复合绝缘子用耐酸芯棒的脆断性能研究

研究了复合绝缘子用耐酸芯棒的性能,对4种芯棒在不同浓度的硝酸中的耐腐蚀性能进行了长期试验。结果表明,各项指标都符合应力腐蚀试验标准的耐酸芯棒其耐腐蚀性能也存在较大差别,性能好的耐酸芯棒即使在非常严酷的条件下也很难发生脆断。为适应不同工程应用的要求,作者根据试验结果讨论了选择优良耐酸芯棒的试验方法。

光纤光栅监测复合绝缘子非耐酸芯棒脆断过程

复合绝缘子脆断是恶性事故,为此研究复合绝缘子脆断监测技术,在10 kV复合绝缘子非耐酸芯棒表面粘贴4根光纤,其中1根级联2个温度光栅,另外3根各级联5个应力光栅,进行温度标定试验、拉力标定试验和应力腐蚀试验。结果表明,非耐酸芯棒应力腐蚀试验中出现了3个裂纹,其中1个裂纹为脆断断口,其余2个裂纹未脆断。表面多个光栅实现了非耐酸芯棒完整脆断过程的温度与应力监测,发现芯棒应力腐蚀分为4个阶段,阶段1初期无变化,阶段2腐蚀放热,阶段3裂纹起裂,阶段4裂纹快速发展至断裂。从阶段2开始腐蚀区放热,最高高于环境温度2.46℃,温差1℃可以作为复合绝缘子脆断过程中腐蚀放热阶段的早期预警阈值。应力光栅对裂纹的轴向检测距离约20 mm,其波长偏移量1.1λwmax和0.9λwmin(λwmax、λwmin分别为稳定范围的最大值和最小值)可以分别作为裂纹起裂阶段、裂纹严重阶段的早期预警阈值来监测复合绝缘子脆断。该光纤光栅技术为芯棒脆断/朽断机理、防脆断/朽断芯棒材料和复合绝缘子脆断监测提供了技术研究手段。

复合绝缘子耐酸芯棒的材料选择及主要拉挤成型工艺参数的确定

为了保证芯棒机械绝缘性能和耐酸腐蚀性能的稳定性 ,根据拉挤成型芯棒材质构成特点 ,通过分析验证认为 :芯棒中起着骨架作用的纤维应选择绝缘强度高、各种性能稳定的无碱玻璃纤维 ;芯棒中起着粘合防护作用的基体应选取粘接性能牢靠、耐酸腐蚀性能好的树脂 ;芯棒拉挤成型主要参数应根据树脂固化的“放热曲线”为基准加以确定。

复合绝缘子耐酸芯棒性能的稳定性

用于减少复合绝缘子发生脆断的耐酸芯棒的性能稳定性取决于芯棒中起粘合纤维作用的树脂的防护性能。通过分析论证 ,认为采用无捻直接粗纱纤维拉制芯棒和提高芯棒纤维间树脂固化度 ,可以避免酸介质进入内部腐蚀纤维 ,保证耐酸芯棒性能的稳定性。同时也得出芯棒长期承担较大载荷对其树脂防护性能影响不大的结论。

复合绝缘子耐酸芯棒性能的稳定性

为了减少复合绝缘子脆断而采用的耐酸芯棒 ,是依据芯棒中起着粘合纤维作用的树脂防护性能特点 ,通过分析论证 ,认为采用无捻玻璃纤维粗纱拉制芯棒和提高芯棒的基体树脂固化度 ,可以避免酸介质进入内部腐蚀纤维 ,保证耐酸芯棒性能的稳定性。

复合绝缘子耐酸芯棒的稳定性能

为了减少复合绝缘子脆断而采用耐酸芯棒 ,耐酸芯棒是由无捻直接粗纱纤维浸渍起着粘合、保护纤维作用的树脂经模具拉挤固化而成型的。通过分析论证无捻直接粗纱的特点和树脂的防护性能 ,认为采用无捻直接粗纱纤维拉制的芯棒和提高芯棒纤维间树脂的固化度 ,可以避免酸介质进入棒内腐蚀纤维 ,保证耐酸芯棒性能的稳定性。

光纤光栅监测芯棒脆断预警和裂纹识别

在10kV复合绝缘子非耐酸芯棒表面粘贴了温度补偿光栅和多个应力光栅监测脆断过程,在不同硝酸浓度下进行应力腐蚀试验。结果表明,脆断过程中应力光栅波长变化趋势有单调增长、单调减小和复合型3类,并研究3类光栅波长偏移趋势识别芯棒轴截面裂纹的力学模型。该文研究发现应力光栅的轴向检测距离为12mm,周向检测距离为其左、右2mm。温差1℃、2条及以上光纤上应力光栅波长偏移量达到1.1λ_(max)和0.9λ_(min)可分别作为复合绝缘子脆断的腐蚀放热阶段、裂纹起裂阶段和裂纹严重阶段的预警阈值。该文所做研究为评估复合绝缘子脆断提供了光纤光栅监测和预警方法。

复合绝缘子酥朽发热老化的原因分析

为探究500 kV陕瀛线复合绝缘子异常发热的原因,采集故障绝缘子样本进行了红外和紫外检测、解剖分析、电镜扫描、X射线能谱分析等试验,结果表明,陕瀛线复合绝缘子异常发热故障是酥朽老化引起;酥朽老化是绝缘子的内部蚀损导致,其直接表现特征为局部发热,红外精确定位是早期发现此类故障的有效办法;酥朽老化的形成过程与复合绝缘子内部缺陷引起的局部放电有关,局放引起发热,伴随环氧树脂化学裂解,玻璃纤维表面蚀损,硝酸根离子产生等特征,导致绝缘子机械强度下降。

330kV输电线路复合绝缘子断裂坠线分析探讨

以某330 kV输电线路复合绝缘子断裂故障为例,描述了复合绝缘子芯棒破损、绝缘护套密封失效,非耐酸型芯棒的特性,并对造成故障的原因进行了试验分析。结合试验验证及运行经验造成,认为芯棒脆断是导致该复合绝缘子断裂的主要原因,并对运行复合绝缘子状态分析提出了建议。