某變電站擴建工程兩次盆式絕緣子破裂原因分析

李建鵬

摘要：通過對某變電站擴建過程中盆式絕緣子破裂原因的分析，吸取經(jīng)驗教訓(xùn)，在以后套管吊裝中應(yīng)使用專用工器具，減少人為影響因素。針對現(xiàn)場安裝不同工況進行培訓(xùn)，提高現(xiàn)場安裝指導(dǎo)人員專業(yè)技能。

關(guān)鍵詞：盆式絕緣子

某變電站擴建工程于2017年1月開始安裝，此次擴建作業(yè)范圍是第三串5033間隔。1月15日在安裝B相套管，下落套管的過程中，聽見碎裂聲音，隨即將套管拔出，事故為隔離開關(guān)（單元號是1203）靜側(cè)盆式絕緣子破裂，盆式絕緣子編號是：2XA16082343。

當(dāng)日又將該套管結(jié)構(gòu)與A相間隔對接，1月17日發(fā)現(xiàn)A相隔離靜側(cè)盆式絕緣子對接法蘭口處漏氣，回收氣體，打開VT端蓋發(fā)現(xiàn)隔離開關(guān)（單元號是1103）靜側(cè)盆式絕緣子破裂，盆式絕緣子編號是：1XA160825107。

這兩次破裂的盆式絕緣子所在間隔位置相同，都是與套管對接的隔離靜側(cè)盆式絕緣子。

1 宏觀分析

兩次破裂的盆式絕緣子如圖1、圖2，針對圖中盆式絕緣子碎裂的現(xiàn)象分析為：在盆式絕緣子中心部位的嵌件承受較大的破壞力或力矩，導(dǎo)致嵌件周圍絕緣材料破損并向周圍延伸。

2 盆式絕緣子出廠試驗質(zhì)量追溯

破裂的兩個盆式絕緣子在廠通過所有出廠考核試驗，實驗報告及裝配記錄見附件。

試驗內(nèi)容包括：盆式絕緣子的探傷、電氣性能、氣密；裝配后的氣密及絕緣試驗。

3 導(dǎo)電桿插入深度校核

該結(jié)構(gòu)圖紙要求導(dǎo)電伸出罐外長度為50±10mm，現(xiàn)場實際測量，伸出長度為58mm，在合格范圍內(nèi)；經(jīng)過計算得出導(dǎo)電桿端部到觸頭槽底的距離為37mm，所以排除導(dǎo)電桿過長造成盆式絕緣子破損的可能性。該結(jié)構(gòu)（未加設(shè)計支撐）已在大量工程中應(yīng)用，未出現(xiàn)類似盆式絕緣子破損事件。

導(dǎo)電桿插入深度：200+58140=118mm；

觸頭座槽深：20045=155mm；

電桿端部到觸頭槽底的距離155118=37mm。

4 運輸情況排查

隔離開關(guān)單元1203和1103在一個運輸箱里，使用三維震動記錄儀，根據(jù)記錄儀的記錄來看，在運輸過程中沒有發(fā)生震動超標(biāo)的問題出現(xiàn)。

5 現(xiàn)場安裝過程分析

一般的吊裝方式，是將吊繩纏繞在套管上方的接線座處法蘭上，這樣吊裝套管不容易產(chǎn)生傾斜或較小的傾斜，同時需要使用水平尺測量套管下法蘭水平度，如果不水平需要重新調(diào)整吊繩，保證套管垂直。

該工程為擴建工程，在擴建安裝過程中需要將舊套管吊起、拆除，再重新裝配。新東北技術(shù)指導(dǎo)人員考慮到舊套管老化后的安全和質(zhì)量隱患，更換了套管的吊裝方式，采取吊裝套管下方的吊裝作業(yè)方式。見圖3。

套管的導(dǎo)電桿與觸頭對接時，導(dǎo)電桿中心線相對觸頭中心線的允許最大的傾斜度為1度，正常吊裝的上端部法蘭，套管結(jié)構(gòu)自然下垂，不會產(chǎn)生較大的傾斜，同時可以水平尺進行校正。

對接要求：首先清理對接口零部件，做好防護，然后將套管結(jié)構(gòu)移至對接口上方，緩慢下落套管并進行找正，保證導(dǎo)電桿倒角端部順利插入觸頭，此過程注意嚴(yán)禁磕碰，導(dǎo)電桿在觸頭的導(dǎo)向環(huán)（導(dǎo)向環(huán)為塑料材料）作用下，順利完成插合。插入深度為110±10mm后，罐體法蘭口合攏，緊固罐外螺栓，對接結(jié)束。

由于取套管下方的法蘭作為吊點時，套管容易傾斜，但是新東北技術(shù)指導(dǎo)人員沒有意識到傾斜對接對產(chǎn)品的危害，未嚴(yán)格執(zhí)行工藝規(guī)程，沒有進行套管垂直度測量及調(diào)整。這樣傾斜的套管導(dǎo)電桿在插入觸頭時，導(dǎo)電桿的外壁與觸頭內(nèi)壁接觸并產(chǎn)生擠壓、卡滯入，擠壓力會隨著導(dǎo)電桿傾斜的角度增加而增大，也會隨著插入深度的增加而增大。

導(dǎo)電桿與觸頭接觸后，卡滯會使觸頭承受很大的壓力及沖擊力，同時對盆式絕緣子產(chǎn)生很大的彎矩。

該結(jié)構(gòu)的觸頭座中心到盆嵌件的距離526mm；

550kV套管結(jié)構(gòu)重量約為1700kg；

套管傾斜對接時，套管的重力壓在觸頭上，會對盆式絕緣子造成約1800kg×10×0.526m=9499N.m的彎矩；同時吊鉤下落中會有一定的沖擊慣性力，對盆式絕緣子造成更大的彎矩。

我公司500kV產(chǎn)品最長7500mm母線的盆式絕緣子所承受的彎矩最大，正常運行的盆式絕緣子承受的最大彎矩為150kg×10×0.2m=300 N.m。計算得出；如果套管有較大的傾斜，產(chǎn)生擠壓、卡滯對該結(jié)構(gòu)盆式絕緣子所產(chǎn)生彎矩是正常情況下的30倍以上。

所以中間相（即B相）套管對接時，套管導(dǎo)電桿插入觸頭后，在下落過程中，對接人員聽見碎裂聲音，拆解后發(fā)現(xiàn)盆式絕緣子破裂，

邊相（即A相）套管對接時，盆式絕緣子破碎的原因與中間相是相同的，只是由于現(xiàn)場機器聲音嘈雜，當(dāng)時未聽見破裂聲音，后期充氣后才發(fā)現(xiàn)漏氣，拆解后發(fā)現(xiàn)盆式絕緣子破裂。

6 經(jīng)驗總結(jié)

綜上所述，這兩次盆式絕緣子破裂原因為：

（1）此次擴建工程的套管吊裝為特殊方法，廠家現(xiàn)場指導(dǎo)人員沒有嚴(yán)格執(zhí)行該方案，未進行套管垂直度檢測，在吊裝時造成套管傾斜安裝。

（2）現(xiàn)場技術(shù)指導(dǎo)人員經(jīng)驗不足，對安裝過程中套管傾斜產(chǎn)生的危害認(rèn)識不夠。

（3）現(xiàn)場技術(shù)指導(dǎo)人員技術(shù)水平不足，吊裝時套管發(fā)生傾斜未及時調(diào)整，造成導(dǎo)電桿和觸頭卡澀，盆式絕緣子受力過大，造成損壞。

參考文獻：

[1]韓清凱，于曉光.基于振動分析的現(xiàn)代機械故障診斷原理及應(yīng)用[M].科學(xué)出版社，2010.

[2]樓家法.高壓開關(guān)機構(gòu)設(shè)計[M].北京：機械工業(yè)出版社，1981.

[3]譚蓉，姜琪.高壓真空斷路器彈簧操動機構(gòu)的設(shè)計[J].甘肅工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2000.