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。并得出芯棒长期承受较大载荷对其树脂防护性能影响不大的结论。     

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。     

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。     

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。     

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。     

500 kV葛双一回复合绝缘子芯棒裂断原因分析

通过对一起复合绝缘子芯棒断事故特征分析和同期运行在500kV输电线路上的复合绝缘子抽样试验,初步判断复合绝缘子芯棒断裂原因属酸蚀脆断,并据此提出防止类似事故发生的措施,即厂商应改进金具接头界面的密封工艺并注意复合绝缘子芯棒的抗蚀性能,而设计者应改进复合绝缘子的技术参数。     

运行复合绝缘子界面问题分析

为研究运行复合绝缘子界面问题,抽检了广东、广西和河北地区37、68和48支不同运行年限的复合绝缘子,检测其芯棒与护套界面、金具与芯棒及护套材料结合处界面及伞裙与护套界面的性能。采用统计分析法,发现大约有50%早期运行的复合绝缘子存在护套与芯棒间粘接不良;端部金具及密封胶出现不同形式的失效;广东地区83.8%的样品金具内腔和芯棒端头密封失效,河北及广西地区78%的样品劣化。采用挤包穿伞工艺的复合绝缘子伞裙与护套之间粘接均不牢靠,用手可轻易剥离,粘合胶没有弹性、较脆。针对目前标准中检测复合绝缘子界面性能方法不够灵敏的缺陷,根据实际检测需要,提出了测量水煮前后试品泄漏电流,通过泄漏电流变化来判断界面性能的方法。     

防护复合绝缘子芯棒脆断的方法

针对高压输电线路复合绝缘子发生的脆断事故,提出采用无硼耐酸芯棒以外的另一种有效防护复合绝缘子芯棒脆断的方法。在复合绝缘子芯棒表面涂覆一层鳞片涂料,涂层厚度达0.1mm以上时,可以形成有效的应力腐蚀防护层。应力腐蚀测试结果表明,原耐应力腐蚀性能很差的芯棒可改变为能达到应力腐蚀标准的芯棒,且远远超过标准要求。芯棒耐应力腐蚀性能可进一步随涂层厚度的增加而提高。该方法在不改变芯棒原来的电气、机械性能情况下,大大提高了芯棒的耐应力腐蚀性能,从而得到一种电气性能与耐应力腐蚀性能均优异的复合绝缘子芯棒;且该方法简单易行,可对现有耐应力腐蚀性能较差的芯棒进行改进。     

浙江省内复合绝缘子断串及芯棒击穿故障分析

复合绝缘子断串及芯棒击穿事故会对输电线路的安全稳定运行构成严重的威胁。文中对2016年以来浙江省内发生的复合绝缘子断串及芯棒击穿故障案例进行统计分析,包括故障概况、产品情况、故障形态、性能试验、故障原因以及相关建议措施等。结果表明,2016年以来浙江省内共发生8起复合绝缘子断串及芯棒击穿故障,包括6起酥朽断裂、1起脆性断裂及1起芯棒击穿。其中,脆性断裂主要为端部密封不良,外部潮气进入,并在长期高场强作用下产生的应力腐蚀所致;酥朽断裂主要为芯棒—护套粘接不良,在受潮、放电、机械应力共同作用下芯棒中环氧树脂基体降解、劣化所致;芯棒击穿为界面局部粘接不实,护套或端部密封破坏,水分沿界面或芯棒的缺陷进入内部,导致局部放电形成碳化通道,并逐渐发展为贯穿性击穿。针对上述统计故障,建议复合绝缘子采用耐应力腐蚀较好的无硼纤维耐酸芯棒,端部附件装配方式采用同轴多向压接,端部密封采用高温硫化硅橡胶注射密封,并保证芯棒—护套界面的粘接强度,同时在运维过程中加强对复合绝缘子的红外、紫外带电检测。     

复合绝缘子压接连接界面结构机械性能传递机理及其结构组装参数确定

根据复合绝缘子压接连接界面结构部件组装特点,在找出界面及芯棒机械性能传递机理和金具最佳结构形状的同时,通过分析可知,在室温下组装界面的芯棒径向弹性变形量选择不宜过大,芯棒中纤维含量波动对其变形量也有影响。     

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.     

FRP rods for brittle fracture resistant composite insulators

Brittle fracture of fibreglass reinforced polymer (FRP) rods can lead to mechanical failures of composite insulators even at low mechanical loads during operational service. Although this fact has been known for 20 years, it may still be a problem in some designs of composite insulators at the present time. In order to find countermeasures against brittle fracture, a study was carried out in the early eighties. It turned out that brittle fracture is a problem of FRP material and that material compositions exist, resistant to brittle fracture. A brittle fracture resistant FRP rod introduced in 1983 in one particular design of composite insulators resulted in a 15 year excellent service performance. This study deals with details of brittle fracture of FRP rods. Test setups were established to induce brittle fracture artificially. It was realized that brittle fracture is some kind of stress corrosion related to the composition of the FRP material. A broad variety of FRP materials was evaluated, showing the influence of the components of FRP material on the brittle fracture behavior of FRP rods as well as the effects of different manufacturing processes. The compositions of brittle fracture resistant FRP rods are disclosed. The results from artificial testing are compared with brittle fracture of FRP rods that occurred in composite insulators in operational service. Although no quantitative correlation could be established, the trend concerning the material behavior of FRP rods is similar     

超声法检测绝缘子用玻璃钢芯棒脆断裂纹的研究

脆断是高电压复合绝缘子在很低的日常载荷下发生的恶性断裂事故，国内外研究认为应力腐蚀造成了绝缘子芯棒脆断的发生。文中根据芯棒脆断的特点，提出以超声纵波斜入射检测芯棒脆断横截面上的裂纹，同时据此研制了一种用于芯棒脆断裂纹检测的超声探头，并对芯棒脆断时裂纹的扩展过程进行了检测，得到了芯棒脆断裂纹发展过程中超声脉冲回波幅值的变化并对其进行了讨论分析，这对于进一步了解复合绝缘子的脆断机理有重要意义。     

复合绝缘子断串原因分析及防范措施

复合绝缘子断串问题是威胁输电线路安全稳定运行的关键问题。为系统分析复合绝缘子断串类型和原因,文中对实际运行复合绝缘子断串样品进行了统计分析,并对金具破损及芯棒脆断等引起的断串问题进行了总结归纳。结果表明绝缘子芯棒断串原因主要为端部密封失效、外护套破损、芯棒与护套界面粘结失效等。基于上述分析,文中提出了加强入网检测和运行性能分析、重视日常带电检测工作及对重要通道复合绝缘子技术改造三方面措施,从而为复合绝缘子断串防治提供参考。     

合成绝缘子芯棒脆断性能及试验方法的研究

国内合成绝缘子的使用量越来越大，随着运行时间的增加，发生的故障也越来越多。其中由于合成绝缘子芯棒的脆断而导致的事故已经发生了多起，这个问题在国内引起了广泛的关注。文章在实验室采用两种加载方式对脆断过程进行模拟。一种是恒定应力法，用来检查芯棒的耐应力腐蚀性能；另外一种是递减应力法，用来模拟出和实际运行复合绝缘子中出现的尽可能类似的脆断断口。在实验室成功的模拟出和运行中几乎相同的芯棒脆断断口，对芯棒的脆断性能有所了解。试验时的一些因素会显著影响脆断的发展过程，而这些因素在国外试验草案中都未得到充分的讨论和说明。通过对试验条件的研究，给出了合成绝缘子芯棒耐应力腐蚀试验方法。     

带电检测合成绝缘子故障的试验研究

叙述了运行中合成绝缘子环氧玻璃纤维芯棒内部及芯棒与护套界面上电致碳痕故障的发生和发展过程。在实验室进行的模型试验研究以及对一些早期运行的合成绝缘子故障的分析,说明了这种故障存在的可能性。采用电场分布测量的方法可对这类故障进行在线检测。介绍了故障绝缘子轴向电场分布的计算结果和特点,并给出了实验室检测试验的结果。     

超声导波检测绝缘子用玻璃钢芯棒缺陷

统计表明,因芯棒断裂造成绝缘子损坏在高压线路恶性事故中占很大比重。为快速、准确检测绝缘子用玻璃钢芯棒缺陷,提出一种新的检测手段:超声导波检测。以110kV绝缘子用玻璃钢芯棒为研究对象,根据导波理论研究了导波在芯棒中的传播特性,得到了导波纵向和扭转模态的频散曲线,初步确定了仿真和实验所用激励信号的频率范围。通过有限元仿真,得出了导波在有无缺陷芯棒中的波形分布规律。基于理论分析和仿真结果进行了玻璃钢芯棒的导波检测实验,实验结果表明:10周期40kHz和20周期32kHz的L(0,1)模态导波均能较好地检测出芯棒中的缺陷,且前者能较准确地确定缺陷位置,后者更适于较长的芯棒检测;在一定范围内,被检测的芯棒越长,检测效果越好。研究结果为绝缘子用玻璃钢芯棒缺陷检测提供了一种新思路。     

Development of composite insulators in China

The development of composite insulators in China dates back to the early 1970's. In the 1990's they have become widely used in China. At present, up to 600000 composite insulators are operating on 35 to 500 kV ac overhead transmission lines. They are to be introduced into the ±500 kV HVDC transmission schemes. In China all composite insulators in service are silicone rubber and are operating in various contamination conditions. They have successfully and efficiently avoided serious pollution flashover, which occurred frequently when conventional ceramic insulators were used, and radically reduced the maintenance cost of transmission lines in pollution areas. Study of composite insulators is very active in China. The main aspects include properties of materials such as silicone rubber and fiberglass reinforced polymer (FRP) rods, electrical and mechanical performance, aging as well as evaluation and inspection of composite insulators. These fruitful works greatly promote the development of composite insulators in China     

Interfacial phenomena in composite high voltage insulation

This paper deals with two different types of composite insulating materials for HV outdoor insulation technology. For outdoor applications fiberglass reinforced polymer (FRP) is used mainly in transmission line insulators (composite long rods), and as power apparatus housings (composite hollow core insulators). During the last decade mineral filled polymer (MFP) was found to be very suitable for outdoor insulation in the medium and HV ranges. To meet the outdoor demands, long-term stability and durability against environmental stresses are necessary. Composite insulation consists of more than one dielectric component, and linking at least two different kinds of materials leads to interface problems. These regions always appear as weak material structures that can be attacked by various aging mechanisms. The long-term performance and aging resistance are determined by the interface quality. One can distinguish four principal kinds of interface: microscopic, e.g. those between fillers and matrix components; macroscopic, e.g. those between glass fiber rod and polymeric shielding material; internal, in the insulation bulk; and external, solid surface against a liquid or gaseous phase. Today the use of composite insulating materials in HV technology is state of the art. They offer a wide range of superior properties for indoor as well as for outdoor applications. Further improvements should focus on the hydrophobicity and on the long term resistance of the external interface and the stability of the internal interface