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摘要：通过对500kV沙广乙线N51塔绝缘子掉串故障的分析，找出合成绝缘子芯棒脆断的原因，并针对暴露出的问题，提出了防范的思路和对策。
关键词：绝缘子；掉串；分析；对策
作者简介：陈东波（1972-），男，广东茂名人，广东电网公司东莞供电局，助理工程师，（广东 东莞 523108）上海财经大学MBA学院硕士研究生。（上海 200083）
中图分类号：TM723 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2011）18-0123-02
合成绝缘子具有重量轻、强度高、不需测零、耐污性能好、不需要频繁清扫、易于运输和安装等优点，在高压输电线路中的应用越来越普及。我国合成绝缘子使用量居全球第二位，使用量远远超过400万支。在1999年以前我国生产的复合绝缘子多数都采用外楔、内楔式结构。这些产品在线路上运行一般都已11年以上。随着运行时间的增长，这种早期生产的复合绝缘子已逐渐暴露出当时芯棒采用的材料和端部连接工艺上的缺陷，在酸性物质长期作用下，合成绝缘子的芯棒很容易出现脆性断裂，造成掉串的现象。东莞供电局管辖的500kV沙广乙线在2010年就发生一起由于该类合成绝缘子芯棒脆断引发的线路故障。
一、线路运维的概况
500kV沙广乙线由原500kV沙江乙线于2006年12月解口形成。原500kV沙江乙线于1995年投运，2004年4月解口入香山站后形成500kV沙香线由中山局运行维护；2006年12月解口入广南站形成500kV沙广乙线共145基塔由广州局运行维护；2009年12月输电线路属地化管理后，东莞境内N1-N64塔移交东莞局运行维护。
二、故障情况简介
2010年11月6日10时15分，东莞供电局接到中调500kV沙广乙线跳闸故障通知后迅速行动，组织8个巡线组对500kV沙广乙线N1-N64进行故障性巡视，同时通知线路沿线辖区的虎门配电营业部、沙田供电公司派员协助巡视，共组织工作人员约80人进行查线。于11时30分，运行人员地面检查发现500kV沙广乙线N51塔B相绝缘子断串，其余线段巡视未见异常。14时27分，完成工作票许可手续后，立即安排线路运行人员登塔检查设备损伤程度，设备损伤情况如下：500kV沙广乙线N51塔B相单V串合成绝缘子面向大号侧右串导线端数起第3个大伞群处断裂，左串无损伤；N51塔B相2号子导线大号侧断11股，小号侧断23股，但钢芯完好；现场检查杆塔、挂线金具无异常。
三、故障绝缘子分析
1.故障绝缘子基本情况
发生断串的B相故障绝缘子悬挂形式为单V型串；绝缘子型号为FXBW-500/160-4450；制造工艺为：硅橡胶外套整体注射、金具与环氧普通芯棒（非耐酸）内楔连接；是东莞高能电气股份有限公司1997年12月生产的复合绝缘子，于1998年在沙广乙线挂网运行，该型号绝缘子采用1片大伞、2片小伞的伞裙设计，共33片大伞、64片小伞，断裂位置发生在高压端第3、4片大伞之间，如图1所示，复合外护套撕裂，芯棒纤维断裂不规整，长短不一，最长的芯棒纤维从护套内撕裂抽芯至第6片大伞位置。
伞裙护套表面脏污，伞裙弹性良好，无粉化、劣化、硬化现象，两端金具锈蚀。高压端第2片至第8片大伞之间外护套表面呈直线分布有若干烧蚀点，如图2所示，护套表面无外力破坏痕迹。
2.故障绝缘子试验分析
（1）解剖情况。将故障绝缘子高压侧第5大伞至10大伞之间伞裙及护套材料削去后，发现芯棒与护套界面大部分区域发黑，碳化严重，如图3。而且，从芯棒表面特征可以得出，距离折断口越近，则芯棒表面碳化越严重。经过长时间运行，复合绝缘子芯棒表面颜色发黄。
将高压侧第17至18大伞之间硅橡胶材料削去后，芯棒表面完好，无碳化现象。
（2）试验情况。对故障绝缘子进行了有关试验，并分别锯出故障绝缘子的高压端第7-8大伞、14-16大伞，制成10mm带护套样品，进行品红渗透试验，结果表明：7-8大伞所制样品，在30s内沿界面（芯棒与护套之间）从下表面渗透到上表面。14-16大伞所制样品，在15min后未见渗透。试验结果排除了芯棒材料和工艺等制造原因造成绝缘子的断裂。
故障绝缘子的完好段（17-33大伞段）的表面憎水性良好，红外和紫外检测正常，定拉伸机械负荷均试验合格，未发现电蚀损及其他异常情况。
对B相并联绝缘子（即V型串的另一支）进行的试验结果表明：该绝缘子的主要电气和机械性能指标满足运行规程要求。
（3）试验结论。对故障绝缘子进行的试验结果表明：故障绝缘子的主要机械性能指标满足运行规程要求，排除了芯棒材料和工艺等制造原因造成绝缘子断裂的可能性。
3.故障绝缘子断裂机理分析
故障绝缘子是采用内楔连接，即是将芯棒端部锯开一条切口，在切口压入楔型的金属件，而芯棒外部是用一个锥形内腔的金属筒体套箍（如图4所示）。该结构是利用预紧力自锁的特点：当施加外力或在運行中遇到冲击荷载或其他的一些情况，会造成芯棒外移，此时，内楔块与芯棒同步外移，使芯棒在金具内腔保持夹紧状态。内楔式结构的特点是组装工艺简单，接球头强度稳定、分散性小、拉伸强度高。但该种结构的缺点同样是很明显，就是破坏了芯棒的完整性。若端部密封不好，潮气进入锯开的缝隙中将给芯棒的劣化带来严重威胁。
芯棒是由上百万根引拔的玻璃纤维与浸渍有硫化剂的环氧树脂经高温拉挤固化而成，其中承受负荷的是玻璃纤维，其拉伸强度超过600MPa。雨水和潮气在高压电场下极易形成弱硝酸液体，如果合成绝缘子端部密封不良或外护套破坏，这些酸液就会沿着护套和芯棒界面渗入芯棒内部，从而导致环氧树脂溶胀，直至开裂解体。随着环氧树脂基体的破坏，酸和水介质侵蚀环氧树脂与玻璃纤维粘接面，造成粘接面剥离，使酸和水介质直接触及玻璃纤维表面，与玻璃纤维中的CaO 及MgO等碱性氧化物接触，这些碱性氧化物与酸液反应，使得碱性氧化物溶解，在玻璃纤维的晶格中形成高应力区，导致微裂纹和玻璃纤维机械性能的下降直至断裂。经过长期的芯棒酸蚀试验，大量数据表明：长时间酸蚀是造成芯棒脆断的重要原因。酸的来源有两种：一是上述的弱硝酸液体。合成绝缘子高压端部电场强度较高，电晕严重，空气在电场的作用下电离，产生氮离子与空气中的水结合生成弱硝酸；二是酸雨，尤其在酸雨严重的重污染区。这些弱酸通过端部密封不严部分直接与芯棒接触，或者沿着合成绝缘子的裂纹慢慢渗透，在电场作用下横向缓慢腐蚀周围的环氧树脂和玻璃纤维，逐渐形成完全丧失机械性能的平整脆断面。随着时间的推移，脆断层不断增大，芯棒有效面积不断缩小，芯棒在弱酸的长期作用下发生断裂，待断裂面积达到整个截面的相当比例时，余下部分承受不住导线的垂直荷载而发生断裂，伴随着拉丝现象产生合成绝缘子脆断。
四、故障绝缘子断裂的原因
结合上述分析的情况，由试验结果直接排除了芯棒材料和工艺等制造原因造成绝缘子的断裂，而对B相并联绝缘子（即V型串的另一支）进行的试验结果表明，端部密封良好，各项指标满足运行规程要求，基本可以肯定不是端部密封的问题造成绝缘子断裂。因此，故障绝缘子高压端第2片至第8片大伞的烧蚀点应是绝缘子断裂的原因根源。
故障绝缘子因为护套的多点电蚀损，绝缘子断裂点又处于高场强区域，在电晕的作用下，空气电离形成酸性物质，遇到水分，生成弱硝酸液体，弱硝酸液体或遇上的酸雨会沿着合成绝缘子的蚀孔慢慢渗透，在电场作用下横向缓慢腐蚀周围的环氧树脂和玻璃纤维，在运行电压的作用下，受潮范围沿着芯棒不断扩大，芯棒逐渐脆化，随着时间的推移，脆断层不断增大，芯棒有效面积不断缩小。在风力（特别是垂直线路的风力）和导线垂直荷载的外部因素的作用下，绝缘子芯棒因长期承受拉-压（弯）交变应力而逐渐疲劳受损，最后芯棒的有效部分因承受不住导线的重量而导致绝缘子断裂。
五、思考与对策
1.故障暴露出的问题
虽然本次故障为偶然事件的概率较大，但偶然中也存在着必然的因素。在整个故障过程中，暴露出以下几个方面的问题。
（1）该批次绝缘子为早期产品，多数都采用外楔、内楔式结构，芯棒耐酸性能差。端部密封只有一道关口，材料多使用室温硫化硅橡胶，其耐电蚀和老化性能均比较差。
（2）均压环的选用不合理。故障绝缘子选用的是开口式均压环，开口式均压环虽具有较强的引弧作用，但在其开口处有较高的场强，因而造成绝缘子高压侧的护套承受比其他部位高很多的电场作用，绝缘子断裂处位于高电场强度位置印证了这一点。
（3）对绝缘子的检测手段有限。由于目前对运行中的合成绝缘子内部故障的监测手段比较有限，很难提前发现合成绝缘子的内部故障，特别是合成绝缘子的端部密封检测开展难度较大。
（4）运输、存储、安装等过程保护不佳。绝缘子在投入运行时护套已受到损伤，在高电场强度下长期受局部放电腐蚀，在护套上形成了多点电蚀损。
（5）本次故障中的绝缘子V型挂法虽具有风偏小，保证电气安全距离的优点，但在防导线掉落方面，效果并不理想，其中任何一串绝缘子断裂，都会发生导线掉落的事件。
（6）本次故障虽为护套电蚀损导致的绝缘子断裂，但绝不能忽视端部密封的问题。由端部密封不严或失效导致绝缘子断裂的案例在全国占的比例最大，因此应对此做好深入研究和提前制定防范措施。
2.处理方法
（1）全线逐步更换成新一代合成绝缘子。新型合成绝缘子金具和芯棒的连接方式采用压接式，提高了绝缘子的机械强度和长期运行的可靠性；芯棒为耐酸芯棒，大大地提高了合成绝缘子抗腐蚀能力和机械性能长期稳定性；端部密封采用高温硫化硅橡胶为材料整体注射包胶且多层密封，极大提高了金具端部密封可靠性。
因此，利用停电检修的机会尽快、尽早、尽多地把新型合成绝缘子逐步更换到整条线路，是防止线路绝缘子再掉串的一个重要举措。
（2）优化均压环设计，合理地选用均压环。实验证明：高压端均压环的管径r越大，越能降低装环侧的端部场强和平均场强，当均压环的深入距离Δh≈0时，均压环开口平面处的芯棒、金具连接处将承受最大场强。因此，要优化均压环设计，适当增加均压环外径，在保证满足间隙要求的情况下提高均压环罩入深度等。在均压环的选用方面，在目前可选择的范围内，尽量采用外径大、罩入深的闭口式均压环，以起到降低绝缘子导线侧电场强度和均匀电场的作用。
（3）减少合成绝缘子的非运行性损伤。1）改进合成绝缘子包装方式。合成绝缘子的包装对保护合成绝缘子质量起重要作用，由于合成绝缘子的硅橡胶层属易脆性材料，易受损坏，而送电线路具有分散、地域范围广、交通困难的特点，材料的运输既有车船运输又有人力抬运。因此，合成绝缘子生产厂家应结合送电线路的特点，采用分散小包装方式，每个包装箱以2～3串为宜，箱体要有一定强度，保证合成绝缘子在运输过程中不受损伤。
2）改进合成绝缘子安装方法。合成绝缘子安装过程中的质量控制也很关键，直接影响合成绝缘子的运行。目前线路施工单位在安装合成绝缘子时大多采用单点起吊安装方式，对110kV和220kV线路，由于绝缘子串长度不很长，整体刚性较好，起吊过程中受弯弯矩一般很小，不会有明显损伤；而500kV线路的合成绝缘子长度达4.45m，属细长杆结构，单点起吊时中间弯矩很大，芯棒外面的硅橡胶层有可能因过度受拉而开裂，另外在起吊过程中，风或其他振动都可能使合成绝缘子与塔身发生碰撞而损伤，所以在起吊长度较长的合成绝缘子前有必要对其末端进行牵引，保护合成绝缘子在起吊过程中不与塔身碰撞。
（4）采用双V绝缘子四独立点挂法，使导线掉落事件的发生概率降到最低。对于一些酸雨严重的污染区、大档距、大高差、重要跨越点的合成绝缘子，采取将原来V型挂法改为双V绝缘子四独立点挂法，这样即使断了一串，另一V型绝缘子仍可承受導线的重力，不至于发生导线掉落而导致导线烧损的事件。
（5）加强运行检测，开展红外成像仪检测合成绝缘子研究。合成绝缘子出现缺陷后，可能产生热成像图像突变的情况。运行部门应加强对运行中的合成绝缘子检测，以便尽早发现有隐患的合成绝缘子。同时着手研究红外成像仪检测合成绝缘子，据此分析绝缘子的内部状况，探索和积累相关的经验。
（6）打破常规，大胆创新地运用多种绝缘子组合模式。针对合成绝缘子串分布电压不均匀，靠近导线端部要承受25％～30％运行电压的问题，可充分利用无需测零、能承受较高工频耐受电压的玻璃绝缘子。这种模式采用合成绝缘子与玻璃绝缘子组合方式，在导线侧加装2、3片盘式玻璃绝缘子，使合成绝缘子端部均压环及接头连接处离开高压端，以降低合成绝缘子高压端伞裙的承受电压，改善合成绝缘子串的电场分布，消除了500kV线路合成绝缘子串导线端高场强引发的硅橡胶电蚀穿孔，接头密封损坏，水分、酸雨侵入芯棒而碳化脆断的隐患，且不需要进行塔头间隙、交跨、风偏校验。同时还因增挂了2、3片玻璃绝缘子，提高了雷电全波冲击的耐受电压。
六、结束语
这次事故为偶然事件的概率较大，但不能因此而忽视其危害性，应立足防患于未然的角度去思考问题和探索问题，运用多种运维手段或多种手段的组合去消除绝缘子存在的隐患，保证输电线路的长期安全可靠运行。
致谢：在撰写本次论文期间，得到了东莞供电局输电部尹创荣同志和输电线路三班的大力支持，为我提供了大量的原始资料和数据，谨此致谢。
参考文献：
[1]李兆广,刘俊勇.500kV V 形复合绝缘子串芯棒断裂故障分析[J].广东电力,2009,(9).
[2]沈芃,等.复合绝缘子芯棒脆断故障调查及原因分析[J].河南电力,2007,(3).
[3]顾洪连,沈其荣.输电线路绝缘子掉串事故的原因分析[J].电力建设,2002,(2).
（责任编辑：麻剑飞）
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
关键词：绝缘子；掉串；分析；对策
作者简介：陈东波（1972-），男，广东茂名人，广东电网公司东莞供电局，助理工程师，（广东 东莞 523108）上海财经大学MBA学院硕士研究生。（上海 200083）
中图分类号：TM723 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2011）18-0123-02
合成绝缘子具有重量轻、强度高、不需测零、耐污性能好、不需要频繁清扫、易于运输和安装等优点，在高压输电线路中的应用越来越普及。我国合成绝缘子使用量居全球第二位，使用量远远超过400万支。在1999年以前我国生产的复合绝缘子多数都采用外楔、内楔式结构。这些产品在线路上运行一般都已11年以上。随着运行时间的增长，这种早期生产的复合绝缘子已逐渐暴露出当时芯棒采用的材料和端部连接工艺上的缺陷，在酸性物质长期作用下，合成绝缘子的芯棒很容易出现脆性断裂，造成掉串的现象。东莞供电局管辖的500kV沙广乙线在2010年就发生一起由于该类合成绝缘子芯棒脆断引发的线路故障。
一、线路运维的概况
500kV沙广乙线由原500kV沙江乙线于2006年12月解口形成。原500kV沙江乙线于1995年投运，2004年4月解口入香山站后形成500kV沙香线由中山局运行维护；2006年12月解口入广南站形成500kV沙广乙线共145基塔由广州局运行维护；2009年12月输电线路属地化管理后，东莞境内N1-N64塔移交东莞局运行维护。
二、故障情况简介
2010年11月6日10时15分，东莞供电局接到中调500kV沙广乙线跳闸故障通知后迅速行动，组织8个巡线组对500kV沙广乙线N1-N64进行故障性巡视，同时通知线路沿线辖区的虎门配电营业部、沙田供电公司派员协助巡视，共组织工作人员约80人进行查线。于11时30分，运行人员地面检查发现500kV沙广乙线N51塔B相绝缘子断串，其余线段巡视未见异常。14时27分，完成工作票许可手续后，立即安排线路运行人员登塔检查设备损伤程度，设备损伤情况如下：500kV沙广乙线N51塔B相单V串合成绝缘子面向大号侧右串导线端数起第3个大伞群处断裂，左串无损伤；N51塔B相2号子导线大号侧断11股，小号侧断23股，但钢芯完好；现场检查杆塔、挂线金具无异常。
三、故障绝缘子分析
1.故障绝缘子基本情况
发生断串的B相故障绝缘子悬挂形式为单V型串；绝缘子型号为FXBW-500/160-4450；制造工艺为：硅橡胶外套整体注射、金具与环氧普通芯棒（非耐酸）内楔连接；是东莞高能电气股份有限公司1997年12月生产的复合绝缘子，于1998年在沙广乙线挂网运行，该型号绝缘子采用1片大伞、2片小伞的伞裙设计，共33片大伞、64片小伞，断裂位置发生在高压端第3、4片大伞之间，如图1所示，复合外护套撕裂，芯棒纤维断裂不规整，长短不一，最长的芯棒纤维从护套内撕裂抽芯至第6片大伞位置。
伞裙护套表面脏污，伞裙弹性良好，无粉化、劣化、硬化现象，两端金具锈蚀。高压端第2片至第8片大伞之间外护套表面呈直线分布有若干烧蚀点，如图2所示，护套表面无外力破坏痕迹。
2.故障绝缘子试验分析
（1）解剖情况。将故障绝缘子高压侧第5大伞至10大伞之间伞裙及护套材料削去后，发现芯棒与护套界面大部分区域发黑，碳化严重，如图3。而且，从芯棒表面特征可以得出，距离折断口越近，则芯棒表面碳化越严重。经过长时间运行，复合绝缘子芯棒表面颜色发黄。
将高压侧第17至18大伞之间硅橡胶材料削去后，芯棒表面完好，无碳化现象。
（2）试验情况。对故障绝缘子进行了有关试验，并分别锯出故障绝缘子的高压端第7-8大伞、14-16大伞，制成10mm带护套样品，进行品红渗透试验，结果表明：7-8大伞所制样品，在30s内沿界面（芯棒与护套之间）从下表面渗透到上表面。14-16大伞所制样品，在15min后未见渗透。试验结果排除了芯棒材料和工艺等制造原因造成绝缘子的断裂。
故障绝缘子的完好段（17-33大伞段）的表面憎水性良好，红外和紫外检测正常，定拉伸机械负荷均试验合格，未发现电蚀损及其他异常情况。
对B相并联绝缘子（即V型串的另一支）进行的试验结果表明：该绝缘子的主要电气和机械性能指标满足运行规程要求。
（3）试验结论。对故障绝缘子进行的试验结果表明：故障绝缘子的主要机械性能指标满足运行规程要求，排除了芯棒材料和工艺等制造原因造成绝缘子断裂的可能性。
3.故障绝缘子断裂机理分析
故障绝缘子是采用内楔连接，即是将芯棒端部锯开一条切口，在切口压入楔型的金属件，而芯棒外部是用一个锥形内腔的金属筒体套箍（如图4所示）。该结构是利用预紧力自锁的特点：当施加外力或在運行中遇到冲击荷载或其他的一些情况，会造成芯棒外移，此时，内楔块与芯棒同步外移，使芯棒在金具内腔保持夹紧状态。内楔式结构的特点是组装工艺简单，接球头强度稳定、分散性小、拉伸强度高。但该种结构的缺点同样是很明显，就是破坏了芯棒的完整性。若端部密封不好，潮气进入锯开的缝隙中将给芯棒的劣化带来严重威胁。
芯棒是由上百万根引拔的玻璃纤维与浸渍有硫化剂的环氧树脂经高温拉挤固化而成，其中承受负荷的是玻璃纤维，其拉伸强度超过600MPa。雨水和潮气在高压电场下极易形成弱硝酸液体，如果合成绝缘子端部密封不良或外护套破坏，这些酸液就会沿着护套和芯棒界面渗入芯棒内部，从而导致环氧树脂溶胀，直至开裂解体。随着环氧树脂基体的破坏，酸和水介质侵蚀环氧树脂与玻璃纤维粘接面，造成粘接面剥离，使酸和水介质直接触及玻璃纤维表面，与玻璃纤维中的CaO 及MgO等碱性氧化物接触，这些碱性氧化物与酸液反应，使得碱性氧化物溶解，在玻璃纤维的晶格中形成高应力区，导致微裂纹和玻璃纤维机械性能的下降直至断裂。经过长期的芯棒酸蚀试验，大量数据表明：长时间酸蚀是造成芯棒脆断的重要原因。酸的来源有两种：一是上述的弱硝酸液体。合成绝缘子高压端部电场强度较高，电晕严重，空气在电场的作用下电离，产生氮离子与空气中的水结合生成弱硝酸；二是酸雨，尤其在酸雨严重的重污染区。这些弱酸通过端部密封不严部分直接与芯棒接触，或者沿着合成绝缘子的裂纹慢慢渗透，在电场作用下横向缓慢腐蚀周围的环氧树脂和玻璃纤维，逐渐形成完全丧失机械性能的平整脆断面。随着时间的推移，脆断层不断增大，芯棒有效面积不断缩小，芯棒在弱酸的长期作用下发生断裂，待断裂面积达到整个截面的相当比例时，余下部分承受不住导线的垂直荷载而发生断裂，伴随着拉丝现象产生合成绝缘子脆断。
四、故障绝缘子断裂的原因
结合上述分析的情况，由试验结果直接排除了芯棒材料和工艺等制造原因造成绝缘子的断裂，而对B相并联绝缘子（即V型串的另一支）进行的试验结果表明，端部密封良好，各项指标满足运行规程要求，基本可以肯定不是端部密封的问题造成绝缘子断裂。因此，故障绝缘子高压端第2片至第8片大伞的烧蚀点应是绝缘子断裂的原因根源。
故障绝缘子因为护套的多点电蚀损，绝缘子断裂点又处于高场强区域，在电晕的作用下，空气电离形成酸性物质，遇到水分，生成弱硝酸液体，弱硝酸液体或遇上的酸雨会沿着合成绝缘子的蚀孔慢慢渗透，在电场作用下横向缓慢腐蚀周围的环氧树脂和玻璃纤维，在运行电压的作用下，受潮范围沿着芯棒不断扩大，芯棒逐渐脆化，随着时间的推移，脆断层不断增大，芯棒有效面积不断缩小。在风力（特别是垂直线路的风力）和导线垂直荷载的外部因素的作用下，绝缘子芯棒因长期承受拉-压（弯）交变应力而逐渐疲劳受损，最后芯棒的有效部分因承受不住导线的重量而导致绝缘子断裂。
五、思考与对策
1.故障暴露出的问题
虽然本次故障为偶然事件的概率较大，但偶然中也存在着必然的因素。在整个故障过程中，暴露出以下几个方面的问题。
（1）该批次绝缘子为早期产品，多数都采用外楔、内楔式结构，芯棒耐酸性能差。端部密封只有一道关口，材料多使用室温硫化硅橡胶，其耐电蚀和老化性能均比较差。
（2）均压环的选用不合理。故障绝缘子选用的是开口式均压环，开口式均压环虽具有较强的引弧作用，但在其开口处有较高的场强，因而造成绝缘子高压侧的护套承受比其他部位高很多的电场作用，绝缘子断裂处位于高电场强度位置印证了这一点。
（3）对绝缘子的检测手段有限。由于目前对运行中的合成绝缘子内部故障的监测手段比较有限，很难提前发现合成绝缘子的内部故障，特别是合成绝缘子的端部密封检测开展难度较大。
（4）运输、存储、安装等过程保护不佳。绝缘子在投入运行时护套已受到损伤，在高电场强度下长期受局部放电腐蚀，在护套上形成了多点电蚀损。
（5）本次故障中的绝缘子V型挂法虽具有风偏小，保证电气安全距离的优点，但在防导线掉落方面，效果并不理想，其中任何一串绝缘子断裂，都会发生导线掉落的事件。
（6）本次故障虽为护套电蚀损导致的绝缘子断裂，但绝不能忽视端部密封的问题。由端部密封不严或失效导致绝缘子断裂的案例在全国占的比例最大，因此应对此做好深入研究和提前制定防范措施。
2.处理方法
（1）全线逐步更换成新一代合成绝缘子。新型合成绝缘子金具和芯棒的连接方式采用压接式，提高了绝缘子的机械强度和长期运行的可靠性；芯棒为耐酸芯棒，大大地提高了合成绝缘子抗腐蚀能力和机械性能长期稳定性；端部密封采用高温硫化硅橡胶为材料整体注射包胶且多层密封，极大提高了金具端部密封可靠性。
因此，利用停电检修的机会尽快、尽早、尽多地把新型合成绝缘子逐步更换到整条线路，是防止线路绝缘子再掉串的一个重要举措。
（2）优化均压环设计，合理地选用均压环。实验证明：高压端均压环的管径r越大，越能降低装环侧的端部场强和平均场强，当均压环的深入距离Δh≈0时，均压环开口平面处的芯棒、金具连接处将承受最大场强。因此，要优化均压环设计，适当增加均压环外径，在保证满足间隙要求的情况下提高均压环罩入深度等。在均压环的选用方面，在目前可选择的范围内，尽量采用外径大、罩入深的闭口式均压环，以起到降低绝缘子导线侧电场强度和均匀电场的作用。
（3）减少合成绝缘子的非运行性损伤。1）改进合成绝缘子包装方式。合成绝缘子的包装对保护合成绝缘子质量起重要作用，由于合成绝缘子的硅橡胶层属易脆性材料，易受损坏，而送电线路具有分散、地域范围广、交通困难的特点，材料的运输既有车船运输又有人力抬运。因此，合成绝缘子生产厂家应结合送电线路的特点，采用分散小包装方式，每个包装箱以2～3串为宜，箱体要有一定强度，保证合成绝缘子在运输过程中不受损伤。
2）改进合成绝缘子安装方法。合成绝缘子安装过程中的质量控制也很关键，直接影响合成绝缘子的运行。目前线路施工单位在安装合成绝缘子时大多采用单点起吊安装方式，对110kV和220kV线路，由于绝缘子串长度不很长，整体刚性较好，起吊过程中受弯弯矩一般很小，不会有明显损伤；而500kV线路的合成绝缘子长度达4.45m，属细长杆结构，单点起吊时中间弯矩很大，芯棒外面的硅橡胶层有可能因过度受拉而开裂，另外在起吊过程中，风或其他振动都可能使合成绝缘子与塔身发生碰撞而损伤，所以在起吊长度较长的合成绝缘子前有必要对其末端进行牵引，保护合成绝缘子在起吊过程中不与塔身碰撞。
（4）采用双V绝缘子四独立点挂法，使导线掉落事件的发生概率降到最低。对于一些酸雨严重的污染区、大档距、大高差、重要跨越点的合成绝缘子，采取将原来V型挂法改为双V绝缘子四独立点挂法，这样即使断了一串，另一V型绝缘子仍可承受導线的重力，不至于发生导线掉落而导致导线烧损的事件。
（5）加强运行检测，开展红外成像仪检测合成绝缘子研究。合成绝缘子出现缺陷后，可能产生热成像图像突变的情况。运行部门应加强对运行中的合成绝缘子检测，以便尽早发现有隐患的合成绝缘子。同时着手研究红外成像仪检测合成绝缘子，据此分析绝缘子的内部状况，探索和积累相关的经验。
（6）打破常规，大胆创新地运用多种绝缘子组合模式。针对合成绝缘子串分布电压不均匀，靠近导线端部要承受25％～30％运行电压的问题，可充分利用无需测零、能承受较高工频耐受电压的玻璃绝缘子。这种模式采用合成绝缘子与玻璃绝缘子组合方式，在导线侧加装2、3片盘式玻璃绝缘子，使合成绝缘子端部均压环及接头连接处离开高压端，以降低合成绝缘子高压端伞裙的承受电压，改善合成绝缘子串的电场分布，消除了500kV线路合成绝缘子串导线端高场强引发的硅橡胶电蚀穿孔，接头密封损坏，水分、酸雨侵入芯棒而碳化脆断的隐患，且不需要进行塔头间隙、交跨、风偏校验。同时还因增挂了2、3片玻璃绝缘子，提高了雷电全波冲击的耐受电压。
六、结束语
这次事故为偶然事件的概率较大，但不能因此而忽视其危害性，应立足防患于未然的角度去思考问题和探索问题，运用多种运维手段或多种手段的组合去消除绝缘子存在的隐患，保证输电线路的长期安全可靠运行。
致谢：在撰写本次论文期间，得到了东莞供电局输电部尹创荣同志和输电线路三班的大力支持，为我提供了大量的原始资料和数据，谨此致谢。
参考文献：
[1]李兆广,刘俊勇.500kV V 形复合绝缘子串芯棒断裂故障分析[J].广东电力,2009,(9).
[2]沈芃,等.复合绝缘子芯棒脆断故障调查及原因分析[J].河南电力,2007,(3).
[3]顾洪连,沈其荣.输电线路绝缘子掉串事故的原因分析[J].电力建设,2002,(2).
（责任编辑：麻剑飞）
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