架空線路瓷絕緣子主要缺陷故障及原因
架空線路所用絕緣子中，瓷絕緣子仍然佔據1/3份額，運行中常出現的缺陷故障包括零值、斷串、鏽蝕等，上述問題一旦發生都將嚴重影響線路安全，今天來談談上述問題的原因和對策。
1 零值及斷串
1.1 瓷絕緣子斷串機理
對瓷絕緣子而言，當絕緣子頭部瓷件存在細微裂紋等缺陷，隨著運行中潮氣的侵入，絕緣子頭部絕緣電阻降低（形成零值絕緣子），一旦絕緣子串遭受雷擊或其他原因造成的閃絡，由於頭部電阻極小、沿傘盤放電距離較長電阻相對較大，因此大部分能量都從瓷絕緣子頭部的放電通道泄放，電弧從絕緣子頭部通過時產生的熱量使絕緣子炸開，產生斷串。
可見瓷絕緣子斷串的關鍵是絕緣子產生了零值缺陷。
1.2 零值缺陷原因
① 絕緣子質量不良
瓷絕緣子的膠裝界面工藝不良、瓷件材質不良會導致零值絕緣子的產生。
瓷絕緣子膠裝界面存在瓷、水泥、鋼等散熱膨脹係數不同的材質，一般需要塗覆瀝青等材料作為緩衝層，當如緩衝層太薄或與瓷、水泥等材質配合度不夠，絕緣子承受外界溫度變化導致界面開裂。
瓷絕緣子瓷件中存在砂眼，或瓷件晶粒尺寸過大，長期運行中瓷件內部產生微裂紋，裂紋擴展到一定程度導致低零值絕緣子的產生。
② 多次遭受雷擊
當桿塔遭受雷擊，絕緣子就可能承受陡度、幅值均較高的衝擊電壓，此時瓷件承受電壓最高（瓷件頭部）、絕緣相對薄弱處可能產生局部放電損傷，在經受多次陡波衝擊後，絕緣子瓷件頭部的損傷會逐步擴展，到一定程度便導致低值絕緣子的形成。
③ 機械負荷過大
嚴重覆冰、超出設計風速的大風造成絕緣子承受過大的機械應力，可能導致絕緣子鋼腳位置開裂，產生低零值絕緣子。
早期瓷絕緣子零值大部分是自身材質原因造成，隨著瓷絕緣子技術水平的提升，相應數量相對減少，而隨著瓷絕緣子運行年限的增加，多次雷擊造成零值的情況需要引起重視。
1.3 應對措施
① 加強零值檢測
零值檢測工作量大、檢出效率與檢測方法關係密切，在塔上帶電測量操作難度大，是目前仍未徹底解決的一個難題。在現有技術下，可採用如下手段以提升零值檢出效率：
A 對多雷區瓷絕緣子開展抽檢，更換一部分絕緣子至實驗室開展抽樣檢測，在空氣濕度較大時進行絕緣電阻測試（乾燥時部分低值絕緣子難以測出），並開展陡波衝擊測試，檢查有無瓷件頭部受損；
B 提高絕緣電阻測試電壓；
② 採用疏導式防雷措施
採用並聯間隙、避雷器等疏導式防雷措施，避免雷電流通過絕緣子，以減少絕緣子受損概率。
③ 提升線路耐雷水平
改造接地、加強絕緣，盡量限制遭受雷擊後絕緣子承受的衝擊電壓幅值。
2 金具鏽蝕
2.1 鏽蝕機理
（1）直流絕緣子金具鏽蝕
國內特高壓直流、±500kV 直流輸電線路盤型懸式絕緣子均曾出現鋼帽、鋼腳腐蝕，鋼帽腐蝕集中在鋼帽帽口，鋼腳腐蝕集中在鋼腳與水泥接觸處。鋼帽鏽蝕的產物往往隨雨水附著到絕緣傘盤，造成傘盤表面等值鹽密增加，帶來污閃風險；鋼腳腐蝕會造成鋼腳直徑縮小，導致機械破壞負荷下降，此外膠裝內部的鋼腳腐蝕後體積膨脹，造成膠裝失效[李銳海，特高壓直流瓷絕緣子金具電解腐蝕問題研究]。
直流絕緣子的鋼腳、鋼帽腐蝕源於電解腐蝕產生的陽極腐蝕，在直流電源電動勢作用下，與電源正極相連的金屬電極失去電子，成為陽離子脫離材料表面，形成陽極腐蝕，如圖3。
在絕緣子表面濕潤時，鋼腳、鋼帽相當於一對電極，傘盤表面水膜相當於電解液，流過的泄露電流將持續產生電解過程。
當導線為正極性時，鋼腳側的電位較高，腐蝕產生在鋼腳與水泥面交界處（即鋅套處，此處相當於正極電極與電解液接觸位置），如圖4。
當導線為負極性時，鐵帽側的電位較高，腐蝕產生在鐵帽帽口處（此處相當於正極電極與電解液接觸位置），如圖5。
直流絕緣子鋼腳裝有鋅套，鋼帽裝有鋅環，鋅比鋼活潑，鋅套、鋅環優先受到腐蝕，當鋅套、鋅環缺失，或者鋅套、鋅環一側損失殆盡，鋼腳鋼帽將迅速受到腐蝕。
（2）交流絕緣子金具鏽蝕
交流線路絕緣子表面的電解腐蝕效應較弱，鋼腳、鋼帽出現鏽蝕一般源於整體氧化，長期運行中表面鍍鋅層損失後，內部鋼質開始鏽蝕，一般呈現鋼腳、鋼帽整體變色。
鋼帽的鏽蝕會影響傘盤表面污穢度，鋼腳的鏽蝕會影響機械強度，鋼腳的鏽蝕危害更嚴重。
2.3 應對措施
對直流絕緣子應確保鋼腳帶有鋅套、鋼帽帶有鋅環。
早期直流絕緣子鋼帽沒有鋅環，可採用補裝鋅環方式預防腐蝕。根據上文腐蝕位置的分析可知，鋅環應裝在鋼帽與絕緣傘盤接觸的帽口處。
國標GB/T19443—2004規定鋅套應採用純度不低於 99.8%的鋅製造，熔合面積不小於環帽銜接部分的80%，鋅套重量應至少為5 g，外露尺寸大約是總長度的50%。鋅環目前尚無頒布的標準，但目前±1100 kV特高壓直流絕緣子的技術規範書中已做相應規定，一般要求最大厚度至少6 mm，質量至少150 g。
對於交流絕緣子，當發現鋼帽腐蝕、鋅層破壞時，應對鋼腳予以檢查，如鋼腳已發生腐蝕，應儘快更換；僅鋼帽腐蝕時，可繼續運行，但應加強監測，防止表面污閃的發生。
3 總結
① 瓷絕緣子斷串的關鍵是絕緣子產生了零值缺陷，瓷絕緣子低零值原因包括質量不良、遭受多次雷電過電壓衝擊、外界機械應力超標。
② 對於瓷絕緣子低零值問題，針對性措施包括加強低零值檢測、採用疏導性防雷措施、提升線路耐雷水平。
③ 直流絕緣子的鋼腳、鋼帽腐蝕源於電解腐蝕產生的陽極腐蝕，傘盤表面濕潤層相當於電解液；鋼帽腐蝕集中在鋼帽帽口，鋼腳腐蝕集中在鋼腳與水泥接觸處。交流絕緣子的鋼腳、鋼帽出現鏽蝕一般源於長期運行後的氧化。
④ 直流絕緣子鋼腳應有鋅套，鋼帽應有鋅環，交流絕緣子鋼腳一旦腐蝕應儘快更換。
前期個人文章匯總：
一、輸電線路外絕緣
1、絕緣子防污閃技術簡介
2、輸電線路絕緣子結構-1 （瓷/玻璃盤型懸式絕緣子、棒形懸式複合絕緣子）
3、輸電線路絕緣子結構-2 （瓷長棒、瓷/玻璃複合盤型懸式絕緣子）
4、複合絕緣子界面問題及其檢測
5、複合絕緣子斷串及其原因、對應分析方法
6、常見盤型懸式絕緣子參數
7、輸電線路絕緣子生產過程-1 （瓷/玻璃盤型懸式絕緣子）
8、絕緣子生產過程-2 棒形懸式複合絕緣子
9、電力設備絕緣子污穢度測試方法
10、絕緣子積污影響因素1-大氣污染物
11、絕緣子積污影響因素2-氣象參數及電場極化力
12、直流輸電線路絕緣子污閃特性1-污穢度及積污不均勻度的影響
13、海拔高度與串型對直流輸電線路絕緣子污閃特性的影響
二、論文撰寫技巧
1、新一年職稱評定開始，電力行業論文期刊投稿信息匯總供大家參考
2、電力行業期刊論文撰寫技巧-1 摘要、結論撰寫技巧，提升論文命中率
3、電力行業期刊論文撰寫技巧-2 論文引言撰寫技巧及參考文獻快速設置
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