套管和绝缘子故障诊断

一、绝缘子运行状态分析

绝缘子性能主要由电气性能、机械性能、热性能和抗老化性能等决定。

绝缘子的电气性能主要包括：绝缘子闪络特性、各种过电压下的电气性能、绝缘子的污秽闪络特性、油中工频击穿电压特性；

绝缘子的机械性能主要包括：抗弯强度；绝缘子的热性能主要包括其冷热性能。

《规程》规定，用2500V的ZC-430A绝缘电阻测试仪测量绝缘电阻时，多元件支柱绝缘子和每片悬式绝缘子的绝缘电阻不应低于300M。500kV悬式绝缘子的绝缘电阻不低于500M。绝缘子的交流耐压试验前面已论述过。

二、套管运行状态分析

套管式结构是一种容易发生滑闪放电的绝缘结构。为了提高套管的闪络电压，必须采取防止滑闪的措施，改善电场分布。瓷套形外绝缘套管，其放电性能要求与一般绝缘子相同；内绝缘套管是一个电场比较复杂的电容芯子，其热稳定性、耐局部放电性能至关重要。

电容型套管绝缘电阻测量结果应满足：导电芯对抽压端子或测量端子间的绝缘电阻不小于10000M，抽压端子和测量端子间的绝缘电阻不小于1000M，测量端子对法兰的绝缘电阻应不小于1000M。

套管的耐压试验标准见表1-1，试验时间为1min。若试验中该套管无放电现象，内部无击穿响声，ZC-501A试验变压器的仪表指示稳定，则认为合格，试验时允许套管上部有电晕现象。

《规程》规定20℃时tan值(%)不应大于表1-2的规定值。末屏对地绝缘电阻小于1000M时，测量末屏对地的tan值，且不大于2%。电容型套管电容值与出厂值或上一次测量值相比超过±5%时要查明原因。在测量套管介质损耗角正切时，可以同时测得其电容值，其允许偏差为±5%。当套管受潮或电容套管中的一层或数层电容短路时，测得的电容值将增大，此时应查明原因，作出正确分析。

三、套管和绝缘子故障诊断

通常绝缘材料的老化大多是电的、机械的、热的、环境方面等各种主要因素复杂地交叉作用而引起的，因此呈现的老化也是多种多样的。这些异常现象都是能在维护检查时发现，为了事先预防事故而应列为检查的重要项目。

1.龟裂

在发现瓷绝缘子、绝缘套管及环氧树脂制品上有龟裂的情况，无论从电气性能还是机械性能方面说，都是有危险的，必须尽快更换。局部的裙边缺损或凸缘缺损，虽然不一定会引起事故，但由于会扩展成龟裂，所以应及时早日更换为好。

对于瓷制的和高分子材料制的绝缘子和绝缘套管来说，发生龟裂的原因有下列几方面：

(1)瓷绝缘子、绝缘套管龟裂的原因

A.瓷件表面和内部存在着制造过程中产生的微小缺陷，因反复承受外力等作用，使其受到机械应力，然后发展出现龟裂、裙边断裂等。

B.过电压或污损引起的闪络，使瓷件受到电弧、局部过热而引起破坏。

C.绝缘子上涂敷硅脂，一般是作为防污损的措施。当长时间不重涂硅脂而继续使用时，会因硅脂的老化产生漏电流和局部放电，以及发生瓷绝缘子表面釉剂的剥落，裙边缺损和裂缝。

D.由于紧固金具过紧，使瓷件的某些部位上受到过大的应力。

E.由于操作时的疏忽，使绝缘子受到意外的外力打击或投石等外力破坏等原因引起损伤。

F.使用于设备上的瓷套，如内部设备配合不好，有时会引起瓷套间接性的破坏。

(2)高分子材料的绝缘子、套管龟裂的原因

A.制造过程中材料固化收缩时产生的残留内应力会引起龟裂。

B.设备在反复运行、停运的过程中造成的热循环，会因不同材料热膨胀系数的差别，而使制品受到循环热应力，从而引起埋入树脂中的金属剥离和发生龟裂。

C.由于长期运行中绝缘材料机械强度下降或是反复应力引起的疲劳，也会发生龟裂。

D.紧固部位过份紧固而产生机械应力过大引起龟裂。

2.爬电痕迹

当有机绝缘材料表面被污损而且湿润时，表面流过泄漏电流会形成局部的、绝缘电阻较高的干燥带，使加在这一部分上的电压升高，从而产生微小放电。其结果，绝缘表面被炭化形成了导电通路，这就是爬电痕迹。如果对已产生爬电痕迹的绝缘子原样放置而不顾，就会逐渐发展，最后因闪络而引起接地短路事故。

在更换产生有爬电痕迹的绝缘子的同时，必须设法加强对污损及受潮之类问题的管理，设法采用耐爬电痕迹性能优良的材料等，力求防止爬电痕迹再次发生。

3.漏油

内部装有绝缘油的绝缘套管，会由于瓷套管龟裂，过大的弯曲负载引起瓷管错位，或因密封材料老化等引起漏油。当漏油严重时，不仅会引起套管绝缘击穿而且还可能对装有套管的设备本身如变压器、电抗器、油断路器等造成很大的损害。因此，在万一发现有漏油时，应立即调查其严重程度，根据情况采用必要的措施，如停止运行或更换等。

通过观察油面位置及检查套管安装部位四周的情况就能监视漏油。监视油面位置的方法(结构)随不同的制造厂而略有差别，当油面低于油位计的可见范围时应引起注意。

还有，套管的密封材料是采用丁腈共聚物软木和合成橡胶等有机材料，所以随使用时间增长不可避免地会发生老化。因此必须定期检查，每隔适当的期限要更换密封材料。

4.电晕声音

端子金具上突出部分的电晕放电、被污损的绝缘表面产生的沿面放电会发生可听得见的声音。但是绝缘子、套管的龟裂和内部缺陷等也会成为发出电晕声音的原因。听到电晕声音时必须及早查明原因，采取适当的措施。另外，此类电晕放电产生的杂散电波会对无线电、电视产生干扰。

5.端子过热

绝缘套管的中心部位贯穿着通电流的导体，此导体经过套管头部的端子金具与母线等相连接。如端子的连接不良，就会发生过热而使端子变色，绝缘物的寿命缩短等故障。

因此，在用示温涂料或示温片等对导体连接部位进行温度监视的同时，须定期检查此处各种螺栓的紧固状态。