要的指导意义。

1 全过程技术监督思路

技术监督工作是电网运维管理的重要技术手段，随着技术监督工作开展，出现技术监督与状态评价相互混淆，技术监督代替精益化评价等现象，导致技术监督工作疲于应付，难以发挥真正的作用。为此，本文从技术监督目的出发，指出技术监督工作中几点注意事项。

a）技术监督不应代替专业管理，在日常工作中，技术监督要点不应涵盖绝缘子全部内容，应重点把握影响绝缘子稳定运行的关键技术环节。

b）技术监督区别于状态评价，技术监督可对状态评价中技术测评手段及结果进行全程分析，但不应取代状态评价作为输电线路状态检修工作的重要地位。

c）技术监督主体应以运维单位为主，技术监督工作目的是为电网安全稳定运行提供技术支持。因此，运维单位不应依靠设计、施工、制造厂家开展技术监督，应着重强化运维单位在全过程技术监督工作中的主体地位。

d）技术监督范围应理清界限，绝缘子专业应重点对输电用瓷或玻璃绝缘子和复合绝缘子进行专项技术监督，而针对相间间隔棒等外绝缘设备则应结合附属导线开展开绝缘技术监督工作。

e）由于工作出发点不同，国网公司在规划可研、工程设计、采购制造、调试验收、运维检修等各阶段发布的大量技术标准和技术文件存在部分差异。因此，应尽快开展标准、制度差异化梳理，给出总部层面的技术监督纲领。

2 阶段监督要点分析

2.1 工程设计阶段

绝缘子工程设计主要结合架空输电线路“七防”中涉及绝缘子部分，具体包含以下几点。

2.1.1 防污设计方面

在污秽严重地区，应采用复合绝缘子、大爬距、防污型瓷质或玻璃绝缘子；在高灰密度等地区，应选用双伞、三伞型瓷质或玻璃绝缘子；在工业型或农业型的c级及以上，且以粉尘污秽为主要污染物的污秽区新建线路悬垂串绝缘子，应选用复合绝缘子，且不应使用钟罩防污型或深棱伞型绝缘子。

2.1.2 防雷设计方面

在雷害频发线路或大跨越段、重冰区及沿线地势高差较大的线路，应选用机电性能较高的瓷质或玻璃绝缘子；在既是多雷区又是污秽严重地区，复合绝缘子应采用加长型产品。其中，500 kV线路应依据差异化防雷评估结果选择雷害风险较高的线路安装并联间隙，一般宜全线加装；220 kV及以下线路应依据地闪密度和历年雷击跳闸情况选择线路安装并联间隙。

2.1.3 防覆冰设计方面

覆冰区域应采用绝缘子串中插花、V型或倒V型绝缘子串，利用大小伞伞型绝缘子和接地端加装大盘径绝缘子等措施提高绝缘子串的覆冰闪络电压、降低绝缘子融冰闪络概率。双联及多联绝缘子串应验算断一联后的机械强度，其荷载及安全系数按断联情况考虑。

2.1.4 防鸟害设计方面

在鸟害区域，采用复合绝缘子时，宜采用带有大伞径的复合绝缘子，硅橡胶应添加采取防鸟啄食的配方以及封闭式均压环。

2.1.5 防风偏设计方面

40°及以上转角塔的外角侧宜在顺线方向布置前后2串绝缘子跳线串；15°以内的转角内外侧均应加装跳线绝缘子串[1-4]。

2.2 设备采购阶段

绝缘子设备采购一般由物资部门负责，但应对以下绝缘子技术参数进行重点把关：绝缘子机械（电）强度等级，绝缘子强度等级、结构高度及爬电距离，尺寸偏差（结构高度偏差、盘径偏差、爬电距离偏差、偏移），绝缘子的绝缘元件（瓷件、钢化玻璃件），铁帽及钢脚，锁紧销，釉料，水泥胶合剂，镀锌，锌套，锌环，组装，可见电晕及无线电干扰，绝缘子的劣化（自爆）率，电荷迁移、体积电阻，标志，施工安装与维护等。

2.3 制造验收阶段

绝缘子制造验收阶段主要分为驻厂监造和出厂验收两个部分，驻厂监造应对影响绝缘子质量的关键部分进行检查、旁站或试验，而出厂验收主要以抽检为主。

2.3.1 驻厂监造环节

玻璃、瓷绝缘子的铁帽和钢脚：铁帽和钢脚的所有表面应光滑、无突出点；160 kN及以上强度等级绝缘子的铁帽、钢脚逐只进行探伤检测；铁帽采用热处理的可锻铸铁或球墨铸铁制作，应无裂纹、皱缩、气孔、毛边或粗糙的边棱，并便于带电更换绝缘子；钢脚采用锻钢制造；单个绝缘子的铁帽和钢脚的电晕熄灭电压值分别大于22 kV和18 kV；绝缘子串的电晕熄灭电压值高于最高运行相电压；210 kN及以上的绝缘子铁帽、钢脚经机械拉伸破坏试验后的断口应均匀致密，无裂纹。

绝缘子用瓷件质量：绝缘子瓷件表面无翘缺、砂眼气泡、凸点、外物及其他缺陷；在正常的使用条件下不产生裂纹或碎裂，也不因温度的突变、臭氧、酸、碱和灰尘等受影响；绝缘子瓷件的全部外露部分覆盖釉料，釉料是半透明的和光洁的。釉面表面平整光滑，并具有抗磕碰性；160 kN及以上机械强度等级绝缘子瓷件应逐个进行内水压试验；伞缘变形度不应导致伞的上表面产生积水现象。瓷件应均匀、致密、完全烧结，以达到所保证的机械和电气强度。

绝缘子用玻璃质量：玻璃绝缘件不应有折痕、气孔等不利于良好运行的表面缺陷，并在其表面有均匀的钢化，所有外露的玻璃表面平整、光滑。并且玻璃体中不应有直径大于5 mm的气泡；300 kN及以上绝缘子玻璃件外观缺陷允许值不高于JB/T 9678中4.5、4.7—4.10规定值的60%；300 kN及以上绝缘子玻璃件外观飞边高度和宽度均不应大于0.3 mm,玻璃件应至少经受3次热冷冲击和2次硫化镍均质处理。

复合绝缘子的硅橡胶绝缘材料：伞套选用高温硫化硅橡胶绝缘材料制造；表面应平整，无明显不均匀及影响使用的杂质，无气泡、皱纹等缺陷。

复合绝缘子芯棒：挤拉型材表面光滑，无气泡、皱纹及跳纱，并适当避免表面缺陷，例如擦伤、压痕、污点；允许有少量色斑；查看材料试验报告或进行材料抽检试验，基本性能要求满足标准要求，还具有良好减震性、抗蠕变性、抗疲劳断裂性、耐高温性（200℃）；330 kV及以上电压等级的复合绝缘子采用耐应力腐蚀芯棒。耐应力腐蚀时间不小于96 h；芯棒应能在较大温度范围内承受长期的机械和电气负荷；注射工艺绝缘子应采用耐高温芯棒[5-7]。

2.3.2 出厂验收环节

出厂验收主要对以下要点进行检查：外观、尺寸和偏差；锁紧销操作试验；温度循环试验；机电械破坏负荷试验；机械破坏负荷试验（对于复合玻璃绝缘子）；冲击击穿耐受（≥160 kN绝缘子）、工频击穿耐受（＜160 kN绝缘子）；孔隙性试验（仅对瓷绝缘子）；热震试验（仅对玻璃绝缘子）；镀锌层试验；硅橡胶伞套厚度测量；粘接面机械强度试验。

2.4 运输储存阶段

绝缘子运输储存阶段主要包含包装、运输和储存三个方面。

2.4.1 绝缘子包装

复合绝缘子：每支绝缘子应单独采用塑料套装或单支圆筒包装；包装箱内应采用的防止储运过程中出现永久变形（包括芯棒和伞裙） 措施；包装材料应具有化学稳定性、防水性，并不粘附在绝缘子上，也不应在绝缘子户外集存期间对绝缘子产生腐蚀。

瓷、玻璃绝缘子：每种绝缘子应携带供货数的2%锁紧销作为备品（仅对W销）；外包装应具有良好的防潮、防震、防锈、防盗等保护措施；绝缘子应采用合适的缓冲垫、保护性衬垫、垫木和隔离块以防止在运输和搬运过程中的损坏或变形。

2.4.2 绝缘子运输

复合绝缘子：对于较长的复合绝缘子，应根据厂家运输说明书制定相应的绝缘子搬运措施，严禁将绝缘子拖在地上行走，一般应两人及以上搬运。

瓷、玻璃绝缘子：运输方案中应有针对运输途中可能受到的最大压力、冲撞等因素的防范措施。

2.4.3 绝缘子储存

复合绝缘子：绝缘子仓储环境应干燥、通风，有防止水浸、鼠咬等外力破坏的措施；存储的复合绝缘子上不应有直接压重物或堆放有尖锐棱角的物品。

瓷、玻璃绝缘子：绝缘子应贮存在周围无酸性、碱性及其他有害物质的库房中。

2.5 安装调试阶段

绝缘子安装调试阶段主要包括外观检查、绝缘电阻测试和安装过程管理三个方面。

2.5.1 外观检查

瓷绝缘子：绝缘子的釉色应接近于图样规定；釉面应无裂纹，没有釉点、釉面碰损、釉层杂质及针孔。

玻璃绝缘子：绝缘件不应有折痕、气孔等表面缺陷；玻璃体中不应有直径大于5 mm的气泡；绝缘子铸钢件应完好、无锈蚀，镀锌层完整；金具及紧固件应光洁、无裂纹、毛刺；弹簧销应有足够的弹性，销针开口不得小于60°，不得有折断或裂纹。

复合绝缘子：绝缘子表面缺陷总面积不得超过绝缘子总面积的0.2%；单个绝缘子表面缺陷面积不得大于25 mm2，缺陷深度或高度不大于l mm；伞根部无裂痕；护套与端部装配件结合处粘接应良好；伞与伞套间的界面处粘接应良好；芯棒与端部附件不应有明显的歪斜；绝缘子铸钢件应完好、无锈蚀，镀锌层完整；金具及紧固件应光洁、无裂纹、毛刺；弹簧销应有足够的弹性，销针开口不得小于60°，不得有折断或裂纹[8]。

2.5.2 绝缘电阻测试

在干燥情况下，应逐只用不小于5 000 V绝缘电阻表测量绝缘电阻；规定500 kV及以上电压等级绝缘子的绝缘电阻值不小于500 MΩ，1 000 kV电压等级用绝缘子绝缘电阻，不应低于5 000 MΩ；330 kV及以下电压等级绝缘子的绝缘电阻值不小于300 MΩ；同一批量中不合格数大于0.02%时，逐只进行干工频耐受电压试验。

2.5.3 安装过程管理

瓷或玻璃绝缘子：安装时应检查钢帽、钢脚与锁紧销相互之间的配合情况，在安装好锁紧销的情况下，钢脚不得自钢帽中脱出；金具的镀锌层不应有局部碰损、剥落或缺锌；锁紧销应按照运行经验，全线路统一穿向。

复合绝缘子：拆除包装后的绝缘子应有保护措施、避免绝缘子伞套变形和受损；严禁伞裙直接受力；安装时应检查钢帽、钢脚与锁紧销相互之间的配合情况；均压环不得反装；禁止在安装中沿复合绝缘子上、下导线；起吊复合绝缘子时，禁止直接在伞套上绑扎，起吊绳结要系在金属附件上。

2.6 竣工验收阶段

竣工验收阶段分为外观检查、偏移检查和RTV涂层检查三个方面。

2.6.1 外观检查

检查瓷 (玻璃)表面污垢是否清除；瓷质绝缘子伞裙不应破损，瓷质不应有裂纹、表面严重结垢，瓷釉不应有烧坏现象；玻璃绝缘子不应自爆；检查有机复合绝缘子伞套的表面有无开裂、脱落、破损等现象；检查绝缘子的芯棒与端部附件有无明显歪斜；在安装好弹簧销子的情况下球头不得自碗头中脱出。

2.6.2 偏移检查

悬垂线夹安装后，绝缘子串应垂直地平面，个别情况其顺线路方向与垂直位置的偏移角不应超过5°，最大偏移值不应超过200 mm（高山大岭300 mm）。

2.6.3 RTV涂层检查

外观检查，RTV涂层平整、光滑且无气泡；涂层厚度检查，一般要求RTV涂层厚度不小于0.3 mm，在工厂采用RTV II型涂覆绝缘子的涂层厚度，0.4 mm±0.1 mm；仅对RTV-II型防污闪涂料采用薄膜法进行自洁性试验，涂层与薄膜之间应无吸附力。

2.7 运维检修阶段

运维检修阶段分为日常巡视、异常天气特巡、试验检测和绝缘子更换四个方面。

2.7.1 日常巡视

应认真检查锁紧销的运行状况，锈蚀严重及失去弹性的应及时更换；特别应加强V串复合绝缘子锁紧销的检查，防止因锁紧销受压变形失效而导致掉线事故；加强瓷、玻璃绝缘子的检查，及时更换自爆玻璃绝缘子、零值、低值及破损绝缘子；加强复合绝缘子护套和端部金具连接部位的检查，端部密封破损及护套严重损坏的复合绝缘子应及时更换；更换不同型式的悬垂绝缘子串后，应对导线风偏角重新校核；对已安装的防鸟装置应加强检查和维护，及时更换失效防鸟装置，及时拆除线路绝缘子上方的鸟巢，并及时清扫鸟粪污染的绝缘子。

2.7.2 异常天气特巡

冰雹、大风、沙尘暴天气：重点检查绝缘子是否破损、有悬挂异物，绝缘子连接金具松动、缺失等异常现象[9]；雨雪天气、大雾霜冻季节和污秽地区：检查绝缘子表面是否有爬电或异常放电，重点监视污秽瓷质部分；严寒季节覆冰天气时：观察绝缘子的覆冰厚度及冰凌桥接程度，是否出现伞裙放电现象；雷雨后，重点检查悬式绝缘子是否有闪络痕迹。

2.7.3 试验检测

开展红外测温，是否有异常温升、温差；定期抽查复合绝缘和硅橡胶涂层的憎水性；瓷绝缘子测量用不小于5 000 V兆欧表，检查绝缘电阻是否满足相关规定要求，带电检测绝缘子时，如发现零值和低值绝缘子，应多次复测，是否采用分布电压仪检测，以免误判；运行时间达10年的复合绝缘子应按批进行一次抽检试验，并结合积污特性和运行状态做好记录分析[10]。

2.7.4 绝缘子更换

瓷和玻璃绝缘子检测为低零值时，运行中同串绝缘子在2个检测周期内出现劣化片数超标时应进行整串更换；伞裙脆化（伞裙对折时开裂）；憎水性永久消失；护套受损危及芯棒；伞裙大量破损（超出1/4伞裙数量）；伞裙和护套出现严重烧蚀；绝缘子各联接部位密封失效、出现裂缝和滑移；经检测项目检测后不满足安全运行要求的；红外测温异常[11]。

2.8 退役报废阶段

绝缘子退役报废阶段分为绝缘子退役再利用和绝缘子报废阶段。

2.8.1 绝缘子退役再利用

绝缘子退役鉴定审批手续和再利用绝缘子备品存放管理应规范，退役再利用信息应在PMS、OMS和ERP系统及时更新。

2.8.2 绝缘子报废

绝缘子设备报废应符合相关要求：经外观检测、分布电压（或火花间隙） 测量、绝缘电阻测量、工频耐压试验、憎水性试验、机械破坏负荷试验等判定为劣化绝缘子，经修复仍无法满足相关标准要求。绝缘子报废鉴定审批手续和回收保管应规范，绝缘子退役报废信息应在PMS、OMS和ERP系统及时更新。

3 结论

本文对绝缘子全过程技术监督关键问题进行深入分析，明确技术监督工作总体思路，并从工程设计、设备采购、制造验收、运输储存、安装调试、竣工验收、运维检修和退役报废8个方面对影响绝缘子安全稳定运行的关键技术环节进行重点把控，对后期各运维单位开展绝缘子专业技术监督工作提供较好的参考借鉴作用。

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Analysis on the Whole Process Technical Supervision for Insulators Used on Transmission Lines

LIU Hong1,WANG Jianwei2,CHANG Hongbin3
（1.State Grid Shanxi Electric Power Research Institute of SEPC,Taiyuan,Shanxi030001,China; 2.State Grid Maintenance Company of SEPC,Taiyuan,Shanxi030001,China; 3.State Grid Shanxi Electric Power Corporation,Taiyuan,Shanxi030001,China）

Due to a variety of unusual weather conditions,such as lightning,fog,snow and ice,long-term mechanical load and the influence of high electric field will cause insulating properties and mechanical properties decreasing,which endangers the stable operation oftransmission lines.Combined with the idea oftechnical supervision throughout the whole process,the key issues on insulator supervision for overhead transmission lines are analyzed in depth,and the requirement on each step of supervision is identified,which will provide effective references for relevant personnel.

transmission line;insulator;technical supervision

TM216

B

1671-0320（2017）02-0018-05

2016-12-28，

2017-03-07

刘 宏（1987），男，山西吕梁人，2012年毕业于华北电力大学电力系统及其自动化专业，工程师，从事电网设备状态信息管理和在线监测系统研究；

王建伟（1985），男，山西太原人，2007年毕业于太原理工大学电力系统及其自动化专业，工程师，从事高压输电线路运维管理工作；

畅宏斌（1971），男，山西万荣人，2011年毕业于武汉大学电气工程及其自动化专业，硕士，高级工程师，从事输变电设备运维管理工作。