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变电站支柱瓷绝缘子探伤浅析
更新时间：2010-12-29   点击次数：3294次

近些年高压支柱瓷绝缘子在电力系统变电站得到广泛应用，它的运行安与否对电网安运行致关重要。但由于支柱将瓷绝缘子的质量、运行、检修、检测手段及检测水平的差异，常常发现不了设备的缺陷和隐患。近年来，因高压支柱绝缘子损坏而造成的电力事故频繁发生。瓷绝缘子的断裂，造成设备损坏甚至人身伤害事故。使变电站供电线路部分或部停电，造成巨大经济损失和社会影响。

下面介绍几起因绝缘子断裂而引发的停电事故：
1991年4月29日　某发电厂发生一起220KV隔离开关绝缘子在操作中断裂造成母线接地、母差动作，造成五条220KV线路和两台机组跳闸；1992年元月7日某*变电所在恢复送电的操作中刀闸绝缘子根部断裂短路接地，造成停电事故；2001年某*两个变电所在同发生220KV支持绝缘子断裂、隔离开关倒塌，造成变电站部停电的重大事故。２００２年１０月２４日，某*池汉变１１０千伏Ⅰ段母线刀闸Ｃ相支柱瓷瓶断裂，造成局部停电事故；２００３年３月１５日，某*小桥变１１０千伏母线支柱瓷瓶断裂等。2004年北京*发生两起支柱绝缘子断裂事故，其中一起为人员伤亡事故；2005年11月在短短的20天的时间内河北省的沧州、衡水、邯郸三局的变电站接连发生支柱断裂重大事故，并各别变电站导致了整站的停电重大事故，对这三起事故国电公司在各电网做了通报；2006年广州市某热电厂操作中发生支柱断裂，造成停电事故；同年4月陕西省某*220KV变电站刀闸支柱瓷瓶断裂，造成停电事故。



这样的事故在国内来讲还有很多，在各个电网每年均有很多起事故发生，高压支柱瓷绝缘子断裂事故的发生给电网的安稳定运行和工作人员人身安带来严重的危害。要*改变这种状况，只有在绝缘子的的选购、安装、调试、运行和检修等各个环节层层把关，才能消除缺陷和隐患，避免事故的发生，确保电网的安运行。
从发生事故地区看，北方多于南方，尤其是东北；按事故所在变电站的电压等级看，主要集中在220KV、110KV、和66KV（220KVzui多）。一次又一次的事故表明，对支柱绝缘子断裂的探测须给予高度重视，要及时发现、及早消除，否则后果不堪设想。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

因此对高压支柱瓷绝缘子的隐患进行检测、查找显得尤为重要。国内各电网公

司对高压支柱瓷绝缘子的事故隐患检测非常关注，各电力研究单位开始深入的对瓷柱的内部缺陷的检测进行反复的研究和尝试。国内外亦有采用红外线，紫外线，激光等对绝缘子进行带电巡查的介绍，它们对瓷绝缘子串和支柱绝缘子的上部能见部分可能有效，原因之一是上部的感应电压高，但因受绝缘子表面的污秽程度，负荷、检测位置、辐射角度，方向、距离，天气，大气吸收，以及仪器等因素的综合影响，还不能使他们成为独立的无损检测方法应用于支柱绝缘子的检测；更重要的是经过各电力试验研究部门专业人员的我年研究，发现支柱断裂的部位95%以上发生在铸铁法兰内1mm处（铸铁法兰与瓷件连接处），而其它非接触式测量仪根本无法实现检测。我们的重点是探测支柱绝缘子与瓷套埋藏在沿圆周铸铁法兰内侧或与瓷体相交的砂层下的裂纹和其内部的裂纹、夹渣、夹层、气孔，实践证明采用红外线，紫外线，激光等方法无法检测到这一部位。
经研究，东北电力*、华北电科院、甘肃省电科院、青海电科院等多家单位提出使用声波探伤原理进行瓷柱探伤为zui有效的检测方法。我公司根据市场现状，组织技术人员进行攻关，在北京有关院校研究所的帮助下，利用国外已有现成技术，同时根据我国电力市场的点，并通过反复试验研究和尝试，推出了一款针对电力市场的瓷柱探伤仪：P-USM35DAC探伤仪，其探伤原理与非金属探伤仪相同，不同的是我公司*的绝缘子探伤工艺方法（在西北及华北部分得到实践）和探头及瓷柱探伤试块，可快速、简便、准确的判定绝缘子的优劣。
 
1、声检测　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
声波检测是无损检测方法之一，无损检测是在不破坏前提下，检查工件宏观缺陷或测量工件征的各种技术方法的统称。常规无损检测方法有：声检测 Ultrasonic Testing（缩写 UT）； 射线检测 Radiographic Testing（缩写 RT）； 磁粉检测 Magnetic particle Testing（缩写 MT）； 渗透检验 Penetrant Testing （缩写 PT）； 涡流检测Eddy current Testing（缩写 ET）；
2、声波探伤原理
 
运用声检测的方法来检测的仪器称之为声波探伤仪。它的原理是：声波在被检测材料中传播时,材料的声学性和内部组织的变化对声波的传播产生一定的影响，通过对声波受影响程度和状况的探测了解材料性能和结构变化的技术称为声检测。声检测方法通常有穿透法、脉冲反射法、串列法等。值得别注意的是：现有些电力部门对声波探伤不了解受到个别厂家的误导，错误采用非接触式声波探伤仪，此款仪器优点是非接触可带电测试，但其对支柱瓷绝缘子起不到任何实质性的探伤作用，因为瓷绝缘子zui容易断裂的部位为瓷件与法兰浇装连接处，可此处有三种材质铸铁、水泥、陶瓷（另还有沥青缓冲层），非接触式声波探伤仪根本无法检测。
声波探伤仪的种类繁多，但在实际的探伤过程，脉冲反射式声波探伤仪应用的。一般在均匀的材料中，缺陷的存在将造成材料的不连续，这种不连续往往又造成声阻抗的不一致，由反射定理我们知道，声波在两种不同声阻抗的介质的交界面上将会发生反射，反射回来的能量的大小与交界面两边介质声阻抗的差异和交界面的取向、大小有关。脉冲反射式声波探伤仪是根据这个原理设计的。
目前便携式的脉冲反射式声波探伤仪大部分是A扫描方式的，所谓A扫描显示方式即显示器的横坐标是声波在被检测材料中的传播时间或者传播距离，纵坐标是声波反射波的幅值。譬如，在一个钢工件中存在一个缺陷，由于这个缺陷的存在，造成了缺陷和钢材料之间形成了一个不同介质之间的交界面，交界面之间的声阻抗不同，当发射的声波遇到这个界面之后，会发生反射，反射回来的能量又被探头接受到，在显示屏幕中横坐标的一定的位置会显示出来一个反射波的波形，横坐标的这个位置是缺陷在被检测材料中的深度。这个反射波的高度和形状因不同的缺陷而不同，反映了缺陷的性质。
三、事故原因及探头试块　
　　1、原因
造成支柱绝缘子损坏、断裂的因素很多，主要有：
A、产品的质量不高，缺陷产品出厂。有些甚至是劣制或以旧充新的产品，根本得不到不质量保障。具体表现为，裂纹、夹渣、夹层、气孔等，在里面应力的作用下产生裂纹并扩展具有较大隐蔽性。
B、包装、运输及安装造成损坏。
C、支柱绝缘子在恶劣环境下运行，电瓷、水泥和铸铁法兰三者之间的膨胀系数有差异，另有温差的原因，致使开裂。
D、操作应力和安装应力过大，操作次数频繁，引起瓷绝缘子的断裂。

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