±800kV复奉线重冰区段绝缘子铁帽锈蚀的技术分析及相关建议

[摘要]：介绍了±800kV复奉线（湖北鄂西区段）重冰区绝缘子铁帽在运行的过程中产生锈蚀的基本情况，并结合绝缘子出厂质量、环境影响、污秽因素、电化学锈蚀等等方面进行了简单的分析，对±800kV复奉线绝缘子的运行维护工作提供了相关的指导。

[关键词]：直流；重冰区；铁帽；锈蚀；建议

中图分类号：U225.4+3 文献标识码： A 文章编号：

±800kV特高压直流线路是国家电网公司投资的我国目前线路长度最长，电压等级最高的直流输电线路，于2010年7月26日正式投入运行，至今已有近2年的历程。±800kV复奉线的成功投运行，标志着我国在特高压输电技术发展的历史上实现了重大飞跃，2年来，不仅为西南水电送往华东、华中负荷中心提供了强有力的支持，同时也为特高压直流输电提供了相关的技术支持和积累了相关的运行经验。湖北输变电运行检修公司承担了该线路789基杆塔长度390.618kM直流线路的运行维护工作。在2012年2月±800kV复奉线（#931-#1030湖北鄂西区段）停电检修的过程中发现位于恩施州咸丰县丁寨乡天上坪村的重冰区段#957-#964，共8基杆塔出现绝缘子铁帽锈蚀情况。本文从线路运行维护的角度，结合实际情况，重点对绝缘子钢帽产生锈蚀的原因进行了相关分析，并提出相关的建议。

1、±800kV复奉线（湖北鄂西区段）绝缘配置介绍

#931-#1030区段按设计划分为15mm、20mm、30mm三个冰区，其中15mm中冰区导线悬垂串采用300kN、420kN、550kN单双联V型合成绝缘子串；耐张串采用三联（水平布置、联间距650mm）420kN钟罩型盘式绝缘子，跳线串采用160kN V型合成绝缘子串。重冰区导线悬垂串采用300kN、420kN、550kN单双联V型盘式绝缘子串；20mm重冰区耐张串采用三联（水平布置、联间距1000mm）420kN钟罩型盘式绝缘子，30mm重冰区耐张串采用三联（水平布置、联间距1000mm）550kN钟罩型盘式绝缘子，跳线串采用210kN V型盘式绝缘子串。15mm中冰区耐张塔跳线采用铝管式硬跳线，20mm、30mm重冰区耐张塔跳线采用鼠笼式硬跳线。

2、 绝缘子铁帽锈蚀具体情况介绍

其中#957-#963为30mm重冰区、#963-#964为20mm重冰区，平均海拔高度在1257米，锈蚀部位发生在极Ⅱ线路（负级），其中#957杆塔跳线串发生积污现象（见图1），#958-#964相应的导线串、跳线串绝缘子铁帽上发生了不同程度的锈蚀情况（见图2）

图1

图2

上述区段具体情况见表1

表1

3、绝缘子铁帽锈蚀的具体原因分析

3.1 直流绝缘子出厂质量

根据Q/GDW280-2009《±800kV直流盘形绝绝缘子技术条件》，由于污秽条件下的直流引起的腐蚀问题，盘型悬式绝缘子的钢脚上必须使用锌套。在某些使用场合也可以采用锌环对铁帽加强腐蚀保护。#957-#963区段采用的是钟罩型盘式绝缘子，厂家为大连电瓷和唐山NGK，经查阅相关的厂家材质证明发现，该批绝缘子仅在钢脚处使用了锌套，而未在铁帽上使用锌环，因此，绝缘子出厂的质量是铁帽产生锈蚀的原因之一。

3.2 直流输电绝缘子的积污效应和环境因素的影响

高压输电线路中的绝缘子的实际运行经验表明，在恶劣环境条件的影响下，绝缘子的钢脚、铁帽经长时间运行后会受到不同程度的锈蚀，而这种情况在直流输电线路中更为严重，直流电压越高、锈蚀越严重。由于直流线路吸附效应积污强，同时直流瓷质绝缘子自洁性能较低，而上述高海拔区段长时间持续在覆冰、低温、浓雾等恶劣气候下，是造成绝缘子积污的重要条件。由表1可见，上述8基杆塔锈蚀均发生在容易积污的直路杆塔悬垂绝缘子串和耐张杆塔的跳线绝缘子串，因此，在一定的污秽和环境因素的影响下，绝缘子铁帽产生了一定的氧化锈蚀。

3.3 电化学效应产生锈蚀

对于直流电压下的绝缘子，铁帽锈蚀的主要机理是电化学锈蚀。它是由流经绝缘子表面的泄露电流引起的。由于上述高海拔地区，空气稀薄，气压较低，昼夜温差大，湿度大，电气设备的外绝缘子强度有所下降，当绝缘子表面有一定积污的情况，绝缘子表面又受雾、露、毛毛雨等天气影响充分受潮，以及绝缘子的泄露距离较小，因此绝缘子设备表面形成了一层导电水膜，相对应的泄漏电流较大。当导线为负级时，泄露电流由铁帽经过水泥流入钢脚时，由于铁帽的电位较大，铁帽的金属的电离而渐渐溶解，从而产生电化学锈蚀。

通过上述情况的多种分析，直流绝缘子的出厂质量、积污效应、重冰区特殊气候的影响以及电化学效应是造成上述区段绝缘子铁帽产生锈蚀的主要因素。

4、结论及相关建议

直流绝缘子铁帽锈蚀的情况是影响到特高压输电线路安全稳定运行的主要因素之一，虽然从目前的锈蚀程度来看短时间内暂时不会对绝缘子的机械强度和电气强度造成影响 ，但随着运行时间的延长，在特殊气候条件下及电化学效应的作用下，绝缘子铁帽的锈蚀程度可能会有增加的趋势，锈蚀严重时，可能会对特高压直流输电线路造成污闪事故，因此采取相关的措施是非常有必要的，建议如下：

4.1做好该区段的绝缘子观测和检查工作，定期开展特殊巡视和夜间巡视工作，观察锈蚀情况有无扩大的趋势。有必要时，建议对不容易观测到的导线侧绝缘子和绝缘子钢脚部分进行检查。

4.2在停电大修的过程中，对上述区段进行盐密测量工作，根据盐密测量结果，查看所测值是否与该区段的污秽等级一致，结合运行经验，将测量值作为调整耐污绝缘水平和监督绝缘安全运行的重要依据。

4.3由于绝缘子铁帽部分产生了一定锈蚀，建议喷涂PRTV涂料或针对该重冰区段更换复合绝缘子，提高绝缘子的防污水平，同时考虑到复合绝缘子的防冰闪能力不足，建议更换防冰闪型复合绝缘子。

参考文献

[1] Q/GDW280-2009《±800kV直流盘形绝绝缘子技术条件》

[2]特高压直流输电线路维护与检测 刘振亚主编

[3] Q-GDW 332-2009《±800kV直流架空输电线路运行规程》