［摘　要］　介绍了孝感供电局支柱绝缘子超声波探伤的应用，结合该局氵刁东220 kV变电站管母支柱绝缘子断裂的经过及处理情况，分析了事故发生的原因，提出了关于管母的安装、运行、设计、试验等方面的意见。

　　［关键词］　超声波探伤；管母；支柱绝缘子；金具　　

　　支柱绝缘子是电力系统内设备运行的重要部件，数量巨大。棒型支柱绝缘子在加工过程中会产生开裂、变形、高温氧化、生烧或过烧以及产生内部夹层、保温泡、内部裂纹等缺陷。近年来，由于支柱绝缘子的质量及自然老化等问题引起的绝缘子损坏事故发生较多，严重影响了系统的安全运行。

1　事故发生经过　　
　　2000年4月30日11时47分，氵刁东220 kV 3号母线氵刁3002接地器（在母线两端）支柱绝缘子B相从底部断裂，导致该段母线倒落（见图1）。倒落后，母线被搁在氵刁  3002接地器操作机构水平连杆上，另一端固定管母的金具被拉断，管母伸缩节被扭曲。　　
　　2000年4月30日18时15分，氵刁031刀闸在操作送电时，C相支柱绝缘子突然从上法兰部断裂坠落，差点造成人身伤亡事故。

2　支柱绝缘子的超声波探伤检验方法　　
    超声波探伤（UT）是利用超声波在弹性介质中传播时遇界面产生反射、折射等的特性来探测材料内部或表面缺陷的探伤方法。其特点是检测厚度大，灵敏度高，速度快，成本低，能对缺陷定位和定量，同时对人体无害。

　　为了有效消除运行中支柱绝缘子的缺陷和防止有缺陷的绝缘子进入系统运行，超声波无损检测支柱绝缘子的方法在系统中得到广泛的应用，并且在应用中不断完善，取得了较好的效果。我局在氵刁东变电站管母支柱绝缘子事故后，对氵刁变220 kV所有母线和刀闸支柱绝缘子进行了超声波控伤，发现了大量带伤运行的绝缘子（见表1），并及时对带伤的绝缘子进行了更换，消除了设备隐患，保证了系统的安全运行。

　　根据支柱绝缘子易损部位及其结构特点，采用ST－7A型幅度显示脉冲反射接触式超声波探伤仪，该探伤仪适合现场手工探伤。采用横波探伤法，可以检测出与探测面垂直或成一定角度的缺陷，非常适合于支柱绝缘子法兰内部分瓷质的检测。探头频率为2．5 MHz。耦合剂选用在垂直壁上不易流失的CG－88型专用超声波探伤耦合剂。

3　事故原因分析　　
　　氵刁东变电站1997年12月投运。220 kV双母带旁路全部采用硬母线结构。管母型号GM－100，固定金具型号MGG－100，接地器型号JW2－200－600A，支柱绝缘子及接地器支柱绝缘子均为抚顺电瓷厂1996年产品，支柱绝缘子型号ZS－220／8，抗弯强度8 000 N，接地器支柱绝缘子抗弯强度4 000 N，220 kV刀闸为GW6－220 GD型剪刀式刀闸。
　　绝缘子的断裂是一种突发现象，但它的发生既有绝缘子本身的原因，又有运行过程中外部因素的影响。从现场探测结果（见表1）看，所有管母支柱绝缘子缺陷均发生在下节，而刀闸支柱绝缘子均发生在上节，这说明支柱绝缘子在运行和操作中受伤是产生缺陷和断裂的主要原因，同时从现场调查的结果来看，制造工艺落后，产品质量不高，也是绝缘子断裂的内在原因。
3．1　产品质量问题
　　从这次事故后对其他支柱绝缘子探伤的结果来看（见表1），有缺陷的管母支柱绝缘子占绝缘子总数的10％，刀闸支柱绝缘子的缺陷率为11．9％。根据调查，绝缘子在质量上存在以下几个方面的问题：

　　（1）绝缘子断裂面有分层现象，说明绝缘子在出厂时内部就存在裂纹。
　　（2）断裂的绝缘子水泥浇装不实，有间隙空洞存在，使应力分布不均，造成瓷瓶松动、进水等不良后果，使绝缘子强度大大降低。氵刁东管母和刀闸支柱绝缘子的断裂都发生在法兰端面处，说明浇装缺陷对绝缘子质量影响很大。
　　（3）从氵刁031刀闸断裂面可以看到：四周水泥厚薄不一，瓷瓶浇装偏心，造成间隙不均。间隙过小，难以保证胶合剂填满所有空隙，浇装强度低；间隙过大，胶合剂填充数量多，胶合剂本身强度比瓷体低得多，且收缩值大，使绝缘子强度降低。
3．2　运行操作过程中受伤
　　这种损伤无外乎内力和外力的作用。一方面管母一字水平布置，在运行过程中受到风力、接地刀闸操作力和刀闸操作带来的摆动力等外力作用以及管母本身热胀冷缩的内力作用，对管母支柱绝缘子的抗弯强度带来考验。另一方面，刀闸支柱绝缘子在操作过程中也会受到震动力和接地刀闸的推力作用。

　　（1）固定管母的金具被拉断，而且断裂金具与管母之间没有移动的痕迹，说明金具与管母之间联结很紧，检查其他金具与管母的联结情况，都是如此。因此，断定安装过程中未考虑管母的热胀冷缩现象，金具固定太紧，使管母伸缩节失去作用，是本次事故的主要原因之一。
　　（2）管母接地器支柱绝缘子设计强度不够。接地器支柱绝缘子设计抗弯强度只有4 000 N，比中间支柱绝缘子（设计8 000 N）低一倍。探伤结果表明：几乎所有接地器支柱绝缘子都带伤。这说明接地器支柱绝缘子强度偏低是其断裂的一个重要原因。

　　（3）从探伤结果看，存在缺陷的刀闸均为1字号和2字号的主母线刀闸，3字号的旁路刀闸未发现缺陷，而且缺陷部位都在上法兰部。3号旁母平常处于备用状态，刀闸操作次数较少，而1号、2号主母线刀闸操作次数较多。所以，刀闸的操作力是刀闸支柱绝缘子缺陷和断裂的主要外部原因。GW6－220GD型隔离开关，其弹簧机构及接地开关的静触头固定在绝缘子顶端。在刀闸操作时，绝缘子会受到弹簧的震动力；在接地开关操作时，如果接地开关调整不当或接地刀杆太长，会使绝缘子顶端受到额外的推力，造成上节绝缘子法兰处断裂。氵刁031刀闸（已·85·断裂）的运行情况也证明了这一点：该刀闸的接地开关在事故同一天曾因C相（断裂相）合不到位而调整过，在调整过程中，接地刀杆使绝缘子受到额外的推力而受伤，后来操作刀闸时又由于弹簧的震动，致使上节绝缘子法兰处断裂。

4　事故处理情况　　
　　（1）更换氵刁1号、2号、3号母线共6组接地器支柱绝缘子及探伤判废的中间支柱绝缘子19只，刀闸支柱绝缘子9只，接地器全部改用抗弯强度8 000N的支柱绝缘子（原设计抗弯强度为4 000 N）。
　　（2）对氵刁1号、2号、3号母线固定金具进行改造，对管母伸缩节处的固定金具采取反向安装和内壁打磨的方法，增加固定金具的内径（见图2），使每一段管母线只有一端紧固，而另一端放松，防止管母线热胀冷缩使支柱绝缘子受力受伤。

5　结论与建议　　
　　（1）管母支柱绝缘子断裂主要是由管母热胀冷缩引起的，安装单位要考虑到防止管母支柱绝缘子因热胀冷缩而受伤。
　　（2）接地器支柱绝缘子设计强度不够，也是引起绝缘子断裂的重要因素。设计部门应考虑到接地器支柱绝缘子强度问题。
    （3）厂家需进一步提高绝缘子的质量。

    （4）新设备投运前，必须做绝缘探伤试验。

　　（5）母线停电检修时，应使用高空作业车，严禁攀爬支柱绝缘子。
　　（6）对运行中的硬母线，定期进行超声波绝缘子探伤试验。