一、 运行环境总体概况
1. 气象环境概况
山东位于我国中纬度地带长江以北的东部沿海,全省的气候属于夏季多雨、冬季干燥、春秋季较短、略带大陆性特点的湿润气候。山东省气候温和，雨量集中，四季分明，属于暖温带季风气候。夏季盛行偏南风，炎热多雨，冬季刮偏北风，寒冷干燥;春季天气多变，干早少雨多风沙;秋季天气晴爽，冷暖适中。全省气候地区差异东西大于南北。山东省年平均气温11℃～14℃，由南而北，自西向东递减。 鲁西南平均气温多在13℃以上，济南、枣庄等地达14℃以上，胶东半岛、黄河三角洲最低，多在12℃乃至11℃以下。一月份全省平均气温-1～-4℃，七月份全省平均气温24～27℃。山东各地冬季最长，一般为140～165天，夏季次之，约为72～108天，春、秋两季较短，约为50～70天。山东无霜期一般为180～220天。年平均降水量550～950mm，由东南向西北递减。半岛南部、鲁东南沿海、鲁南最多，达800～900mm;鲁西北及黄河三角洲最少，仅550mm左右。
随着山东省工农业生产的迅速发展,特别是乡镇企业的不断兴起和发展,交通运输量的增加,化肥、农药的广泛使用和海雾对内陆影响的扩大;随着城市环保条件的改善,城市高大的烟囱日益增多,高大的烟囱虽然改善了污染源附近的环境,可是并未减少污染物的排放量,只是将污秽物向更远、更广的地区扩散,使原来离污染源较远的农田、郊区中的输电线路受到污染,大气环境污染及远方飘尘对线路的安全运行已构成了相当严重的威胁,各地的污染程度日趋加剧,污染范围不断扩大。
2. 地理环境分布概况
山东省地处黄河下游，南北最宽处距离约420km，东西最长处距离约700km，使山东自然地理的东西差异远比南北差异明显。山东的地形较复杂，东部是半岛西部及北部属黄泛平原，中南部为山地丘陵。地貌类型包括中山、低山、丘陵、台地、盆地、平原、湖泊等多种类型;其中山地和丘陵约占全省总面积的33%，其余三分之二主要是平原。境内中部山地突出，西南、西北低洼平坦，东部缓丘起伏，形成以山地丘陵为骨架，平原盆地交错环列其间的地貌大势。泰山山脉雄踞中部，海拔1545米，为全省最高点。黄河三角洲一般海拔2一l0米，为全省陆地最低处。黄河由西向东流入渤海, 每年携带约12亿吨泥沙, 使黄河三角洲的海岸线平均每年以3～5km的速度向海伸展。
3. 主要污秽种类分布、污区等级分布
山东绝大多数地市大气污染比较严重,其中二氧化硫和氮氧化物含量较高的有济南、淄博、潍坊、青岛、济宁、莱芜、枣庄、滨州。由于这些地区是重工业区,其中冶金、化工、电力、化肥、农药等工业很发达,对大气污染非常严重。青岛、济南、东营、烟台等地降水的导电率较高，青岛、烟台等沿海地区的监测站离海较近，降水的电导率偏高，但主要还是由空气污染造成的。降水PH值较高和较低的地区有济南、淄博、潍坊、青岛、泰安、聊城、菏泽，降水PH值最低的是青岛、最高的是泰安，易形酸雨和碱雨。因此, 局部地区污区等级为d～e级污区。
青岛、烟台、威海、潍坊等地距海近,在每年的干燥季节内多海雾。由于海雾中含有大量的NaCl凝结核,对输变电设备外绝缘影响很大。而聊城、菏泽、德州等地,尽管雾日较多,因这些地区为内陆地区, 雾中含水量较少, 因此对输变电设备外绝缘的影响没有海雾严重，将离海10km范围内的海边地区划为e级污区。潍坊北部含盐量很高，离海30km以内划为e级污秽区。在潍坊地区北部莱州海湾南岸和半岛东部威海地区五垒岛弯、靖海湾地区基本上以成片的盐场为主，晒盐场等距海30km以内的地区为e级污区。
在山东境内,凡是平原地区,例如鲁南、鲁北、鲁中以及东部半岛上的平原,都是人口密集,工业发达的地区，污染较重，为d～e级污区。
鲁西、鲁中山区及丘陵地带,其中包括沂蒙山区、泰莱山区以及东部距海较远的半岛内部的丘陵地带,由于人口密度相对较少,凡无工矿企业的地区,自然环境相对较干净, 污区等级一般为c级污区。
黄河下游及入海口的滨州及东营地区，多为冲积平原和盐碱地,因为盐碱地含导电性物质多,污区等级一般为d级。
由于乡镇企业的飞速发展, 特别是发展较快的化肥、农药、砖瓦、石灰、水泥等乡镇企业,在原来清洁的地区内形成许多小污染源。如临沂市区西北和东南方向，主要是一些建材、化工、制药等企业，污染情况较以前加重，由原来的III级污区调整为e级污区;聊城的茬平县，乡镇企业发展较快，污染加重，为d～e级污区。
山东的矿产资源非常丰富,特别是能源矿产丰富,是我国重要的煤炭生产基地之一, 也是我国第二大石油生产基地。自古以来,山东的工农业生产、经贸交易和水陆交通都很发达。省内的铁路、公路交通网络四通八达,各类交通工具排放的废气及扬尘也加剧了对周围环境的污染。因此，在铁路沿线500m宽范围内,将污区等级调整为不低于c级;根据公路路面(土面或沥青面)和车流量大小适当提高污区等级和绝缘配置。
随着乡镇企业的发展,县城和乡镇的污染严重,生活废气也加剧了农村环境的污染,由于农业生产中普遍使用农药、化肥,在冬季因长期干旱、少雨多雾,地表裸露,而且盐碱地区的地面扬尘中含有较多的导电物质,因此山东地区环境很干净的a级污区不存在。由于山东人口多,农村人员占绝大多数,生活炉灶主要以柴和煤为主要燃料,因此人口集中的城镇所产生的废气也加剧了环境污染,一般都根据城镇的大小将其周围1～2km范围内为d～e级污区。
近几年，随着临沂市区北部南坊新区和沿沂河两岸的开发建设和环境治理，主要是建成文化、教育和居住中心，原来的一些污染企业已迁移，这一区域污染情况较以前有明显改善，因此沿沂河两岸北到南坊、南到110kV庄墩站以北的区域和南坊区域由原来的IV级污区调整为d级污区。
二、 绝缘子运行及故障情况
1. 绝缘子运行情况
截止到2010年底，山东电力集团公司所辖110kV及以上输电线路共使用瓷绝缘子287063串，其中500kV 18422串、220kV 195773串、110kV 71884串;玻璃绝缘子10218串，其中500kV 3078串、220kV 5832串、110kV 678串;瓷长棒绝缘子52串，其中±660kV 16串、500kV 36串;复合绝缘子341774支，其中±660kV 4172支、 500kV 47590支、220kV 157433支、110kV 132579支。
2006年1月～2010年12月，新增瓷绝缘子86451串、玻璃绝缘子3936串、瓷长棒绝缘子16串、复合绝缘子163096支;退役瓷绝缘子10660串、玻璃绝缘子8串、瓷长棒绝缘子0串、复合绝缘子14006支。新投运瓷绝缘子主要厂家有大连电瓷厂、苏州电瓷厂、内蒙古精诚电瓷厂、淄博电瓷厂、唐山NGK公司等;新投运玻璃绝缘子厂家主要有自贡赛迪维尔、南京电瓷厂、浙江金利华公司等;新投运复合绝缘子厂家主要有淄博泰光、淄博齐林、湖北襄樊、广东高能等。
2001年1月～2005年12月，新增瓷绝缘子94756串、玻璃绝缘子2280串、瓷长棒绝缘子36串、复合绝缘子121687支;退役瓷绝缘子12169串、玻璃绝缘子0串、瓷长棒绝缘子0串、复合绝缘子12588支。新投运瓷绝缘子主要厂家有大连电瓷厂、淄博电瓷厂、唐山NGK公司等;新投运玻璃绝缘子厂家主要有自贡赛迪维尔公司;新投运复合绝缘子厂家主要有淄博泰光、淄博齐林、湖北襄樊等。
2000年12月以前，新增瓷绝缘子101320串、玻璃绝缘子4002串、瓷长棒绝缘子0串、复合绝缘子54442支;退役瓷绝缘子17213串、玻璃绝缘子0串、瓷长棒绝缘子0串、复合绝缘子7762支。新投运瓷绝缘子主要厂家有大连电瓷厂、淄博电瓷厂、唐山NGK公司等;新投运玻璃绝缘子厂家主要有自贡赛迪维尔公司;新投运复合绝缘子厂家主要有淄博泰光、淄博齐林、湖北襄樊等。
绝缘子退役主要是由于输电线路退役、老旧线路和瓷绝缘子更换为复合绝缘子等原造成，部分复合绝缘子退役是由于进行抽样试验和重污区电蚀损而进行更换造成的。
2. 绝缘子机械故障情况
(1)2000年12月以前
1996年12月30日3:46，220kV济临线C相污闪掉闸，重合不成，三相掉闸，30日14:40发现#88 C相靠导线第一片瓷瓶(淄博电瓷厂83年产品，XP-7型)球头从钢帽脱出，导线落地，30日22:08修复，31日2:37送电正常
1996年12月31日7:04，220kV十龙线B相污闪掉闸，重合不成，8:47强送不成，10:50发现#545中相靠导线第2片瓷瓶(淄博电瓷厂82年产品，XP-6型)球头从钢帽脱出，导线搭在横担上，导线断11股，31日17:50修复，20:30送电正常。
2000年9月22日16:40，220kV龙芝线保护动作,线路跳闸，重合不成。巡视发现#14塔B相复合绝缘子断裂，造成导线落地事故，为芯棒脆断引起。
2000年5月29日1:30，220kV珠黄线保护动作,线路跳闸，重合不成。巡视发现#113杆B相(边相)复合绝缘子脆断，造成导线落地事故。
(2)2001年1月至2005年12月
2001年8月25日13:58, 威海局220kV凤涝线保护动作,开关跳闸, 重合不成。巡视发现#22塔中相(C相)复合绝缘子断裂,导线下落到铁塔分叉处(ZM形塔)。分析认为是复合绝缘子芯棒脆断引起。
(3)2006年1月至2010年12月
2008年5月24日8:33，500kV潍崂线B相故障跳闸，重合失败,三相跳闸，故障测距0.08km。根据测距，对线路进行巡视，8:42线路人员现场检查发现500kV潍崂线#277(崂山变电站出线第一基塔)B相前跳线悬垂复合绝缘子在导线侧第7～8伞裙间断裂，在重锤和引流线下落的作用下致使后悬垂绝缘子串线夹断裂，导致引流线完全脱离。
3. 故障原因分析
(1)瓷绝缘子断串掉线
绝缘子质量不稳定,在机电负荷的联合作用下产生低值或零值，降低了整串绝缘子的绝缘强度。绝缘子串在大雾中闪络时，短路电流直接通过瓷瓶内部，发热造成快速膨胀，而导致瓷绝缘子钢帽炸裂，绝缘子串断串，导线落地。在近几年的绝缘子检测中,已经发现淄博电瓷厂82年、83年生产的绝缘子进入劣化期,零值较多,这次济临线和十龙线的污闪掉线事故都是零值绝缘子造成的。
(2)复合绝缘子脆断
脆断的复合绝缘子采用真空灌胶工艺生产，芯棒和护套之间只有密封胶。由于密封胶粘度较大、真空灌胶时真空度不够、密封胶固化时有一定的收缩率，造成芯棒与护套之间存在气泡或气隙。若在高压端存在气泡,此处电场强度较高, 在电场的作用下产生的氮离子与气体中的水份结合生成弱硝酸，芯棒在弱酸的长期作用下发生断裂，待断裂的面积达到整个截面积相当比例时，余下的部分承受不住导线的重量发生断裂，伴随拉丝现象。
(3)复合绝缘子芯棒整体强度下降
复合绝缘子护套在制造过程中存在缺陷，在电场作用下产生电蚀损，造成护套破坏而进水、受潮，导致芯棒水解、粉化、腐蚀、变色，芯棒断面整体机械强度下降，在正常机械负荷作用下引起断裂。
4. 家族性缺陷统计
早期复合绝缘子采用真空灌胶工艺，由于制造原因，抽取的真空度无法保证，可造成在复合绝缘子护套与芯棒内界面存在空气间隙，在长期运行中，不断发生局部放电，导致界面内部击穿。
我国早期的复合绝缘子为真空灌胶工艺生产，当时国内无耐酸芯棒,所用的芯棒均为非耐酸芯棒。目前，国内已研制并生产出了耐酸腐蚀芯棒，真空灌胶工艺现已被淘汰，大部分采用挤包穿伞或整体注射工艺生产复合绝缘子，芯棒与护套之间不会存在气泡，能够有效避免因护套内气隙存在而引起的复合绝缘子脆断事故。
三、 绝缘子检测及维护
1. 绝缘子检测与清扫
根据山东电网输电线路的运行经验和山东的污湿特征，依据有关标准和要求，山东电网绝缘子的检测及维护原则如下：
(1)采用瓷绝缘子而又未涂RTV涂料的500kV线路原则上每年进行一次停电清扫，清扫时间一般安排在11～12月。在扫后50天左右对特殊污染点进行选点测盐密，若盐密超标，应再进行停电清扫。
(2)220kV及以下线路, 凡在d级及以下污区内采用防污型瓷绝缘子的线路采用盐密指导清扫; 凡是采用普通型瓷绝缘子的线路, 每年入冬前必须进行停电清扫, 且清扫后50天左右选点监测盐密, 视线路的实际积污状况确定是否需要增加清扫次数。
(3)对运行中的复合绝缘子按照DL/T864要求进行抽检和维护，并参照“盐密监测点”设置一定数量的“检查监测点”，定期对复合绝缘子进行检查和检测，以分析该批产品的外绝缘状况。
2. 绝缘子检测工作开展情况
(1)复合绝缘子抽样检测
山东电力研究院自94年开始每年对全省运行的部分复合绝缘子进行机电性能跟踪抽样试验。试品运行时间分布在1年6个月至14年之间，运行地区包含内陆重工业污染区、一般农田和沿海地区,污染源包括煤矿、公路、海雾、化工石油、水泥厂等，抽取的试品基本上包括我省复合绝缘子的各种运行环境。抽取的试品主要进行外观检查、憎水性试验、工频干湿闪电压试验、陡波冲击电压试验、人工雾耐受电压试验、50%雷电冲击放电电压试验、额定机械负荷试验和机械破坏负荷试验等。
在进行抽样试验时，有2支110kV真空灌胶复合绝缘子在进行工频闪络电压试验时内界面击穿，有2支110kV真空灌胶复合绝缘子在进行陡波冲击电压试验时内界面击穿。山东青岛供电公司的1支110kV真空灌胶复合绝缘子在大雾天气发生内界面击穿，采用真空灌胶工艺生产的复合绝缘子的内界面存在薄弱环节。试验发现不同厂家生产的外楔式复合绝缘子机械残余强度相差较大，有的厂家的产品运行三年后机械破坏负荷明显低于额定机械破坏负荷，甚至低达额定值的20～30%;有的厂家的产品运行多年后仍保持良好的机械性能。总体来看外楔式的复合绝缘子残余机械强分散性较大，机械性能不稳定。
(2)2010年开展的工作
2010年结合停电检修工作，选点对438支运行的复合绝缘子进行登杆检查，检查绝缘子外观、电蚀情况、憎水性等。对250条线路、425662片瓷绝缘子进行了定期检零，共检测出零低值瓷绝缘子208片。对运行复合绝缘子进行了抽样试验，试验发现在海边运行11年的220kV复合绝缘子存在电蚀损现象。结合线路停电，对瓷和玻璃绝缘子进行了清扫，对特殊污秽区内的瓷和玻璃绝缘子涂刷了RTV涂料46309片，进一步提高了线路的抗污闪能力。2010年，超高压公司共计清扫瓷或玻璃绝缘子151741片，完成57基耐张塔瓷绝缘子清扫、涂刷RTV长效涂料工作，共完成21096片RTV涂料喷涂工作。
(3)积极采用新技术
青岛、德州、淄博等供电公司购置了绝缘子在线监测系统，实时测量绝缘子串的泄漏电流，检测绝缘子串的放电情况，能够对泄漏电流超标的绝缘子及时进行报警，以便采取相应措施，防止绝缘子闪络。
(4)研究复合绝缘子积污特性
山东电力集团公司与清华大学合作研究了复合绝缘子的自然积污特性、内楔和外楔式复合绝缘子机械稳定性，研究了复合绝缘子老化因素、伞形爬距对其污闪和湿闪性能的影响、复合绝缘子端部电场分析及限制值、耐雷电冲击特性、模拟鸟粪闪络、复合绝缘子耐应力腐蚀性能等。在复合绝缘子自然积污方面得出以下结论：1运行复合绝缘子憎水性分布最为显著的特征是上伞面的憎水性总是优于下伞。许多情况下上伞具有优异的憎水性，在HC2～HC3级内，而下伞面憎水性较差，在HC4～HC6范围内。2复合绝缘子伞裙在主要污源方向或迎风面的方向的憎水性往往比相反方向即背风面差。用HC法衡量，上伞面迎背风的差距在1～2级。对于下伞面及端部金具附近，迎风面与背风面之间的差距缩小，甚至可能相反。3复合绝缘子污秽度分布的重要特征同样是上下伞面之间的差异。根据所有测量结果，下伞面与上伞面污秽度比值的平均值在4～5，下伞面积污明显重于上伞面。对整只绝缘子来说，除端部几个伞外，多数情况下上下伞面的污秽度各自均匀分布。上下伞灰盐比例的平均值在2～3。4复合绝缘子迎风面的污秽度一般大于背风面，可以很容易辨认出来。5端部场强对污秽的积聚有一定的作用。端部场强对上伞污秽度的影响很小，可以忽略。但是对于下伞的污秽分布，在重污秽环境条件下，端部特别是高压端部有非常明显的影响。另外，复合绝缘子的憎水性污秽度与运行时间及运行环境之间存在一定的关系。根据测量结果来看,在一定的运行时期内，复合绝缘子的憎水性与运行时间没有明显的关系，而是主要受运行环境条件的影响。
四、 总结及建议
(1)绝缘子基本情况
截止到2010年底，山东电力集团公司所辖110kV及以上输电线路共使用瓷绝缘子287063串、玻璃绝缘子10218串、瓷长棒绝缘子52串、复合绝缘子341774支。其中2010年新增瓷绝缘子29694串、玻璃绝缘子504串、瓷长棒绝缘子16串、复合绝缘子341774支。2010年退役的瓷绝缘子3268串、玻璃绝缘子41串、瓷长棒绝缘子0串、复合绝缘子4177支。绝缘子退役主要是由于输电线路退役和老旧线路改造造成，部分复合绝缘子退役是由于进行抽样试验和重污区电蚀损而进行更换造成的。
(2)加强运行检测，掌握绝缘子运行状态
2010年对运行3年及以上的复合绝缘子选点登塔对438支运行的复合绝缘子进行外观和憎水性检查;对运行复合绝缘子进行抽样试验，试验发现在海边运行11年的220kV复合绝缘子存在电蚀损现象，及时进行了处理。对250条线路、425662片瓷绝缘子进行了定期检零，共检测出零低值瓷绝缘子208片。
(3)提高耐张瓷或玻璃绝缘子串抗污闪能力
山东输电线路直线和跳线绝缘子串绝大多数都已更换为复合绝缘子，抗污闪能力强。因直线串采用复合绝缘子后，线路停电机会减少，在d、e级污区内的耐张瓷或玻璃绝缘子串的清扫不能保证一年一次，使得耐张串的抗污闪能力低于直线绝缘子串，成为防污闪工作的薄弱点。因此，对 110～500kV线路耐张串试用优质的瓷复合绝缘子或涂刷RTV涂料，以提高耐张绝缘子串的抗污闪能力。2010年，结合线路停电，对瓷和玻璃绝缘子进行了清扫，对特殊污秽区内的瓷和玻璃绝缘子涂刷了RTV涂料46309片。
(4)建议
1更换早期生产的复合绝缘子
复合绝缘子在运行中暴露出的内击穿、脆断、机械强度下降等问题基本上都是早期生产的产品，这与当时的制造工艺和原材料的制造水平有关，是一个产品发展中的问题。目前，我国的复合绝缘子的制造水平已处世界前列，国内主力厂家生产的复合绝缘子质量稳定，可以放心选用。早期生产的复合绝缘子已在电网中运行了10年左右，其存在的问题将逐渐暴露出来，对电网的安全运行是一个潜在的威胁，应尽快有计划地进行更换为优质的复合绝缘子。
2积极开展复合绝缘子的检测
复合绝缘子运行至今，基本处于免维护状态，复合绝缘子使用数量之多，运行条件千差万别，各厂家产品质量参差不齐。复合绝缘子在电气、机械和环境因素共同作用下，性能会发生变化，能否在所有运行条件下都能实现免维护，的确是一个令人担心的问题。因此，急需研究复合绝缘子运行性能、老化性能，确定复合绝缘子老化情况，预估其使用寿命，指导复合绝缘子的使用。
3完善绝缘子状态评价导则
输电线路状态评价导则中绝缘子单元的评价较粗放，对绝缘子状态的量化不够细。如在评价复合绝缘子芯棒护套和伞裙损伤情况时，单项扣分由严重状态一下跳至注意状态，中间无异常状态的评价;在评价绝缘子积污情况时，无复合绝缘子积污状况的评价;在瓷绝缘子零值和玻璃绝缘子自爆情况评价中，仅以是否满足带电作业规定的数量为依据，评价欠片面，应综合考虑其劣化率。因此，建议进一步细化绝缘子状态评价标准，增加可操作性，准确评价绝缘子的状态，为状态检修提供可靠的依据。
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