Понастоящем голям брой композитни изолатори се използват в електропреносните линии, които представляват около 50% от потреблението на линейни изолатори, от които линейните кули представляват по-голям дял. Почти всички линейни кули в силно замърсени райони използват композитни изолатори. Композитните изолатори са решили проблема с прекъсване на замърсяването, който тормози електрическата мрежа в продължение на много години с отлична производителност срещу замърсяване, но проблемът с прекъсването на струната се появява от време на време. За еднострунни кули, след като композитният изолатор е счупен, линията често ще падне на земята, което носи социална безопасност Огромна заплаха, за многострунни кули, след като струната е счупена, тя също ще засегне кулите и другите изолатори, което ще повлияе на надеждността на линията. С драстичното намаляване на скоростта на прекъсване на замърсяването през последните години, прекъсването на връзката на струните се превърна във важен проблем, пред който са изправени композитните изолатори.
Множество причини могат да причинят счупване на струната на композитния изолатор. Има много разлики във външния вид и резултатите от теста. След като струната се счупи, е много важно да се намери точно причината за счупването на струната за последващо изхвърляне. В същото време обобщете причините за счупването на изолаторната струна и проверете достъпа до мрежата на изолатора'. То е от голямо значение. Ето защо тази статия говори за причините за скъсаната струна от композитни изолатори и как да ги анализирате и проверявате.
2. Класификация и характеристики на счупване на композитни изолатори
Счупените струни на композитните изолатори могат да бъдат разделени на три вида: външно разкъсване, крехко счупване и разпадане. Сред тях има много малко случаи на външно разкъсване, а крехкото счупване и разпадането са основните видове разкъсване на струната.
2.1 разкъсване от външна сила
Причините за разкъсване на външната сила често са екстремни ветрове, силни заледяващи линии, скокове от лед и т.н. В тези случаи композитният изолатор се натоварва извън проекта, което води до разкъсване на струната.
Като цяло, контролираната от механичната якост част на изолатора обикновено е шийката на сферичната глава, тоест когато е само под напрежение на опън, топката често се счупва първа. Въпреки това, когато е подложена на комбинирано действие на напрежение на усукване, напрежение на опън или напрежение на натиск, свързващата част на композитния изолатор фитинг-дорник е най-слаба, така че позицията на счупване често се намира при връзката фитинг-дорник.
Композитната изолационна сърцевина е изработена от високоякостни стъклени влакна. Когато е частично повреден и след това разкъсан при комбинираното действие на усукващо напрежение и напрежение на опън, счупването на сърцевината често е неравномерно и някои влакна са с форма на метла, без следи от карбонизация върху счупването.
2.2 Крехко счупване (корозия под напрежение)
Крехкото счупване е основният тип разкъсване на струните, което се случва при ранното приложение на композитни изолатори. Процесът на счупване е придружен от процес на корозия под напрежение и мястото на счупване може да бъде разположено вътре във фитингите и близо до кръстовището между фитингите и сърцевината.
Най-очевидната характеристика на крехката фрактура е, че по-голямата част от счупването е плоска и гладка, разрезът е перпендикулярен на оста на дорника и типичната морфология на счупването
2.3 Корупция (карбонизация на дорника)
Гнилото счупване се превърна в основната форма на скъсване на струни от композитен изолатор през последните години. Скъсването на струната е придружено от продължителен вътрешен процес на разреждане и счупването обикновено е разположено близо до края на високоволтовия композитен изолатор.
Основната характеристика на външния вид на фрактурата на разпада е значителното карбонизиране (почерняване) на дорника, а счупването е неравномерно и има очевидни резби, типична морфология на счупването
3. Причината и процесът на развитие на скъсана струна
Сред трите типа скъсани струни, вероятността от разкъсване на външна сила е изключително малка, а процесът е прост и е лесен за анализ при екстремни метеорологични условия. Следователно тази статия представя само причините, процеса на развитие и методите за анализ на крехко счупване и разпад.
3.1 Крехко счупване
Крехкото счупване обикновено е придружено от процеса на корозия под напрежение. Изолаторът поема тежестта на проводника и е подложен на напрежение. Когато сърцевиният прът навлезе в киселинната течност по някаква причина, киселинната течност ще корозира сърцевината. Некиселинноустойчивата сърцевина, използвана в ранния композитен изолатор, е под напрежение. При комбинираното действие на корозия, сърцевината на пръта постепенно се появява пукнатини и пукнатините постепенно се разширяват, докато останалите сърцевини не могат да издържат на силата на опън и да се счупят.
От горното може да се види, че има две основни условия за крехко счупване: повреда на уплътнението и сърцевината на сърцевината е не-киселинноустойчива сърцевина. В допълнение, появата на пукнатини значително ускорява появата на крехко счупване. Според реалните случаи процесът на развитие на крехко счупване има следните две категории:
① Неизправност на уплътнението - сърцевината на сърцевината е влажна - възниква вътрешен разряд - генерира се киселинно вещество - корозия под напрежение - прътът на сърцевината е крехък;
② Производствени дефекти, оставени в края (клиновидна структура) - повреда на уплътнението - навлизане на киселинни вещества в атмосферата - корозия при напрежение - крехко счупване на пръта.
Клиновата структура трябва да забие клин в края на сърцевината, което е лесно да остави микро пукнатини в сърцевината. Когато уплътнението е нормално, темпът на растеж на микропукнатините е много бавен. След като уплътнението се повреди, горните пукнатини ще станат отправна точка за корозия под напрежение.
Има три вида повреда на уплътнението:
① Повреда на крайното уплътнение: уплътнителят е напукан или краят е повреден по време на монтажа, което води до повреда на уплътнението.
② Повредата на обвивката води до повреда на уплътнението:
A. Материалът на обвивката е лош и обвивката е корозирала от външно изпускане; ще има коронен разряд на повърхността на композитния изолатор при дъждовно време, а краят ще бъде лесно изгорен от високотемпературна дъга, когато бъде ударен от мълния. Ако обвивката има недостатъчна устойчивост на електрическа корозия, при горните обстоятелства е лесно да се напука и да доведе до навлажняване на сърцевината.
Б. Неправилната конфигурация на изравнителния пръстен причинява прекомерен коронен разряд и ерозия на обвивката; неправилното монтиране на изравнителния пръстен или неправилният избор на параметри ще доведе до силен коронен разряд в края на високо напрежение, а дългосрочните ефекти ще повредят обвивката и ще причинят сърцевини. Влажна.
③ Има проблем в интерфейса обвивка-дорник и влагата навлиза в дорника чрез дифузия.
3.2 Разпад
Понастоящем повечето от работещите композитни изолатори използват киселинноустойчиви сърцевини, така че вероятността от крехко счупване е значително намалена, а разпадането се е превърнало в основната форма на скъсване на изолаторната струна. Разпадът често е придружен от дългосрочно изпускане вътре в дорника и генерираната енергия постепенно причинява промяна в структурата на дорника. От една страна, смолата, която навива и фиксира стъклените влакна, се разлага и структурата на стъклените влакна става мека. От друга страна, стъклените влакна са карбонизирани, а механичните свойства са значителни. Спускайте, докато дорникът не може' да понесе натоварването и да се счупи.
При този процес вътрешните дефекти се развиват по радиалната посока на сърцевината, като същевременно се развиват и в аксиална посока. В сърцевината се генерира вътрешен изпускателен канал.
Според произхода на вътрешния разряд на сърцевината, разпадането може да бъде разделено на следните две категории:
① Повреда на уплътнението (повреда на крайното уплътнение или повреда на обвивката)-сърцевината е влажна-възниква вътрешен разряд-произвежда се киселина-сърцевината е карбонизирана-разложена;
Произходът на вътрешния разряд при този вид разкъсване е повредата на крайното уплътнение и повредата на обвивката. Причината е същата като описаната по-горе крехка фрактура. Вижда се, че дори ако се използва киселинноустойчив дорник, докато уплътнението се повреди, ще има скъсване на струните!
② Има вътрешни дефекти в сърцевината – проникване на влага – изпускане вътре – генериране на киселинно вещество – корозия на обвивката – засилено вътрешно изпускане – карбонизация на сърцевината;
Вътрешните дефекти на дорника обикновено са причинени от лошия интерфейс дорник-обвивка, като лошо свързване, въздушни дупки, оставени на интерфейса и т.н. Лошото свързване ще доведе до разлепване и вътрешни въздушни междини. Ключовият процес при този вид скъсване на струните е следният: повърхността на обвивката е непокътната, но влагата е навлязла в сърцевината. Причината е, че когато вътре в сърцевината се генерира въздушна междина, външната влага може да влезе в сърцевината чрез дифузионния процес.
4. Метод за анализ на счупен низ
Лесно е да получите улики от метеорологична информация за прекъсвания на струните, причинени от разкъсване на външна сила. Следователно тук се обсъжда само анализът на крехкостта и разпадането. Когато възникне счупване на струната, първо преценете дали типът на счупване на струната е крехко счупване или гнило счупване според формата и местоположението на счупването и след това изберете съответните тестови елементи за проверка въз основа на възможните причини, описани по-горе.
4.1 Крехко счупване
Ако се прецени, че е крехко счупване, според горното, това може да е скъсването на струната, причинено от повреда на уплътнението + неустойчив на киселина дорник или оставащият производствен дефект в крайното + повреда на уплътнението + неустойчив на киселини дорник.
① Повреда на уплътнението + неустойчив на киселина дорник
Проверка на повреда на крайното уплътнение: извършете тест за херметичност на същата партида продукти, дисектирайте счупените изолационни фитинги и проверете вътрешните компоненти за ръжда.
Тестът за херметичност е да се приложи 70% от номиналното механично натоварване върху композитния изолатор за 96 часа, след което краят се обвива с пенетрант за 20 минути и се проверява дали оцветителят е проникнал в края и дълбочината на проникване чрез визуална проверка и анатомия. Докато дълбочината на проникване не достигне сърцевината, крайното уплътнение се счита за квалифицирано.
Неизправността на уплътнението в края често е пример. Тестът за уплътняване на една и съща партида продукти може да не открие проблема, но ако има повреда на уплътнението в края, ще отнеме известно време, докато процесът на корозия под напрежение се прояви напълно, така че крайните фитинги често ръждясват вътре. Следователно, той е най-прякото и ефективно средство за дисекция на краищата на счупени изолатори и откриване на ръжда.
Проверка на повреда на уплътнението, причинена от лош материал на обвивката: извършете теста за проследяване и загуба на електрическа корозия на покриващия материал на чадъра за същата партида продукти.
Проследяване на изтичане на материал за покриване на чадъра и тест за устойчивост на електрическа корозия е да се изреже полата на чадъра на изолатора на плоска проба с определена дебелина и да се използва методът на постоянно проследяващо напрежение за тестване, тестовото напрежение е AC 4,5 kV и пробата може да издържи 6 часа и корозия Ако дълбочината не надвишава 2,5 mm, тестът се счита за издържан.
Проверка на повреда на уплътнението на обвивката, причинена от неправилен монтаж на пръстен за изравняване на налягането: проверете дали изравнителният пръстен е монтиран обратно, дали монтажната позиция е правилна и извършете изчисление за проверка на електрическото поле в плана за конфигурация на изравнителния пръстен.
Проверка на повреда на уплътнението, причинена от лош интерфейс дорник-обвивка: Извършете тест за пропускливост на дорника, тест за дифузия на вода с обвивка, тест за издържане на повишаване на температурата на честотата на мощността, тест за стръмна вълна и аутопсия за същата партида изолатори.
Проверка на киселинната устойчивост на дорника: Извършете тест за киселинна устойчивост на дорника върху счупени изолатори или продукти от същата партида.
Тестът за киселинна устойчивост на сърцевината е да се отлепи участък от обвивката на изолатора, за да се разкрие сърцевината, след това да се полира и да се обвие с 1mol/L азотна киселина. В същото време се прилага определена сила на опън за 96 часа. Стойността на силата на опън е произведението от площта на сърцевината и 300MPa, като 96h. Ако задният дорник не е повреден и няма очевидна пукнатина на повърхността, се счита, че дорникът трябва да бъде киселинноустойчив и компаунд. (Също известен като киселинно-устойчив дорник)
За по-подробна информация относно гореспоменатите методи и критерии за изпитване, вижте"GB/T 19519-2014 Изолатори на въздушната линия-Окачени и напрегнати композитни изолатори за системи за променлив ток с номинално напрежение повече от 1000V, дефиниция, методи за изпитване и Критерии за приемане".
② Остатъчни производствени дефекти в края + повреда на уплътнението + неустойчив на киселина дорник
Проверката за повреда на уплътнението и неустойчивия на киселина дорник е същата като по-горе. Крайните производствени дефекти могат да бъдат проверени чрез изпитване на натоварване при механично разрушаване на същата партида продукти. Въпреки това, крайните производствени дефекти често са случай и е трудно да се проследи точно източникът чрез теста. Може да се подпомогне от крайната конструкция и позицията на фрактурата. Ако краят приема клинова структура и счупването е разположено вътре в крайния фитинг и е близо до края на задвижвания клин, това означава, че има по-голяма възможност за производствени дефекти вътре.
4.2 Разпад
Ако се прецени, че е крехко счупване, според горното, това може да е вътрешното дълготрайно изпускане, причинено от счупеното уплътнение, което причинява скъсване на струната, или сърцевината на сърцевината има вътрешен дефект, който ерозира обвивката от отвътре навън и причинява вътрешния дългосрочен разряд, за да причини скъсване на струната.
① Счупване на уплътнението + дългосрочен вътрешен разряд
Методът за проверка за повреда на крайното уплътнение и повреда на кожуха е в съответствие с предишния раздел 3.1.
Ако се открие дупка на дорника, ключът към преценката ще бъде дали отворът е причинен от външна причина, която причинява повреда на уплътнението на обвивката, или дали е причинена от вътрешен дефект и перфорация. Можете да започнете с разликата в състава между вътрешната и външната страна на отвора. Като цяло, страната с по-висок дял на карбонизирани компоненти има по-голяма възможност да започне по-рано времето за разреждане и вероятността дупката да започне от тази страна е по-голяма.
② Пръта на сърцевината има вътрешни дефекти
През последните години вътрешните дефекти на дорника се дължат главно на лошото взаимодействие между дорник и обвивка. Валидационен анализ на лош интерфейс: Извършете тест за пропускливост на сърцевината на сърцевината, тест за дифузия на вода с обвивка, тест за издръжливост на повишаване на температурата на честотата на мощността, тест за стръмни вълни и аутопсия за същата партида изолатори.
Тестът за пропускливост на сърцевината е да нарежете прът на сърцевината на 10 mm дълги екземпляри, посоката на рязане е перпендикулярна на сърцевината, шлайфайте двата края с шкурка и ги поставете в червен или лилав разтвор на метин. Разтворът ще се насочи към пробата под капилярно действие. Горният край прониква и се измерва времето за проникване на разтвора до върха вътре в дорника.
Тестът за водна дифузия на дорника с обвивка е да нарежете дорника на 30 мм дълги образци, посоката на рязане е перпендикулярна на дорника, полирайте двата края с шкурка, кипете го в 0,1% разтвор на NaCl за 100 часа и след това нанесете 12kV Променливо напрежение за 1 минута, Измерете тока на утечка.
Тестът за повишаване на температурата на колана за издържано напрежение на мощността е да се приложи най-високото работно напрежение към изолатора за 30 минути и да се използва инфрачервено за измерване на повишаването на температурата на изолатора.
Тестът със стръмна вълна е да сварите изолатора във вода в продължение на 42 часа и да приложите импулсно напрежение със стръмност между 1000kV/us-1500kV/μs, плюс и минус 25 пъти всеки.
Аутопсията е да се отстрани обвивката с нож или външна сила и да се наблюдава състоянието на повърхността на дорника, след като обвивката е отлепена.
По-подробна информация за горния тест може да бъде намерена в"GB/T 19519-2014 Изолатори на въздушни линии с номинално напрежение повече от 1000V AC система за окачване и опън на композитни изолатори, определение, методи за изпитване и критерии за приемане" .
След елиминиране на проблема с уплътнението, всяка значителна аномалия в някой от горните тестове може да определи, че изолаторът вероятно има проблеми с интерфейса. Значимите анормални характеристики на всеки тест се отнасят до:
Тест за пропускливост на сърцевината: Метинният разтвор прониква в тестовата секция на сърцевината в рамките на 15 минути.
Дорник с тест за дифузия на вода в обвивката: токът на утечка на дорника надвишава 1 mA;
Тест за издръжливост на повишаване на температурата на честотата на мощността: По време на лабораторния симулационен тест повишаването на температурата на сърцевината е значително и повишаването на температурата постепенно се повишава с удължаването на времето за херметизиране; ако е само леко повишаване на температурата, може да се окаже, че обвивката е влажна, но няма проблем вътре в дорника.
Тест със стръмна вълна: вътрешна повреда на сърцевината;
Аутопсия: Голяма площ от повърхността на дорника е директно разкрита.