复合绝缘子芯棒在表面微电流作用下的水解

近年来,我国出现了若干起复合绝缘子不明原因异常断裂事故,对超、特高压输电线路的安全稳定运行提出了严峻挑战。为此,从芯棒水解导致复合绝缘子异常断裂的假设出发,进行复合绝缘子芯棒材料在表面微电流作用下的水解试验,对复合绝缘子的这种异常断裂进行了实验室模拟。试验结果表明,模拟试验中的芯棒满足这种断裂现象的4个特征:1)芯棒质地变酥,颜色发生变化,形如朽木,玻璃纤维和树脂破碎;2)在高电压作用下,芯棒机械强度发生大幅下降;3)芯棒机械强度下降过程中,表面出现放电和温升现象;4)芯棒的机械强度下降是在没有外加机械载荷的条件下发生的。经分析,将复合绝缘子芯棒的酥朽断裂起始和发展过程分为水解潜伏期、水解发生期、水解发展期、放电发展期和失效发生期共5个阶段。复合绝缘子芯棒在表面电流作用下会加速水解:流过绝缘子芯棒表面的电流及芯棒表面的放电强度从水解发生期开始逐渐增大;到失效发生期,复合绝缘子芯棒表面形成明显的碳化通道,电流急剧增大,机械强度大幅下降。     

压接式复合绝缘子疲劳破坏的机理分析

以压接式复合绝缘子为研究对象,针对压接复合绝缘子在承受交变载荷的架空线路上易发生疲劳破坏的问题,分别从压接式复合绝缘子的芯棒基体材料、结构工艺、疲劳断口三个方面,分析压接式复合绝缘子疲劳破坏的机理,得出复合绝缘子抗拉不抗压的特性以及在金具与芯棒连接处产生应力集中原因;研究结果表明疲劳破坏首先发生在接触区出口处外表面并向内部扩展。研究结果为线路复合绝缘子断裂事故原因的分析及抗疲劳的新型结构设计提供参考。     

复合绝缘子酸液侵蚀的脆断研究

在输电线路中,复合绝缘子的芯棒非联接部分频繁出现脆断、掉线,其中酸性介质侵入并渗透到内部芯棒,腐蚀芯棒截面,是造成复合绝缘子机械强度下降进而脆断的主要原因。建立了复合绝缘子的酸液侵蚀模型．利用ANASYS对其场强和电位进行仿真分析。分析结果表明,酸液侵蚀复合绝缘子后,金具处场强最大值比正常复合绝缘子数值大,且侵蚀部位场强畸变严重;复合绝缘子侵蚀后的电位分布比正常复合绝缘子的高．单片绝缘子承担的电压偏大,加速了绝缘子老化。     

合成绝缘子动载性能的研究

文章对绝缘子芯棒的动载特性进行了研究，在施加一定载荷的基础上，再叠加静扭转，正弦动态拉伸载荷和不同扭矩的动态扭转作用，从而对复合绝缘子芯棒在实际运行情况下的受力状态进行模拟试验，结果表明，基础载荷和扭转角度对绝缘子的性能具有相当大的影响，通过对实际运行情况进行比较分析，认为内楔式合成绝缘子在动态载荷下能满足运行要求。     

酸性渗入绝缘子对场强分布的影响

因复合绝缘子在输电线路正常运行中,芯棒非联接部分出现脆断掉线,其中酸性介质的侵入、渗透到内部芯棒,腐蚀芯棒截面及伞裙,是造成复合绝缘子机械强度下降而脆断的主要原因。本文通过建立复合绝缘子的酸液侵蚀模型,利用ANSYS对其场强进行仿真分析。分析结果表明,酸液侵蚀复合绝缘子后,金具处场强最大值比正常复合绝缘子数值要大,且侵蚀部位场强畸变严重;结论为芯棒脆断、伞裙脆化原因提供一定理论性指导与诠释。     

微风振动下复合绝缘子芯棒与护套界面胶接处疲劳分析

导线在长期微风振动下会将振动传递给复合绝缘子,使其容易发生疲劳破坏.以某500 kV线路为例,计算导线在微风振动下线夹出口处的最大动弯应力,根据导线悬挂角度得到由导线振动传递给悬垂复合绝缘子的振动载荷数值.同时针对分析复合绝缘子芯棒与护套界面胶接的疲劳,基于Ansys软件建立复合绝缘子实体模型,采用威布尔分布函数描述振...     

一起220kV复合绝缘子芯棒断裂事故分析

复合绝缘子芯棒断裂事故会对输电线路的安全稳定运行构成严重的威胁。结合某220 kV线路复合绝缘子芯棒断裂事故,对断裂绝缘子及同批次产品进行了外观检查、性能试验、解剖检查、材料试验,分析了绝缘子芯棒断裂的原因及机理。结果表明:该绝缘子端部结构存在缺陷及密封性能不良的问题,导致芯棒玻璃纤维受到酸液侵蚀,逐渐产生应力腐蚀过程,在弱酸腐蚀及应力的共同作用下机械性能不断降低,最终整支芯棒发生断裂。针对芯棒脆断现象和长期机械性能不佳的问题,建议将复合绝缘子端部金具楔式结构逐批更换为压接式结构,并加强端部金具及护套的密封,以及采用无硼纤维耐酸芯棒。     

220kV沿海线路复合绝缘子异常发热问题原因分析

以沿海地区某220 kV运维交流线路出现较大面积复合绝缘子发热为背景,选取6支绝缘子样品进行复合绝缘子芯棒发热原因分析。对发热绝缘子及同塔的其他绝缘子进行了外观检查、试验分析,综合分析了发热原因。结果表明,绝缘子存在批次性芯棒-护套粘接不良,其中绝缘子发热位置芯棒-护套已完全脱离,芯棒-护套界面气隙受潮导致绝缘子发热。针对复合绝缘子产品使用和运维,提出了供相关运行单位参考的建议。     

架空输电线路用柔性复合绝缘子的开发应用

针对架空输电线路用刚性复合绝缘子出现的一系列事故/故障,包括芯棒和配套金具损伤或断裂,经充分论证,提出按照承受拉仲载荷设计的刚性复合绝缘子及其配套金具用于承受弯曲和扭转载荷(包括V串复合绝缘予、复合相间间隔棒等)是导致上述事故/故障的关键原因.基于上述分析,自主研发了适于承受拉仲载荷但能够消除弯曲和扭转载荷的架空线路用...     

220 kV复合绝缘子芯棒击穿故障分析

针对一起220 kV复合绝缘子芯棒击穿故障,对击穿绝缘子及同塔的其他绝缘子进行了外观检查、试验检测,综合分析了复合绝缘子芯棒击穿原因,并提出了复合绝缘子运维工作建议.结果表明,绝缘子芯棒内部粘接不良,在运行环境等综合作用下导致绝缘子芯棒开裂、击穿;建议对该地区其他厂家运行时间接近或运行时间更长的复合绝缘子进行无人机红外特巡.     

500kV交直流线路耐张串使用复合绝缘子的可行性分析

从理论计算和试验验证2方面探讨复合绝缘子用于500kV交直流线路耐张串的可行性。首先模拟计算耐张串复合绝缘子运行中的机械性能,即从扭转载荷、拉力和均布横向载荷、拉力和集中横向载荷3方面分析复合绝缘子用于耐张串时的静态力学性能;从断联、脱冰跳跃、舞动、动态风4方面分析复合绝缘子用于耐张串时的动态力学性能。其次,对运行中的500kV耐张串复合绝缘子进行2次综合性抽样检测。结果表明:当合理地选取耐张串并联数和复合绝缘子的额定机械强度时,500kV复合绝缘子用于耐张塔的力学性能完全满足要求;用于耐张串的复合绝缘子在运行多年后所有性能均未发生下降。     

X射线对复合绝缘子内部缺陷的透照检测和诊断

复合绝缘子因其质轻耐污强度高和易维护,在中国已挂网运行近千万只,但是复合绝缘子因其特殊性,传统绝缘子的检测方法对其并不完全适用,复合绝缘子的发展亟待新型检测技术的出现。笔者运用X射线透视检测技术对复合绝缘子进行透照能力验证并得到推荐参数后,利用该参数对伞套区、芯棒区、伞套与芯棒胶结面、金具区段等4大区域的模拟缺陷进行检测,对成批的复合绝缘子进行现场检测,所获X射线成像图上复合绝缘子内部结构直观可见、缺陷类型及其位置清晰可辨、护套厚度芯棒直径等可测。研究结果可作为X射线透视检测技术对复合绝缘子进行缺陷检测以及型式检测的实践参考依据。     

220kV复合绝缘子机电性能试验研究

复合绝缘子的电气及机械性能是复合绝缘子能够长期可靠运行的保证。笔者抽取了11支在东北地区挂网运行不同时间的220 kV复合绝缘子,利用工频试验变压器、冲击电压发生器和机械拉力机分别进行了自然污秽闪络、人工污秽闪络、50%雷电冲击闪络、50%机械负荷耐受和机械破坏负荷等性能测试。结果表明:复合绝缘子的电气性能仍然处于较高水平,污闪电压和雷电冲击闪络电压与运行时间没有明显关系,与绝缘子结构高度成正比关系,早期楔式结构的复合绝缘子机械性能下降明显,且160 kN吨位复合绝缘子机械强度降至额定负荷以下,建议有关部门密切关注复合绝缘子机械性能的下降,采用定期抽检的方法避免事故的发生。     

架空输电线路复合绝缘子老化断裂试验分析

通过对架空线路复合绝缘子常见的芯棒老化故障分析,指出早期产品材质不佳、工艺落后,加之紫外线、电场及降水等外界环境的影响,是导致绝缘子性能下降、芯棒护套破损及内部芯棒出现严重老化、强度不足、出现断裂的主要原因,并对下一步老旧绝缘子的巡视运维措施提出了建议。     

复合绝缘子机械疲劳性能的研究现状

复合绝缘子是输电线路悬挂与支撑导线的绝缘部件,其两端金具与芯棒连接的可靠性直接关系到输电线路的安全运行,其所处位置和作用特殊,机械性能显得十分重要.合成绝缘子主要由玻璃纤维捧、伞裙及两端附件等3部分组成,这种结构导致其内部具有多个界面,加之构成合成绝缘子材料本身特性,这就决定了合成绝缘子具有与玻璃、瓷绝缘子不同的电气、...     

不同运行年限的复合绝缘子电气和机械性能

为研究运行年份不等的66kV复合绝缘子的电气和机械性能,抽取了已运行不同年份的19支复合绝缘子,利用工频试验变压器、冲击电压发生器和复合绝缘子拉力机对其进行自然污秽工频闪络试验、人工污秽工频闪络试验、50%雷电冲击闪络试验、50%机械负荷耐受试验、机械破坏负荷试验。结果表明:其电气性能仍然较好,污闪和雷击闪络电压随着绝缘子结构高度增大而增大,与运行时间无关;机械性能具有一定分散性,早期楔式结构的复合绝缘子的机械性能有所下降。建议有关部门加强对早期复合绝缘子的机械性能的检测。     

复合绝缘子导通性缺陷对带电作业安全距离影响

长期运行的复合绝缘子容易出现老化、破损及芯棒碳化等缺陷,对其附近开展带电作业造成安全隐患。以500 kV 线路I串复合绝缘子为例,通过开展复合绝缘子不同导通性缺陷条件下间隙操作冲击放电试验,获得了相应工况下的放电特性,并结合带电作业绝缘配合方法,确定了500 kV 输电线路I型复合绝缘子导通性缺陷的位置及尺寸限制要求。试验研究结果表明,复合绝缘子导通性缺陷存在于高压端位置时,带电作业间隙的操作冲击放电电压更低,对带电作业的安全影响更大;为保证带电作业安全开展,当复合绝缘子高压端存在导通性缺陷时,绝缘子高压端允许最大导通性缺陷长度为0.7 m;当复合绝缘子中部存在导通性缺陷时,缺陷位于距离高压端约1/4串长处放电电压最低,允许绝缘子最大导通性缺陷长度为0.9 m。确定的复合绝缘子导通性缺陷位置及尺寸限制要求,可为输电线路复合绝缘子开展带电安全检修作业提供技术支撑,可指导带电作业前复合绝缘子的安全性检测工作。     

直流复合绝缘子在耐张串上的应用及试验分析

为研究直流复合绝缘子应用在耐张串上的可行性,提高线路安全运行的可靠性,分析了耐张串复合绝缘子的受力,认为它能承受运行中可能出现的拉伸、扭转、弯曲、振动等各种载荷;对已运行1年的龙政线耐张串直流棒形悬式复合绝缘子的试验分析表明,其电气和机械性能无任何下降。因此复合绝缘子完全可应用在耐张串上,≤220 kV电压等级线路建议推广应用,≥330 kV电压等级线路建议2~4串并联小批量试运行,积累运行经验。建议针对耐张串复合绝缘子实际运行的电气和机械工况,研究适合于复合绝缘子的试验方法。     

交流500kV复合绝缘子内部缺陷对轴向电场分布的影响

复合绝缘子的芯棒和护套间的胶接界面贯通于绝缘子两端,是内绝缘的组成部分。一旦芯棒和护套粘接不紧密,在界面形成的间隙将畸变周围电场分布,高场强的长期作用将对芯棒机械性能造成影响。为了研究界面缺陷对电场分布的影响,以南方电网某交流500kV线路复合绝缘子断裂事故为研究对象,应用有限元分析软件ANSYS建立了该断裂复合绝缘子的整体模型和子模型,计算了芯棒表面存在缺陷时的电场分布。结果表明:气隙处电场强度增大,但不足以引发局部放电。水分渗入后,缺陷尺寸足够大时电场强度将会超过空气的击穿场强,导致局部放电,进一步加速界面粘接性的劣化;护套破损后内部芯棒暴露,芯棒蚀损使得机械性能降低,最终将引发断裂掉串。