某变电站扩建工程两次盆式绝缘子破裂原因分析

李建鹏

摘要：通过对某变电站扩建过程中盆式绝缘子破裂原因的分析，吸取经验教训，在以后套管吊装中应使用专用工器具，减少人为影响因素。针对现场安装不同工况进行培训，提高现场安装指导人员专业技能。

关键词：盆式绝缘子

某变电站扩建工程于2017年1月开始安装，此次扩建作业范围是第三串5033间隔。1月15日在安装B相套管，下落套管的过程中，听见碎裂声音，随即将套管拔出，事故为隔离开关（单元号是1203）静侧盆式绝缘子破裂，盆式绝缘子编号是：2XA16082343。

当日又将该套管结构与A相间隔对接，1月17日发现A相隔离静侧盆式绝缘子对接法兰口处漏气，回收气体，打开VT端盖发现隔离开关（单元号是1103）静侧盆式绝缘子破裂，盆式绝缘子编号是：1XA160825107。

这两次破裂的盆式绝缘子所在间隔位置相同，都是与套管对接的隔离静侧盆式绝缘子。

1 宏观分析

两次破裂的盆式绝缘子如图1、图2，针对图中盆式绝缘子碎裂的现象分析為：在盆式绝缘子中心部位的嵌件承受较大的破坏力或力矩，导致嵌件周围绝缘材料破损并向周围延伸。

2 盆式绝缘子出厂试验质量追溯

破裂的两个盆式绝缘子在厂通过所有出厂考核试验，实验报告及装配记录见附件。

试验内容包括：盆式绝缘子的探伤、电气性能、气密；装配后的气密及绝缘试验。

3 导电杆插入深度校核

该结构图纸要求导电伸出罐外长度为50±10mm，现场实际测量，伸出长度为58mm，在合格范围内；经过计算得出导电杆端部到触头槽底的距离为37mm，所以排除导电杆过长造成盆式绝缘子破损的可能性。该结构（未加设计支撑）已在大量工程中应用，未出现类似盆式绝缘子破损事件。

导电杆插入深度：200+58140=118mm；

触头座槽深：20045=155mm；

电杆端部到触头槽底的距离155118=37mm。

4 运输情况排查

隔离开关单元1203和1103在一个运输箱里，使用三维震动记录仪，根据记录仪的记录来看，在运输过程中没有发生震动超标的问题出现。

5 现场安装过程分析

一般的吊装方式，是将吊绳缠绕在套管上方的接线座处法兰上，这样吊装套管不容易产生倾斜或较小的倾斜，同时需要使用水平尺测量套管下法兰水平度，如果不水平需要重新调整吊绳，保证套管垂直。

该工程为扩建工程，在扩建安装过程中需要将旧套管吊起、拆除，再重新装配。新东北技术指导人员考虑到旧套管老化后的安全和质量隐患，更换了套管的吊装方式，采取吊装套管下方的吊装作业方式。见图3。

套管的导电杆与触头对接时，导电杆中心线相对触头中心线的允许最大的倾斜度为1度，正常吊装的上端部法兰，套管结构自然下垂，不会产生较大的倾斜，同时可以水平尺进行校正。

对接要求：首先清理对接口零部件，做好防护，然后将套管结构移至对接口上方，缓慢下落套管并进行找正，保证导电杆倒角端部顺利插入触头，此过程注意严禁磕碰，导电杆在触头的导向环（导向环为塑料材料）作用下，顺利完成插合。插入深度为110±10mm后，罐体法兰口合拢，紧固罐外螺栓，对接结束。

由于取套管下方的法兰作为吊点时，套管容易倾斜，但是新东北技术指导人员没有意识到倾斜对接对产品的危害，未严格执行工艺规程，没有进行套管垂直度测量及调整。这样倾斜的套管导电杆在插入触头时，导电杆的外壁与触头内壁接触并产生挤压、卡滞入，挤压力会随着导电杆倾斜的角度增加而增大，也会随着插入深度的增加而增大。

导电杆与触头接触后，卡滞会使触头承受很大的压力及冲击力，同时对盆式绝缘子产生很大的弯矩。

该结构的触头座中心到盆嵌件的距离526mm；

550kV套管结构重量约为1700kg；

套管倾斜对接时，套管的重力压在触头上，会对盆式绝缘子造成约1800kg×10×0.526m=9499N.m的弯矩；同时吊钩下落中会有一定的冲击惯性力，对盆式绝缘子造成更大的弯矩。

我公司500kV产品最长7500mm母线的盆式绝缘子所承受的弯矩最大，正常运行的盆式绝缘子承受的最大弯矩为150kg×10×0.2m=300 N.m。计算得出；如果套管有较大的倾斜，产生挤压、卡滞对该结构盆式绝缘子所产生弯矩是正常情况下的30倍以上。

所以中间相（即B相）套管对接时，套管导电杆插入触头后，在下落过程中，对接人员听见碎裂声音，拆解后发现盆式绝缘子破裂，

边相（即A相）套管对接时，盆式绝缘子破碎的原因与中间相是相同的，只是由于现场机器声音嘈杂，当时未听见破裂声音，后期充气后才发现漏气，拆解后发现盆式绝缘子破裂。

6 经验总结

综上所述，这两次盆式绝缘子破裂原因为：

（1）此次扩建工程的套管吊装为特殊方法，厂家现场指导人员没有严格执行该方案，未进行套管垂直度检测，在吊装时造成套管倾斜安装。

（2）现场技术指导人员经验不足，对安装过程中套管倾斜产生的危害认识不够。

（3）现场技术指导人员技术水平不足，吊装时套管发生倾斜未及时调整，造成导电杆和触头卡涩，盆式绝缘子受力过大，造成损坏。

参考文献：

[1]韩清凯，于晓光.基于振动分析的现代机械故障诊断原理及应用[M].科学出版社，2010.

[2]楼家法.高压开关机构设计[M].北京：机械工业出版社，1981.

[3]谭蓉，姜琪.高压真空断路器弹簧操动机构的设计[J].甘肃工业大学学报，2000.