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技術支持

變電站支柱瓷絕緣子探傷淺析
更新時間：2010-12-29   點擊次數：3326次

近些年高壓支柱瓷絕緣子在電力系統變電站得到廣泛應用，它的運行安與否對電網安運行致關重要。但由于支柱將瓷絕緣子的質量、運行、檢修、檢測手段及檢測水平的差異，常常發現不了設備的缺陷和隱患。近年來，因高壓支柱絕緣子損壞而造成的電力事故頻繁發生。瓷絕緣子的斷裂，造成設備損壞甚至人身傷害事故。使變電站供電線路部分或部停電，造成巨大經濟損失和社會影響。

下面介紹幾起因絕緣子斷裂而引發的停電事故：
1991年4月29日　某發電廠發生一起220KV隔離開關絕緣子在操作中斷裂造成母線接地、母差動作，造成五條220KV線路和兩臺機組跳閘；1992年元月7日某*變電所在恢復送電的操作中刀閘絕緣子根部斷裂短路接地，造成停電事故；2001年某*兩個變電所在同發生220KV支持絕緣子斷裂、隔離開關倒塌，造成變電站部停電的重大事故。２００２年１０月２４日，某*池漢變１１０千伏Ⅰ段母線刀閘Ｃ相支柱瓷瓶斷裂，造成局部停電事故；２００３年３月１５日，某*小橋變１１０千伏母線支柱瓷瓶斷裂等。2004年北京*發生兩起支柱絕緣子斷裂事故，其中一起為人員傷亡事故；2005年11月在短短的20天的時間內河北省的滄州、衡水、邯鄲三局的變電站接連發生支柱斷裂重大事故，并各別變電站導致了整站的停電重大事故，對這三起事故國電公司在各電網做了通報；2006年廣州市某熱電廠操作中發生支柱斷裂，造成停電事故；同年4月陜西省某*220KV變電站刀閘支柱瓷瓶斷裂，造成停電事故。



這樣的事故在國內來講還有很多，在各個電網每年均有很多起事故發生，高壓支柱瓷絕緣子斷裂事故的發生給電網的安穩定運行和工作人員人身安帶來嚴重的危害。要*改變這種狀況，只有在絕緣子的的選購、安裝、調試、運行和檢修等各個環節層層把關，才能消除缺陷和隱患，避免事故的發生，確保電網的安運行。
從發生事故地區看，北方多于南方，尤其是東北；按事故所在變電站的電壓等級看，主要集中在220KV、110KV、和66KV（220KVzui多）。一次又一次的事故表明，對支柱絕緣子斷裂的探測須給予高度重視，要及時發現、及早消除，否則后果不堪設想。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

因此對高壓支柱瓷絕緣子的隱患進行檢測、查找顯得尤為重要。國內各電網公

司對高壓支柱瓷絕緣子的事故隱患檢測非常關注，各電力研究單位開始深入的對瓷柱的內部缺陷的檢測進行反復的研究和嘗試。國內外亦有采用紅外線，紫外線，激光等對絕緣子進行帶電巡查的介紹，它們對瓷絕緣子串和支柱絕緣子的上部能見部分可能有效，原因之一是上部的感應電壓高，但因受絕緣子表面的污穢程度，負荷、檢測位置、輻射角度，方向、距離，天氣，大氣吸收，以及儀器等因素的綜合影響，還不能使他們成為獨立的無損檢測方法應用于支柱絕緣子的檢測；更重要的是經過各電力試驗研究部門專業人員的我年研究，發現支柱斷裂的部位95%以上發生在鑄鐵法蘭內1mm處（鑄鐵法蘭與瓷件連接處），而其它非接觸式測量儀根本無法實現檢測。我們的重點是探測支柱絕緣子與瓷套埋藏在沿圓周鑄鐵法蘭內側或與瓷體相交的砂層下的裂紋和其內部的裂紋、夾渣、夾層、氣孔，實踐證明采用紅外線，紫外線，激光等方法無法檢測到這一部位。
經研究，東北電力*、華北電科院、甘肅省電科院、青海電科院等多家單位提出使用聲波探傷原理進行瓷柱探傷為zui有效的檢測方法。我公司根據市場現狀，組織技術人員進行攻關，在北京有關院校研究所的幫助下，利用國外已有現成技術，同時根據我國電力市場的點，并通過反復試驗研究和嘗試，推出了一款針對電力市場的瓷柱探傷儀：P-USM35DAC探傷儀，其探傷原理與非金屬探傷儀相同，不同的是我公司*的絕緣子探傷工藝方法（在西北及華北部分得到實踐）和探頭及瓷柱探傷試塊，可快速、簡便、準確的判定絕緣子的優劣。
 
1、聲檢測　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
聲波檢測是無損檢測方法之一，無損檢測是在不破壞前提下，檢查工件宏觀缺陷或測量工件征的各種技術方法的統稱。常規無損檢測方法有：聲檢測 Ultrasonic Testing（縮寫 UT）； 射線檢測 Radiographic Testing（縮寫 RT）； 磁粉檢測 Magnetic particle Testing（縮寫 MT）； 滲透檢驗 Penetrant Testing （縮寫 PT）； 渦流檢測Eddy current Testing（縮寫 ET）；
2、聲波探傷原理
 
運用聲檢測的方法來檢測的儀器稱之為聲波探傷儀。它的原理是：聲波在被檢測材料中傳播時,材料的聲學性和內部組織的變化對聲波的傳播產生一定的影響，通過對聲波受影響程度和狀況的探測了解材料性能和結構變化的技術稱為聲檢測。聲檢測方法通常有穿透法、脈沖反射法、串列法等。值得別注意的是：現有些電力部門對聲波探傷不了解受到個別廠家的誤導，錯誤采用非接觸式聲波探傷儀，此款儀器優點是非接觸可帶電測試，但其對支柱瓷絕緣子起不到任何實質性的探傷作用，因為瓷絕緣子zui容易斷裂的部位為瓷件與法蘭澆裝連接處，可此處有三種材質鑄鐵、水泥、陶瓷（另還有瀝青緩沖層），非接觸式聲波探傷儀根本無法檢測。
聲波探傷儀的種類繁多，但在實際的探傷過程，脈沖反射式聲波探傷儀應用的。一般在均勻的材料中，缺陷的存在將造成材料的不連續，這種不連續往往又造成聲阻抗的不一致，由反射定理我們知道，聲波在兩種不同聲阻抗的介質的交界面上將會發生反射，反射回來的能量的大小與交界面兩邊介質聲阻抗的差異和交界面的取向、大小有關。脈沖反射式聲波探傷儀是根據這個原理設計的。
目前便攜式的脈沖反射式聲波探傷儀大部分是A掃描方式的，所謂A掃描顯示方式即顯示器的橫坐標是聲波在被檢測材料中的傳播時間或者傳播距離，縱坐標是聲波反射波的幅值。譬如，在一個鋼工件中存在一個缺陷，由于這個缺陷的存在，造成了缺陷和鋼材料之間形成了一個不同介質之間的交界面，交界面之間的聲阻抗不同，當發射的聲波遇到這個界面之后，會發生反射，反射回來的能量又被探頭接受到，在顯示屏幕中橫坐標的一定的位置會顯示出來一個反射波的波形，橫坐標的這個位置是缺陷在被檢測材料中的深度。這個反射波的高度和形狀因不同的缺陷而不同，反映了缺陷的性質。
三、事故原因及探頭試塊　
　　1、原因
造成支柱絕緣子損壞、斷裂的因素很多，主要有：
A、產品的質量不高，缺陷產品出廠。有些甚至是劣制或以舊充新的產品，根本得不到不質量保障。具體表現為，裂紋、夾渣、夾層、氣孔等，在里面應力的作用下產生裂紋并擴展具有較大隱蔽性。
B、包裝、運輸及安裝造成損壞。
C、支柱絕緣子在惡劣環境下運行，電瓷、水泥和鑄鐵法蘭三者之間的膨脹系數有差異，另有溫差的原因，致使開裂。
D、操作應力和安裝應力過大，操作次數頻繁，引起瓷絕緣子的斷裂。

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