棒形懸垂復合絕緣子芯棒脆斷的原因及預防對策

本文詳細介紹了復合絕緣子芯棒脆斷原因及主要影響因素,在此基礎上敘述了目前國內外為降低絕緣子脆斷發(fā)生率采取的一些措施,并有針對性的介紹了對芯棒耐應力腐蝕性的改進。

通過對2起復合絕緣子芯棒斷裂掉串事故的分析及同期運行的同批次220kv輸電線路復合絕緣子的抽樣試驗,初步分析了發(fā)生復合絕緣子芯棒脆斷的原因,并提出防止類似事故發(fā)生的主要措施:改進金具接頭界面的密封工藝并對檔距較大的跨越采取雙串。

介紹了一起復合絕緣子脆斷的發(fā)生過程,通過解剖和相關電氣、機械性能試驗,以及脆斷面形成機理等方面分析了脆斷原因,發(fā)現芯棒脆斷的原因是運行環(huán)境的惡劣加之結構的缺陷使得端部密封不良,造成酸蝕并最終導致芯棒機械性能下降而發(fā)生脆斷。為防止脆斷事故的發(fā)生,從加強檢驗、連接方式、材料工藝、存儲安裝等方面提出了相應的對策,保證電網的安全可靠運行。

通過對220kv坪核線復合絕緣子芯棒脆斷造成相間短路事故的原因分析,指出其主要原因是耐張絕緣子使用單串且沒有安裝均壓環(huán)連接方式的設計不合理,以及早期生產的復合絕緣子存在產品制造缺陷,芯棒不耐酸等原因所致。提出采用新工藝及材料制造的復合絕緣子,采用雙串帶均壓環(huán)設計,預防芯棒脆斷及造成掉線相間短路事故。

對500kv復合絕緣子芯棒脆斷事故的發(fā)生原因進行了分析,指出芯棒斷裂是由于絕緣子電壓分布嚴重不均及均壓環(huán)設計、安裝不規(guī)范引起導線端電場畸變所致。通過對原線路雙聯懸垂復合絕緣子下垂式線夾掛點進行"八"字形改造;利用下垂式線夾縮短的距離在導線側增掛玻璃絕緣子;新建線路采用特制復合絕緣子與玻璃絕緣子組合方式,使復合絕緣子均壓環(huán),接頭連接處遠離高壓端,改善了復合絕緣子的電場分布,降低了復合絕緣子導線端承受的電壓,消除了畸變電場,避免了棒形懸式復合絕緣子芯棒脆斷,取得了良好的效果。

研究了復合絕緣子用耐酸芯棒的性能,對4種芯棒在不同濃度的硝酸中的耐腐蝕性能進行了長期試驗。結果表明,各項指標都符合應力腐蝕試驗標準的耐酸芯棒其耐腐蝕性能也存在較大差別,性能好的耐酸芯棒即使在非常嚴酷的條件下也很難發(fā)生脆斷。為適應不同工程應用的要求,作者根據試驗結果討論了選擇優(yōu)良耐酸芯棒的試驗方法。

通過對一起合成絕緣子芯棒脆斷事故的分析以及同批次運行的500kv進口合成絕緣子的抽樣試驗,分析了合成絕緣子芯棒脆斷的原因,發(fā)現由于端部密封不良及界面結構設計不合理,造成酸蝕并最終導致芯棒機械性能下降而發(fā)生脆斷,同時,對合成絕緣子的使用提出了相應的對策和建議。

文章對復合絕緣子芯棒在氣動漩渦作用下發(fā)生振動破壞的使用壽命估算方法進行了研究,計算了架空導線的振動頻率及其時長,根據修正的goodman圖、s-n曲線和miner線性損傷積累法則,給出了芯棒使用壽命的估算方法,通過220kv復合絕緣子芯棒使用壽命估算的算例,與實際統(tǒng)計壽命對比,表明了文章估算方法具有可靠性。

通過對一起復合絕緣子芯棒斷事故特征分析和同期運行在500kv輸電線路上的復合絕緣子抽樣試驗,初步判斷復合絕緣子芯棒斷裂原因屬酸蝕脆斷,并據此提出防止類似事故發(fā)生的措施,即廠商應改進金具接頭界面的密封工藝并注意復合絕緣子芯棒的抗蝕性能,而設計者也應改進復合絕緣子的技術參數

復合絕緣子在運行過程中，高壓端的芯棒與金具非聯接部位所出現的斷裂，不是純拉力造成的，而是耐酸性差的芯棒，被高場強下電暈產生的ｎｏ２與水反應生成的硝酸緩慢腐蝕后在承擔正常載荷時造成的。文章分析了其斷裂原因和作用機理，并提出了預防措施。

介紹了玻璃纖維新應用——復合絕緣子芯棒制造所采用的基體材料和增強材料。重點介紹了適合制造復合絕緣子芯棒的基體材料環(huán)氧樹脂的特點及其固化劑的選用及固化機理,以及提出了適合制造復合絕緣子芯棒的增強材料玻璃纖維的性能要求及目前適合選用的玻璃纖維品種。介紹了復合絕緣子芯棒生產工藝、生產中的注意要點及復合絕緣子芯棒的最終產品性能要求。

文章對復合絕緣子芯棒在氣動漩渦作用下發(fā)生振動破壞的使用壽命估算方法進行了研究,計算了架空導線的振動頻率及其時長,根據修正的goodman圖、s-n曲線和miner線性損傷積累法則,給出了芯棒使用壽命的估算方法,通過220kv復合絕緣子芯棒使用壽命估算的算例,與實際統(tǒng)計壽命對比,表明了文章估算方法具有可靠性。

分析了復合絕緣子在超高壓線路運行中發(fā)生芯棒脆斷事故的原因,提出了利用玻璃絕緣子和復合絕緣子組合懸掛式解決方案。試驗表明,復合絕緣子第1傘群處分布電壓值在21~25kv之間,其中23~25kv的分布電壓值都發(fā)生在中相絕緣子的高壓端,滿足實際需要。

通過對一起合成絕緣子芯棒脆斷事故的分析以及同批次運行的500kv進口合成絕緣子的抽樣試驗,分析了合成絕緣子芯棒脆斷的原因,發(fā)現該絕緣子芯棒脆斷主要是由于端部密封不良及界面結構設計不合理,造成酸蝕并最終導致芯棒機械性能下降而發(fā)生脆斷,同時,對該類運行中合成絕緣子的使用提出了相應的對策,以保證電網的安全可靠運行。

通過對一起復合絕緣子芯棒斷事故特征分析和同期運行在500kv輸電線路上的復合絕緣子抽樣試驗，初步判斷復合絕緣子芯棒斷裂原因屬酸蝕脆斷，并據此提出防止類似事故發(fā)生的措施，即廠商應改進金具接頭界面的密封工藝并注意復合絕緣子芯棒的抗蝕性能，而設計者應改進復合絕緣子的技術參數。

一種用于大噸位的復合絕緣子芯棒的制造設備和生產工藝，放置在芳綸紗架、玻璃纖維紗架，將纖維穿過混雜纖維導紗架，密封好兩端端蓋，有序的將芳綸和玻璃纖維依次穿過輔層設計分紗器，帶溫控分區(qū)模具加熱系統(tǒng)，帶溫控的二次固化加熱烘箱和機械牽引系統(tǒng)，關閉帶溫控的環(huán)氧基膠料脫氣攪拌釜上的出膠閥門，加熱脫氣后，設定好各個加熱設備的控制溫度后，

一種用于大噸位的復合絕緣子芯棒的制造設備和生產工藝，放置在芳綸紗架、玻璃纖維紗架，將纖維穿過混雜纖維導紗架，密封好兩端端蓋，有序的將芳綸和玻璃纖維依次穿過輔層設計分紗器，帶溫控分區(qū)模具加熱系統(tǒng)，帶溫控的二次固化加熱烘箱和機械牽引系統(tǒng)，關閉帶溫控的環(huán)氧基膠料脫氣攪拌釜上的出膠閥門，加熱脫氣后，設定好各個加熱設備的控制溫度后，

特高壓復合絕緣子對于芯棒有較高的拉彎性能要求。通過對芯棒進行強度性能測試,研究了玻璃纖維紗含量對芯棒拉彎性能的影響。結果表明,當芯棒的纖維質量分數在79%～83%時,芯棒的機械性能最優(yōu)。復合絕緣子中的芯棒最終按照質量分數80%左右的纖維含量進行生產,產品順利通過了復合相間間隔棒產品定型試驗。

為了減少復合絕緣子脆斷而采用耐酸芯棒,耐酸芯棒是由無捻直接粗紗纖維浸漬起著粘合、保護纖維作用的樹脂經模具拉擠固化而成型的。通過分析論證無捻直接粗紗的特點和樹脂的防護性能,認為采用無捻直接粗紗纖維拉制的芯棒和提高芯棒纖維間樹脂的固化度,可以避免酸介質進入棒內腐蝕纖維,保證耐酸芯棒性能的穩(wěn)定性。并得出芯棒長期承受較大載荷對其樹脂防護性能影響不大的結論

使用pea法空間電荷測量系統(tǒng)測量了負直流高壓電場作用后復合絕緣子芯棒材料中空間電荷分布,并進行了相關的分析和討論。結果表明,在高壓直流電場作用下,芯棒材料內部積累的空間電荷的極性和密度受到溫度、電場強度和電場作用時間等因素的影響。由于陷阱深度的不同和物理、化學變化的作用,不同溫度下芯棒材料內空間電荷的積聚極性和積聚量不同,特別是在20℃和40℃之間以及100℃和120℃之間存在明顯變化。20℃下芯棒材料中空間電荷的積累隨電場增大、電壓作用時間的增加而增加。

文章分析了合成絕緣子芯棒脆斷的原因,芯棒脆斷是由端部密封不良造成酸蝕引起的,脆斷一般發(fā)生在合成絕緣子的高壓端。為防止脆斷事故的發(fā)生,廠家在選用良好耐酸蝕芯棒的同時,應改進端部密封結構和均壓環(huán)的設計,以防止密封失效。運行單位應對運行中的合成絕緣子加強檢測,以便及早發(fā)現有隱患的合成絕緣子。

介紹了500kv北增甲線59號塔l2相雙v形復合絕緣子串斷裂的故障情況,通過分析芯棒和護套的受損形貌,指出故障形成的主要原因是復合絕緣子受到局部放電腐蝕和化學腐蝕而使機械強度降低,次要原因是均壓環(huán)結構設計不合理。對此提出了反事故措施:加強復合絕緣子的紅外測溫普查以及時發(fā)現缺陷;改進制造工藝以減小芯棒表面的微裂紋深度;采用雙懸垂串、雙(或單)掛點、雙線夾的結構形式以防止復合絕緣子掉串;改善均壓環(huán)和線夾的結構使電場強度均勻和減小彎曲力。