变电站瓷支柱绝缘子断裂故障分析及预防措施

变电站瓷支柱绝缘子断裂事故对电网安全稳定运行构成了严重威胁。结合典型的变电站瓷支柱绝缘子断裂故障,分析了变电站瓷支柱绝缘子断裂基本特征,揭示了断裂故障的根本原因,并在此基础上提出防止瓷支柱绝缘子断裂故障的预防措施。结果表明:瓷支柱绝缘子断裂大部分发生在金属法兰和绝缘瓷件的结合部位;故障发生常伴有运行环境突变。制造工艺不良、运行维护工作不到位是导致瓷支柱绝缘子故障的主要原因。为防止支柱绝缘子断裂,必须严格进行抽样试验;加强防水胶涂抹检查、超声波探伤等运维工作。     

一起220kV线路瓷绝缘子耐张串断裂故障分析

对发生于某220 kV输电线路的瓷绝缘子耐张串断裂故障进行分析。结合断裂绝缘子串的形貌特征检查、内部结构DR透视分析、铁帽质量分析、绝缘子的力学性能及绝缘性能测试等研究,明确了瓷绝缘子铁帽铸造质量差、存在严重的冷隔缺陷是造成本次瓷绝缘子耐张串断裂故障发生的主要原因。并对预防该类型故障的发生提出了相应的防范措施。     

高压支柱瓷绝缘子力学特性分析及断裂机理研究

高压支柱瓷绝缘子断裂故障时有发生,对电力系统的安全稳定运行造成了严重的影响。结合对高压支柱瓷绝缘子的力学特性及断裂事故统计的分析,提出了弯曲力矩作用下和结冰膨胀下的瓷绝缘子断裂模型,系统地研究了瓷绝缘子的断裂机理。基于热-结构耦合场理论,建立了支柱瓷绝缘子的有限元数值计算模型,分析了不同弯矩载荷下和胶装区域发生不同程度结冰膨胀时支柱瓷绝缘子的应力分布情况及所受的最大拉应力变化规律,计算结果有效地验证了本文提出的瓷绝缘子断裂模型。该研究成果可为瓷绝缘子的安装设计和运行维护提供有效的理论指导和技术支持。     

动态载荷下支柱瓷绝缘子的应力特征研究

支柱瓷绝缘子的脆性断裂故障给电力系统的安全稳定运行造成了严重的影响,而支柱瓷绝缘子在动态载荷下的运行条件要更加恶劣,断裂故障亦更加频繁。为分析动态载荷下支柱瓷绝缘子的应力特征分布规律,基于热-结构耦合数学模型建立了支柱瓷绝缘子有限元数值仿真模型,并分别建立了相应的动态风力、短路电动力和地震动态载荷的数学模型,对动态风力、短路电动力和地震波作用下的应力特征及最大拉应力动态变化特征进行计算分析。     

35kV支柱瓷绝缘子机械性能研究

高压支柱瓷绝缘子是发电厂和变电站常用电气设备之一,其质量直接影响着电网安全运行。支柱瓷绝缘子主要对刀闸支柱和硬管母线起机械支撑和绝缘作用,弯曲破坏负荷和扭转破坏负荷是支柱绝缘子重要的性能指标。以35 k V支柱瓷绝缘子为样品,对绝缘子样品进行弯曲破坏验、扭转破坏试验和冻融循环试验以及瓷柱的微观结构分析。试验结果表明:支柱瓷绝缘子扭转破坏负荷和弯曲破坏负荷试验后,发生断裂的瓷柱断面位置和形状有明显的不同;冻融循环试验后支柱瓷绝缘子的扭转破坏负荷未见明显变化,而弯曲破坏负荷明显降低;通过XRD图谱发现,试品支柱绝缘子的瓷柱材料为硅质瓷; SEM测试结果发现瓷柱中有较多的分布不均的带状气孔,气孔的形状和数量不仅影响绝缘子的机械性能,还与其抗温度变化的性能有一定的相关性。     

盘形悬式绝缘子的头部结构研究

圆锥形盘形悬式绝缘子的水泥面与瓷头间的相对位移，以及圆柱形盘形悬式绝缘子的铁帽和钢脚与水泥胶合剂间的相对位移，均可将由风引起的导线振动力传递给瓷件头部，使瓷头开裂，形成零值绝缘子．水泥层具有一定的阻尼隔振缓冲作用，故圆柱形绝缘子的瓷头受力特性及其抗振性能要较圆锥形绝缘子的好。     

低温环境下支柱瓷绝缘子力学特性分析及临界裂纹尺寸研究

高压支柱瓷绝缘子的断裂会对电力系统的安全稳定运行带来严重威胁,而支柱瓷绝缘子的断裂事故在冬季低温环境中尤为多见。为分析低温环境下支柱瓷绝缘子的力学特性,建立了支柱瓷绝缘子的热-结构耦合有限元模型及胶装区域孔隙结冰膨胀的数值计算模型,计算分析了不同环境温度下、不同位置和不同程度结冰膨胀时的应力分布规律及相应的最小临界裂纹尺寸变化规律,研究表明:环境温度的降低、膨胀程度的增大可导致支柱瓷绝缘子所受的最大拉应力随之增大,最小临界裂纹尺寸则相应地逐渐减小。本文研究成果可为支柱瓷绝缘子在低温环境下的运行维护及健康状况评估提供理论参考和技术支持。     

支柱瓷绝缘子裂纹数值建模及应力强度因子研究

针对瓷绝缘子等复杂几何模型中三维裂纹建模困难的现状,提出了一种新型的三维裂纹实体数值建模法,通过平板半椭圆形表面裂纹应力强度因子的数值解和理论解的对比分析,验证了提出的裂纹实体建模法的有效性。基于有限元理论,建立了支柱瓷绝缘子的数值仿真模型,计算了瓷绝缘子在无缺陷状态下的应力分布情况,应用本文的裂纹建模法建立了瓷绝缘子的表面裂纹,分析了瓷绝缘子表面裂纹应力强度因子随裂纹尺寸以及裂纹所在位置的变化规律,获得了易导致断裂的危险裂纹尺寸和裂纹危险分布区域,为电力系统中瓷绝缘子的运行维护提供理论指导和技术支持。     

水平安装支柱瓷绝缘子断裂故障及弯曲负荷分析

由于运行环境恶劣,管型母线用瓷支柱绝缘子断裂事故时有发生,严重威胁着电网安全可靠稳定运行。介绍了一起500 kV变电站35 kV融冰管母户外瓷支柱绝缘子发生"多米诺骨牌"式断裂,导致管母大面积脱落的事故。现场勘查发现,融冰管母支柱绝缘子为水平安装方式,B、C相绝缘子全部断裂,管母脱落,A相1只绝缘子断裂,管母未脱落。随机抽检A相未断裂的4支柱绝缘子的抗弯曲负荷强度,分别为7.96 kN、10.89 kN、9.72 kN和10.89 k N,未达到设计要求12 kN。另外,瓷支柱绝缘子存在无露砂、无胶装缓冲层、水泥胶合剂有大气孔以及法兰铸铁强度低等质量问题是造成管母大面积脱落的主要原因之一。计算分析了不同工况下水平安装支柱绝缘子的抗弯曲负荷。计算结果表明:水平安装对支柱绝缘子的抗弯曲负荷要求高,12 kN的抗弯曲负荷设计要求无法满足"N-1"(1个支柱绝缘子断裂)故障情况下的应力要求,建议选用支柱绝缘子垂直安装的方式。     

一起220kV隔离开关支柱瓷绝缘子断裂事故的原因分析

分析表明,造成某变电站一支220 kV隔离开关支柱瓷绝缘子断裂的主要原因是制造质量不良,恶劣气象条件的作用和普通石英质瓷的特性则是此次断裂事故的诱因.超声探伤(爬波)检测对于发现支柱瓷绝缘子缺陷存在一定的局限性,对于怀疑存在机械性能缺陷的支柱瓷绝缘子,条件许可时,应通过机械破坏负荷试验以及孔隙性试验进行确认.     

伞形瓷绝缘子装配技术的改进设计

针对伞形瓷绝缘子在传统生产过程中装配效率低、质量参差不齐、工人劳动强度大等问题,设计了一种能够自动对伞形瓷绝缘子进行装配的设备,并利用UG软件对其进行了运动仿真。经过分析,最终所设计的瓷绝缘子装配设备方案可行,能够增加瓷绝缘子装配的自动化程度。     

计及多因素影响的直流电弧对瓷绝缘子热效应仿真分析

针对某±500 k V换流站接地极线路瓷绝缘子炸裂故障,采用有限元法仿真分析了直流电弧对瓷绝缘子的热学影响。依据传热学基本理论,建立了基于有限元法的瓷绝缘子数值计算模型。利用多物理场耦合计算软件COMSOL Multiphysics计算了瓷绝缘子温度场的分布情况,讨论了多因素影响的3种传热方式共同作用下,直流电弧对瓷绝缘子的热学影响,并提出了防治措施。     

一起330 kV输电线路复合绝缘子断裂故障失效

为研究分析某330 kV输电线路复合绝缘子断裂故障的原因，并对故障绝缘子同线路挂网运行复合绝缘子进行试验检测。通过宏观检查、断口分析、渗透检测等方法进行分析可知，此次断裂的主要原因是复合绝缘子在长期运行过程中产生原生宏观缺陷，导致外部环境中的腐蚀介质等进入芯棒部位，通过长期应力和腐蚀性介质作用，当芯棒剩余截面不足以承受重力载荷时，造成芯棒及外部硅橡胶撕裂，导致绝缘子断裂失效。最后，针对此类故障对运行中的绝缘子提出更换及跟踪的建议，以避免同类故障再次发生，确保电网安全运行。     

支柱瓷绝缘子地震受损分析及缺陷检测方法

分析了地震后支柱绝缘子的缺陷特征,对震后支柱瓷绝缘子进行现场检测,得到了地震位置与时间变化对缺陷影响的规律。结果表明:1)地震引发的故障缺陷以裂纹为主,发生在瓷套根部区域;2)支柱绝缘子缺陷数目随着与震中距离呈现下降趋势;3)瓷体中的微裂纹会随着时间的推移逐步扩大成显性裂纹。研究成果为支柱瓷绝缘子震后处理提供技术支撑。     

三峡—华东直流输电线路的绝缘子选择研究

根据三峡—华东直流输电线路的污区分布及盐密预测，综合分析玻璃绝缘子、瓷绝缘子和合成绝缘子的机电性能及运行维护方面的优缺点，提出了绝缘子型式的选择方案。认为在轻污秽区域，以瓷绝缘子、玻璃绝缘子为首选型式；在重污秽区域，以合成绝缘子为首选型式。     

±800kV支柱瓷芯复合绝缘子与瓷绝缘子 仿真计算比较研究

采用有限元计算方法,分别对瓷芯复合支柱绝缘子和瓷支柱绝缘子在静力及地震动作用下进行计算,对比分析了两种绝缘子在静力及地震谱作用下的位移和应力。在相同外载作用下,±800 kV瓷芯复合支柱绝缘子和瓷支柱绝缘子的最大位移基本一致,瓷芯复合支柱绝缘子应力均匀变化,而瓷支柱绝缘子应力变化较大,瓷根部位置以及伞裙根部的应力值均大于70 MPa。     

从料方化学成分谈谈对普通悬式绝缘子配方的几点看法

笔者根据赴日考察收集的普通悬式绝缘子配方的化学成分与我国普通瓷配方的差异，提出了对普通悬式绝缘子配方的看法，并就熔剂氧化物ＭｇＯ和Ｎａ２Ｏ对产品性能的影响进行了分析，提出了铝质瓷普通悬式绝缘子配方的化学成分范围。     

高压支柱瓷绝缘子异常发热原因分析及预防措施

针对某变电站35 kV主变闸刀支柱瓷绝缘子异常发热问题,通过分析加压模拟测温、直流泄漏电流检测、绝缘电阻测试和超声波检测试验的结果,初步认为支柱瓷绝缘子异常发热的原因是瓷绝缘子内部存在疏松或裂纹等结构缺陷。为此,对该瓷绝缘子进行了解剖检查和空隙性吸红试验,结果表明瓷绝缘子内部确实存在疏松(黄芯)、裂纹缺陷。最后,对该瓷绝缘子异常发热问题,提出了一系列预防措施以供借鉴和参考。     

低(零)值盘形悬式瓷绝缘子带电检测及实验研究

在机电负荷、污秽及环境温湿度等共存的长期环境影响下,盘形悬式瓷绝缘子瓷件内微孔将逐渐扩展,直至开裂受潮,机械强度和绝缘性能丧失,对电网安全稳定运行构成极大隐患。笔者对某电厂带电检测过程中发现的低(零)值瓷绝缘子在实验室中进行了验证实验研究,进一步分析了低(零)值绝缘子的热像特征及电晕特点,验证了红外热像检测低(零)值瓷绝缘子的有效性,紫外成像检测对低(零)值瓷绝缘子能起到一定的辅助检测作用,并提出了一些绝缘子红外图谱的有效分析方法,对电力系统的绝缘工作起到积极的指导意义。     

融合核主成分与随机森林的瓷绝缘子污秽等级诊断方法研究

由瓷绝缘子表面污秽引起的闪络放电严重影响了电力系统的安全稳定运行,针对传统分析方法无法对瓷绝缘子污秽程度特征量的不明显和非线性属性进行准确反映,且瓷绝缘子污秽等级诊断准确率低的现状,提出了一种融合核主成分与随机森林的瓷绝缘子污秽等级诊断新方法。在实验室模拟信号和现场实测信号的基础上,通过该诊断新方法与其它传统方法诊断结果的对比分析,结果表明该方法具有更高的准确率和更好的噪声容忍度,能够有效地对瓷绝缘子的污秽等级进行诊断,可为瓷绝缘子的污秽监测及污闪的预防提供有效借鉴和参考。