1 典型事故情况
(1)1999年12月,投产才一周的鄂州供电局220 kV华容变电站,管形母线接地器支柱绝缘子下法兰处瓷体断裂,造成母线短路。
(2)2000年6月15日18时6分,焦作市电业局220 kV修武变电站220 kV东母线C相北端头支柱瓷瓶断裂,同时引发往南4个支柱瓷瓶从顶端断裂,母线向东侧脱落后砸在隔离开关和断路器引线上,造成东母线B、C相间短路,差动保护动作,跳开东母线所连全部断路器。约4min后,管形母线重力将B、C相断路器及TA瓷瓶拉断,母线进一步脱落后压在断路器引线上,造成西母线B、C相短路,差动保护动作,西母线所带断路器跳闸,全站失压。
(3)2000年7月17日,青海电力公司110 kV乐都变电站在停电操作中,110 kVⅠ母线817号隔离开关B相支柱瓷瓶从底部断裂。
(4)2000年8月17日,北京供电局昌平变电站2203—5隔离开关C相下节操作瓷瓶从上法兰根部处断裂,动触头下落约1m。动触头掉落放弧,导致220 kV 5号乙母线B、C相短路,母线差动保护动作掉闸;同时造成220kV 5号乙母线与其上方(垂直距离约3.3m)3号变压器至2203断路器的跨越引线放电短路,3号变压器保护动作掉闸。
(5)2001年3月13日12时30分,沈阳供电公司220 kV文成变电站2号主变压器220 kV侧东隔离开关C相瓷柱出现裂纹并发生倾斜,在倒系统的过程中,C相瓷柱最终于12时58分折断落地,造成220 kV东母线单相接地,由于220 kV母线差动保护未动作,使文成变电站全站停电。同日12时44分,张官变电站张河甲线旁路母线隔离开关A相瓷柱折断,张河甲线断路器跳闸,线路停电。
(6)2001年4月,鄂州供电局110 kV旭光变电站在操作隔离开关时,隔离开关支柱绝缘子下法兰处瓷体断裂。
(7)2001年5月21日,上海电力公司220 kV港口变电站进行220 kV母线差动保护带负荷试验时,当操作拉开220 kV旁路母联正母线隔离开关时,220 kV旁路母联正母线隔离开关A相母线侧支持瓷瓶(下节瓷瓶中间法兰处)断裂,坠落至220 kV副母线C相,造成220 kV正副母线二相短路故障,220 kV母线差动保护动作造成全站停电。
(8)2001年7月2日20时38分,济南供电局220 kV平阴变电站220 kVI母线南端第一级支柱绝缘子下节上法兰根部断裂,致使I母线B相搭落至架构上,母线差动保护动作跳闸。
(9)2001年11月30日,滇西电业局220 kV下关变电站220 kV下剑线进行复电操作过程中,当电动合上2621隔离开关时,A相隔离开关支柱瓷瓶下节折断。引流线抛至A相支柱电杆上引起母线单相接地,造成母线差动保护动作,主变压器201断路器跳闸,220 kV下剑线、220 kV下谢线跳闸,220 kV下关变电站与系统解列。
2 高压支柱瓷绝缘子断裂情况的统计与分析
本次调查的范围为1996年1月1日至2001年12月31日66~500 kV(含直流)变电站母线、隔离开关等运行设备支柱瓷绝缘子发生的各类断裂事故。从10个方面进行了统计分析,以了解发生的程度、规律、特点、责任环节等。
2.1按发生(发现) 断裂的年度统计情况
据不完全统计,按发生(发现)断裂的年度统计,其分布情况如表1所列。
表1 高压支柱瓷绝缘子按发生(发现)断裂的年度统计的分布情况
起
损坏程度 1996 1997 1998 1999 2000 2001 合计
折 断 6 20 8 22 38 44 138
开 裂 11 32 46 46 60 46 241
其 他 0 3 1 2 0 3 9
合 计 17 55 55 70 98 93 388
从表1可以看出,6年来断裂总数为388起(实际可能更多),其中2000年、2001年偏多,并有逐年上升趋势。统计表明,普通低强度(4kN)的瓷绝缘子出现断裂问题较多,高强瓷(8kN及以上)的问题较少。高压支柱瓷绝缘子部分折断或全部开裂引起变电站运行障碍的事件占多数,由折断造成变电站停电或设备损坏的事故占少数,但危及电网安全运行,隐患严重。
2.2 按发生断裂的所在地区统计
高压支柱瓷绝缘子断裂事故按东北、华北、西北、华东、华中、南方等6个地区统计,其分布情况如表2所列。
表2 瓷绝缘子断裂事故按地区统计的分布情况起
起
地 区 东北 华北 西北 华东 华中 南方 合计
折 断 40 28 22 13 21 14 138
开 裂 153 29 17 6 19 17 241
其 他 0 5 0 0 2 2 9
合 计 193 62 39 19 42 33 388
从表2可以看出,发生断裂事故的地区,北方多于南方,尤其东北地区最多。但是,折断事故在全国各地都有发生,应当引起重视。
2.3 按断裂事故的电压等级统计
高压支柱瓷绝缘子断裂事故按其电压等级统计,其分布情况如表3所列。
表3 高压支柱瓷绝缘子断裂事故按其电压等级统计的分布情况
电压等级/kV 66 110 220 330 500 合计
数量/起 78 101 204 2 3 388
表3显示,高压支柱瓷绝缘子断裂事故主要集中在220kV、110kV及66kV电压等级,分别占52.6%、26%和20.1%。
2.4 按支柱瓷绝缘子的支撑设备统计
高压支柱瓷绝缘子支撑的设备主要是隔离开关和母线。其断裂事故按支撑设备统计,其分布情况如表4所列。
表4 按瓷绝缘子支撑设备统计的分布情况
支撑设备 母线 隔离开关 引线 其他 不详 合计
数量/起 54 315 3 15 2 389
注:有1起220 kV绝缘子断裂,其支撑设备含母线和隔离开关2种。
从表4可看出,断裂事故中涉及隔离开关的占81%,母线的占13.9%。这二项占了整个事故的94.9%。
2.5 按损坏状况统计
按损坏状况统计,其分布情况如表5所列。
表5 按瓷绝缘子损坏状况统计的分布情况
损坏状况
折断(合计138起) 开裂(合计241起) 其他 不详 合计
位置
上 中 下 不详 上 中 下 不详
数量/起
38 20 42 38 39 29 111 62 2 7 388
注:“中”是指支柱瓷绝缘子上节的下部或下节的上部。
从表5可看出,断裂事故中折断占35.5%,开裂占62%,折断的比例是不少的。
2.6 按各责任环节统计
断裂事故按支柱瓷绝缘子制造运行全过程各责任环节统计,其分布情况如表6所列。其中,“运行”包括检修和操作,“其他”是指未包含已包括在前4个环节的状况。
表6 按责任环节统计的分布情况
环 节 制 造 设 计 安 装 运 行 其 他
数量/起 243 13 49 61 57
表6显示,制造环节的原因是主要的。但是,设计、安装及运行环节的原因也是不可忽视的。
2.7 按主要技术原因统计
断裂事故按主要技术原因统计,其分布情况如表7所列。这个分析也是对上述责任环节分析的技术上分类的表述。值得注意的是,有时一起断裂事故涉及到多种原因。
表7 按主要技术原因统计的分布情况
原因 产品质量 设计 安装 检修 操作 强度低 有旧伤 外力 电应力 腐蚀 其他
数量/起 243 13 49 18 50 11 5 20 6 4 42
表7显示,造成支柱瓷绝缘子断裂,产品质量原因占大多数(52.7%),安装、检修、操作等原因也不容忽视。
2.8 按产品厂商统计
按断裂支柱瓷绝缘子的提供厂商统计,其分布情况如表8所列。表8中,厂商名称是用A、B、C等字母代替。
表8 按产品厂商统计的分布情况
厂商 电 瓷 厂 开关厂 其他 不详 合计
A B C D E F A B C
数量/起 127 23 20 12 9 7 104 37 13 19 17 388
注:“其他”包括“数量少于5只的厂商共13家”。
从上表可以看出,瓷绝缘子断裂集中发生在某些电瓷厂和开关厂的产品上,都应当引起这些厂商和电力企业的高度重视。
2.9 按产品投运年限统计
断裂事故按运行年限统计,其分布情况如表9所列。
表9 按投运年限统计的分布情况
投运年限/年 <1 1~2 2~3 3~4 4~5 5~6 6~7 7~8
数量/起 10 16 12 39 13 13 25 5
投运年限/年 8~9 9~10 10~11 11~12 12~13 13~14 14~15 15~16
数量/起 16 17 14 11 6 9 23 18
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