CN102361250B - 基于性能评价的运行复合绝缘子现场运行维护方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于性能评价的运行复合绝缘子现场运行维护方法，该方法简单、可操作性强，采用运行检测和抽样检测相结合，确定不同运行环境、不同批次复合绝缘子的机电性能和理化性能，进而制定有针对性的运行维护策略。既可减少不必要的维护，又能避免因复合绝缘子运行维护不当而造成的故障。它的步骤为：1）确定运行复合绝缘子的电气性能；2）确定运行复合绝缘子的机械性能；3）确定运行复合绝缘子的理化性能；4）确定运行复合绝缘子运行维护策略：分析评价运行复合绝缘子的电气、机械和理化性能，确定复合绝缘子的运行状态和老化状况，根据不同的情况有针对性制定不同复合绝缘子的运行维护策略。
Description
技术领域
本发明涉及基于性能评价的运行复合绝缘子现场运行维护方法，属于输电线路运行维护范畴。
背景技术
由于硅橡胶复合绝缘子具有良好的憎水性和憎水性的迁移性，使得其抗污闪能力强，且具有不检零、不清扫、重量轻、运输安装方便等诸多优点。自九十年代以来，复合绝缘子在电力系统得到了广泛应用，成为输电线路防止污闪事故的有效手段之一。
在长期的运行过程中,复合绝缘子在电气、机械和外部环境的共同作用下，会因潮湿、局部放电、电晕、紫外线、化学及生物侵袭等因素的影响而导致机电性能下降。全国不断有复合绝缘子闪络、机械强度下降、击穿、脆断、劣化及鸟害的信息报道，而复合绝缘子运行至今基本处于免维护状态，不同厂家、不同时期、不同工艺生产的运行在不同环境中的复合绝缘子运行可靠性是一个令人担心的问题。
通过评估运行中复合绝缘子的机械性能、电气性能、材料的理化性能等，确定复合绝缘子的老化状况，从而在此基础上制定复合绝缘子运行维护的策略，提高维护的针对性和有效性，避免或减少因复合绝缘子运行维护不当而造成的故障，确保电网的安全稳定运行。
发明内容
本发明解决了上述运行复合绝缘子现场运行维护的问题，提供了基于性能评价的运行复合绝缘子现场运行维护方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种基于性能评价的运行复合绝缘子现场运行维护方法，它的步骤为：
1）确定运行复合绝缘子的电气性能：通过对运行复合绝缘子进行憎水性、污秽度和红外检测及陡波冲击电压试验，得到被检测绝缘子的各性能参数，对试验结果进行分析后确定不同运行环境、不同批次复合绝缘子的电气性能；
2）确定运行复合绝缘子的机械性能：通过对运行复合绝缘子进行机械破坏负荷试验，得到被检测绝缘子的机械性能参数，对试验结果进行分析后确定不同端部连接型式、不同批次复合绝缘子的机械性能；
3）确定运行复合绝缘子的理化性能：通过对运行复合绝缘子进行伞套材料老化性能检测和外观及端部密封性能试验，得到被检测绝缘子的各理化性能参数，对试验结果进行分析后确定不同厂家、不同批次复合绝缘子的理化性能；
4）确定运行复合绝缘子运行维护策略：分析评价运行复合绝缘子的电气、机械和理化性能，确定复合绝缘子的运行状态和老化状况，根据不同的情况有针对性制定不同复合绝缘子的运行维护策略，既可减少不必要的维护，又能避免因复合绝缘子运行维护不当而造成的故障，有利于电网的安全稳定运行。
有益效果：本发明方法简单、可操作性强，采用运行检测和抽样检测相结合，确定不同运行环境、不同批次复合绝缘子的机电性能和理化性能，进而制定有针对性的运行维护策略。既可减少不必要的维护，又能避免因复合绝缘子运行维护不当而造成的故障。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明
1）复合绝缘子电气性能检测
（1）憎水性试验
a.监测点选择
每5～10km设置一个复合绝缘子“憎水性监测点”，监测点应选在输电线路沿线最脏污的地段。
b.检测周期
根据DL/T 864标准规定的检测周期，并结合复合绝缘子的具体运行环境，确定复合绝缘子运行下列时间后应进行首次检测
中等及以下污秽地区（a、b、c级污区）：10～12年。
重污秽地区（d级污区）：8～10年。
非常重污秽地区（e级污区）：5～8年。
特殊重污秽地区（e级污区中的水泥、石灰、铝、碱、冶炼等粉尘污染异常严重及距海1km以内的地区）：3～5年。
c.测量时间
在秋季结合停电检修时进行测量。应选择晴好天气进行测量，若遇雨雾天气，应在雨雾停止一天后进行测量。
d.憎水性检测
根据运行年限，利用停电机会选点登塔测量复合绝缘子的憎水性。抽查三支绝缘子，测量每支绝缘子的上﹑中、下三个位置的一片大伞和一片小伞上﹑下表面的憎水性，并记录测量时间﹑气象条件等，以备分析该批产品的外绝缘状况。
（2）污秽度检测
现场污秽度主要通过测量现场摘取的复合绝缘子表面的等值盐密和灰密来确定，需要时应对污秽物的化学成份进行分析。测量时取复合绝缘子上、中、下三个部位各2片大伞和2片小伞，分别对每个伞的上、下伞面进行测量，以此判断复合绝缘子积污状况，并与憎水性检测结果相结合进行分析。
（3）复合绝缘子红外检测
红外诊断技术是对运行中电气等设备的一种非接触无损检测和故障诊断的技术，可以实现电力设备运行现场大面积温度分布场的扫描和局部缺陷的定点测温，技术先进、检测快速、诊断正确。参照DL/T 864标准规定的首次抽样检测周期，挂网运行后8～10年进行第1次红外检测,若无异常,下一检测周期为5～8年；通过三相比较和不同位置比较，若有发热点较正常部位温差超过1℃，应进一步进行检测、分析，并进行跟踪复测；若有发热点较正常部位温差超过2℃，应结合巡视跟踪检测，利用停电机会更换、检查；若有发热点较正常部位温差超过5℃，应立即进行更换，并进行诊断性检查。
（4）复合绝缘子陡波冲击电压试验
陡波冲击试验主要考核复合绝缘子内界面质量，要求绝缘子在0.1%浓度NaCl水溶液中沸煮24小时后，在48小时内做陡度不小于1000kV/ms正、负极性各五次的陡波冲击试验，用厚小于1mm、宽20mm的铜带缠绕在试品的杆径上做为电极，两次冲击试验间隔为1min，复合绝缘子应只发生外部闪络而不发生内部击穿为合格。
２）复合绝缘子机械破坏负荷试验
对绝缘子进行额定机械负荷耐受试验时，试验期间若发生芯棒破坏、芯棒完全抽出或端部附件损坏，记录此破坏值。耐受试验通过的试品，再将负荷升至试品破坏，记录机械破坏负荷值。通过复合绝缘子机械破坏负荷值可计算出该绝缘子的机械强度裕度，以此来判断复合绝缘子的机械稳定性和残余强度变化趋势。
３）复合绝缘子理化性能检测
（１）外观及端部密封性能老化检查
按照DL/T 864标准对运行复合绝缘子伞套进行粉化、裂纹和开裂、起痕、树枝状通道、蚀损、绝缘子密封情况检查，并检查绝缘子的钢脚或钢帽锈蚀、钢脚弯曲、电弧烧损等情况。
（２）硬度检测
用硬度计进行复合绝缘子伞套材料的硬度检测。
（3）脆性检查
手工对复合绝缘子伞裙对折三次进行脆性检查。
策略
（1）一般复合绝缘子的维护策略
a.若复合绝缘子的憎水性在HC1～HC2、等值附盐密度小于0.2 mg/cm2、灰密小于1.0 mg/cm2、伞套硬度与初始值相比大于0.95、机械破坏负荷与额定机械负荷之比大于1.2、陡波冲击电压试验通过，在外观及端部密封良好、红外测温时温度无异常升高等现象的前提下，则该批绝缘子在5年内可免维护，然后进行抽样检测，以确定下一维护周期。
b.若复合绝缘子满足下列任一条件：憎水性为HC3、等值附盐密度为0.2～0.4 mg/cm2、灰密为2.0～3.0mg/cm2、伞套硬度与初始值相比为0.92～0.95、机械破坏负荷与额定机械负荷之比为1.05～1.2，在外观及端部密封良好、红外测温时温度无异常升高等现象的前提下，则该批绝缘子在3～5年内可免维护，然后进行抽样检测，以确定下一维护周期。
c.若复合绝缘子满足下列任一条件：憎水性为HC4、等值附盐密度为0.4～0.5mg/cm2、灰密为3.0～4.0mg/cm2、伞套硬度与初始值相比为0.90～0.92、机械破坏负荷与额定机械负荷之比为1.00～1.05，在外观及端部密封良好、红外测温时温度无异常升高、表面无粉化和变脆等现象的前提下，该批绝缘子在3年内可免维护，然后进行抽样检测，以确定下一维护周期。
d.若复合绝缘子满足下列任一条件：憎水性为HC5、等值附盐密度为0.5～0.6mg/cm2、灰密为4.0～5.0mg/cm2、伞套硬度与初始值相比为0.88～0.90、机械破坏负荷与额定机械负荷之比为0.90～1.00、红外测温时温度异常升高超过1～2℃，在外观及端部密封良好、表面无粉化和变脆等现象的前提下，该批绝缘子在2～3年内可免维护，然后进行抽样检测，以确定下一维护周期。
e.若复合绝缘子满足下列任一条件：憎水性为HC6、等值附盐密度为0.6～0.7mg/cm2、灰密为5.0～6.0mg/cm2、伞套硬度与初始值相比为0.82～0.88、机械破坏负荷与额定机械负荷之比为0.80～0.90、红外测温时温度异常升高超过2～5℃，在外观及端部密封良好、表面无粉化和变脆等现象的前提下，该批绝缘子在1年内可免维护，然后进行抽样检测，以确定下一维护周期。
f.若复合绝缘子满足下列任一条件：憎水性为HC7、等值附盐密度大于0.7mg/cm2、灰密大于6.0mg/cm2、伞套硬度与初始值相比大于0.82、机械破坏负荷与额定机械负荷之比小于0.80、红外测温时温度异常升高超过5℃，则需进行更换，并扩大抽样检测，以确定更换范围。
（2）异常复合绝缘子的维护策略
a.伞套脆化、粉化或破裂：此复合绝缘子伞套材料已严重老化，无需再进行电气和机械性能测试，直接进行更换；
b.伞套出现漏电起痕与蚀损，且累计长度大于绝缘子爬电距离的10%或蚀损深度大于所处位置材料厚度的30%：此绝缘子已严重受损，继续运行将威胁线路的安全运行，应进行更换。此种情况的出现一般与运行环境密切相关，适当摘取部分绝缘子进行电气、机械和理化性能试验，以确定更换范围；
c.绝缘子各联接部位密封失效、出现可见裂缝和滑移：此种情况会导致复合复合绝缘子的伞套失去对芯棒的保护，造成芯棒机械性能下降，易产生断裂事故，需进行更换。此种情况的出现一般与制造工艺密切相关，适当摘取部分绝缘子进行机械和理化性能试验，以确定更换范围；
d.机械破坏负荷小于0.80的额定机械负荷：此复合绝缘子机械性能已严重下降，机械稳定性差，需进行更换。此种情况的出现一般与制造工艺密切相关，适当摘取同批次的部分绝缘子进行机械性能试验，以确定更换范围；
e.陡波冲击电压试验发生绝缘子内部击穿或复合绝缘子红外测温时温度异常升高超过5℃：此种情况的出现说明绝缘子的芯棒与护套间界面已存在严重缺陷，需尽快进行更换，并适当摘取同批次的部分绝缘子进行电气性能试验，以确定更换范围；
f.复合绝缘子憎水性丧失：此种情况的出现一般与运行环境和产品配方密切相关，尽快适当摘取同厂家相同批次的部分绝缘子进行电气、机械和理化性能试验，以确定更换范围。
上述虽然对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (1)
1.一种基于性能评价的运行复合绝缘子现场运行维护方法，其特征是，该
方法的实现步骤如下：
1)确定运行复合绝缘子的电气性能：通过对运行复合绝缘子进行憎水性、
污秽度和红外检测及陡波冲击电压试验，将试验结果进行分析后确定不同运行环境、不同批次复合绝缘子的电气性能；
2)确定运行复合绝缘子的机械性能：通过对运行复合绝缘子进行机械破坏负荷试验，确定不同端部连接型式、不同批次复合绝缘子的机械性能；
3)确定运行复合绝缘子的理化性能：通过对运行复合绝缘子按照DL/T 864《标称电压高于1000V架空线路用复合绝缘子使用导则》标准进行伞套材料老化性能检测、按照GB/T 19519《标称电压高于1000V的交流架空线路用复合绝缘子定义、试验方法及验收准则》标准进外观及端部密封性能试验，将试验结果进行分析后确定不同厂家、不同批次复合绝缘子的理化性能；
4)确定运行复合绝缘子运行维护策略：分析评价运行复合绝缘子的电气、机械和理化性能，确定复合绝缘子的运行状态和老化状况，根据不同的情况制定不同复合绝缘子的运行维护策略；
所述步骤1)中，对运行复合绝缘子进行憎水性试验的方法如下：
a.监测点选择：每5～10km设置一个复合绝缘子“憎水性监测点”，监测点应选在输电线路沿线最脏污的地段；
b.检测周期：根据DL/T 864标准规定的检测周期，确定复合绝缘子运行下列时间后应进行首次检测：
中等及以下污秽地区：10～12年；
重污秽地区：8～10年；
非常重污秽地区：5～8年；
特殊重污秽地区：3～5年；
c.测量时间：在秋季结合停电检修时，选择晴好天气进行测量，若遇雨雾天气，应在雨雾停止一天后进行测量；
d.憎水性检测：抽查三支绝缘子，测量每支绝缘子的上﹑中、下三个位置的一片大伞和一片小伞上﹑下表面的憎水性，并记录测量时间和气象条件，以分析该批产品的外绝缘状况；
所述步骤1)中，对运行复合绝缘子进行污秽度检测的方法如下：测量时取复合绝缘子上、中、下三个部位各2片大伞和2片小伞，分别对每个伞的上、下伞面进行测量，以此判断复合绝缘子积污状况；
所述步骤1)中，对运行复合绝缘子进行红外检测的周期如下：参照DL/T864标准规定的首次抽样检测周期，挂网运行后8～10年进行第1次红外检测,下一检测周期为5～8年；
所述步骤1)中，对运行复合绝缘子进行陡波冲击电压试验的方法如下：绝缘子在0.1％浓度NaCl水溶液中沸煮24小时后，在48小时内做陡度不小于1000kV/ms，正、负极性各五次的陡波冲击试验，用厚小于1mm、宽20mm的铜带缠绕在试品的杆径上做为电极，两次冲击试验间隔为1min，复合绝缘子应只发生外部闪络而不发生内部击穿为合格；
所述步骤2)中，对运行复合绝缘子进行机械破坏负荷试验的方法如下：
对绝缘子进行额定机械负荷耐受试验时，试验期间若发生芯棒破坏、芯棒完全抽出或端部附件损坏，记录此破坏值；耐受试验通过的试品，再将负荷升至试品破坏，记录机械破坏负荷值；通过复合绝缘子机械破坏负荷值计算出该绝缘子的机械强度裕度，以此来判断复合绝缘子的机械稳定性和残余强度变化趋势；
所述步骤4)中，维护策略包括：
(1)一般复合绝缘子的维护策略
a.若复合绝缘子的憎水性在HC1～HC2、等值附盐密度小于0.2mg/cm2、灰密小于1.0mg/cm2、伞套硬度与初始值相比大于0.95、机械破坏负荷与额定机械负荷之比大于1.2、陡波冲击电压试验通过，在外观及端部密封良好、红外测温时温度无异常升高现象的前提下，则该批绝缘子在5年内免维护，然后进行抽样检测，以确定下一维护周期；
b.若复合绝缘子满足下列任一条件：憎水性为HC3、等值附盐密度为0.2～0.4mg/cm2、灰密为2.0～3.0mg/cm2、伞套硬度与初始值相比为0.92～0.95、机械破坏负荷与额定机械负荷之比为1.05～1.2，并且在外观及端部密封良好、红外测温时温度无异常升高现象的前提下，则该批绝缘子在3～5年内免维护，然后进行抽样检测，以确定下一维护周期；
c.若复合绝缘子满足下列任一条件：憎水性为HC4、等值附盐密度为0.4～0.5mg/cm2、灰密为3.0～4.0mg/cm2、伞套硬度与初始值相比为0.90～0.92、机械破坏负荷与额定机械负荷之比为1.00～1.05，并且在外观及端部密封良好、红外测温时温度无异常升高、表面无粉化和变脆现象的前提下，该批绝缘子在3年内免维护，然后进行抽样检测，以确定下一维护周期；
d.若复合绝缘子满足下列任一条件：憎水性为HC5、等值附盐密度为0.5～0.6mg/cm2、灰密为4.0～5.0mg/cm2、伞套硬度与初始值相比为0.88～0.90、机械破坏负荷与额定机械负荷之比为0.90～1.00、红外测温时温度异常升高超过1℃，并且在外观及端部密封良好、表面无粉化和变脆现象的前提下，该批绝缘子在2～3年内免维护，然后进行抽样检测，以确定下一维护周期；
e.若复合绝缘子满足下列任一条件：憎水性为HC6、等值附盐密度为0.6～0.7mg/cm2、灰密为5.0～6.0mg/cm2、伞套硬度与初始值相比为0.82～0.88、机械破坏负荷与额定机械负荷之比为0.80～0.90、红外测温时温度异常升高超过2℃，并且在外观及端部密封良好、表面无粉化和变脆现象的前提下，该批绝缘子在1年内免维护，然后进行抽样检测，以确定下一维护周期；
f.若复合绝缘子满足下列任一条件：憎水性为HC7、等值附盐密度大于0.7mg/cm2、灰密大于6.0mg/cm2、伞套硬度与初始值相比大于0.82、机械破坏负荷与额定机械负荷之比小于0.80、红外测温时温度异常升高超过5℃，则需进行更换，并扩大抽样检测，以确定更换范围；
(2)异常复合绝缘子的维护策略
a.伞套脆化、粉化或破裂：此复合绝缘子伞套材料已严重老化，无需再进行电气和机械性能测试，直接进行更换；
b.伞套出现漏电起痕与蚀损，且累计长度大于绝缘子爬电距离的10％或蚀损深度大于所处位置材料厚度的30％：此绝缘子已严重受损，继续运行将威胁线路的安全运行，应进行更换；
c.绝缘子各联接部位密封失效、出现可见裂缝和滑移：此种情况会导致复合复合绝缘子的伞套失去对芯棒的保护，造成芯棒机械性能下降，易产生断裂事故，需进行更换；
d.机械破坏负荷与额定机械负荷之比小于0.80：此复合绝缘子机械性能已严重下降，机械稳定性差，需进行更换；
e.陡波冲击电压试验发生绝缘子内部击穿或复合绝缘子红外测温时温度异常升高超过5℃：此种情况的出现说明绝缘子的芯棒与护套间界面已存在严重缺陷，需尽快进行更换，并适当摘取同批次的部分绝缘子进行电气性能试验，以确定更换范围；
f.复合绝缘子憎水性丧失：此种情况的出现一般与运行环境和产品配方密切相关，尽快适当摘取同厂家相同批次的部分绝缘子进行电气、机械和理化性能试验，以确定更换范围。
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