Actualment, s'utilitzen un gran nombre d'aïllants compostos a les línies de transmissió de la xarxa elèctrica, que representen al voltant del 50% del consum d'aïllants de línia, de les quals les torres lineals representen una proporció més alta. Gairebé totes les torres lineals de zones molt contaminades utilitzen aïllants compostos. Els aïllants compostos han resolt el problema de la contaminació que ha afectat la xarxa elèctrica durant molts anys amb un excel·lent rendiment anti-contaminació, però el problema de la desconnexió de la cadena s'ha produït de tant en tant. Per a les torres de corda única, un cop trencat l'aïllant compost, la línia sovint caurà a terra, aportant seguretat social Una gran amenaça, per a torres multicorda, un cop trencada la corda, també afectarà les torres i altres aïllants, que afectarà la fiabilitat de la línia. Amb la reducció dràstica de la taxa d'expulsió de la contaminació en els darrers anys, la desconnexió de cordes s'ha convertit en un problema important al qual s'enfronten els aïllants compostos.
Múltiples motius poden provocar el trencament de la corda aïllant compost. Hi ha moltes diferències en l'aparença i els resultats de les proves. Un cop es produeix la ruptura de la corda, és molt important trobar amb precisió la causa de la ruptura de la corda per a la seva posterior eliminació. Al mateix temps, resumiu els motius de la ruptura de la cadena de l'aïllant i comproveu l'accés a la xarxa de l'aïllant'. Té una gran importància. Per tant, aquest article parla dels motius de la cadena trencada d'aïllants compostos i de com analitzar-los i verificar-los.
2. Classificació i característiques de fractura dels aïllants compostos
Les cordes trencades d'aïllants compostos es poden dividir en tres tipus: trencament de força externa, fractura fràgil i decadència. Entre ells, hi ha molt pocs casos de trencament per força externa, i la fractura fràgil i la decadència són els principals tipus de ruptura de corda.
2.1 esquinçament per força externa
Les causes del trencament de la força externa solen ser vents extrems, línies de gel greu, salts de gel, etc. En aquests casos, l'aïllant compost està tensat més enllà del disseny, provocant la desconnexió de la corda.
En conjunt, la part de l'aïllant controlada per la força mecànica és generalment el coll del cap de bola, és a dir, quan només està sota esforç de tracció, el cap de bola és sovint el primer a trencar-se. Tanmateix, quan se sotmet a l'acció combinada de l'esforç de torsió, esforç de tracció o esforç de compressió, la part de connexió del mandril de muntatge aïllant compost és la més feble, de manera que la posició de fractura es troba sovint a la connexió del mandril d'ajust.
La vareta del nucli aïllant compost està feta de fibra de vidre d'alta resistència. Quan està parcialment danyat i després es trenca sota l'acció combinada de l'estrès de torsió i l'estrès de tracció, la fractura de la vareta del nucli sovint és desigual i algunes fibres tenen forma d'escombra, sense marques de carbonització a la fractura.
2.2 Fractura fràgil (corrosió per tensió)
La fractura fràgil és el principal tipus de desconnexió de corda que es produeix en l'aplicació primerenca d'aïllants compostos. El procés de fractura va acompanyat d'un procés de corrosió per tensió, i la ubicació de la fractura es pot localitzar dins dels accessoris i prop de la unió entre els accessoris i la barra del nucli.
La característica més òbvia de la fractura fràgil és que la major part de la fractura és plana i llisa, la secció és perpendicular a l'eix del mandril i la morfologia típica de la fractura.
2.3 Corrupció (carbonització del mandril)
La ruptura podrida s'ha convertit en la principal forma de trencament de cordes d'aïllament compost en els últims anys. La ruptura de la corda s'acompanya d'un procés de descàrrega interna a llarg termini, i la fractura generalment es troba a prop de l'extrem d'alta tensió de l'aïllant compost.
La característica d'aspecte principal de la fractura de descomposició és la carbonització significativa (ennegriment) del mandril, i la fractura és desigual i hi ha un roscat evident, una morfologia de fractura típica
3. La causa i el procés de desenvolupament de la corda trencada
Entre els tres tipus de cordes trencades, la probabilitat de trencament de la força externa és extremadament petita i el procés és senzill i és fàcil d'analitzar amb condicions meteorològiques extremes. Per tant, aquest article només presenta les causes, el procés de desenvolupament i els mètodes d'anàlisi de la fractura fràgil i la decadència.
3.1 Fractura fràgil
La fractura fràgil generalment va acompanyada del procés de corrosió per estrès. L'aïllant suporta el pes del cable i està sotmès a tensió. Quan la vareta del nucli entra al líquid àcid per algun motiu, el líquid àcid corroirà la vareta del nucli. La vareta del nucli no resistent a l'àcid utilitzada en l'aïllant compost primerenc està sota tensió. Sota l'acció combinada de la corrosió, la barra del nucli apareix gradualment esquerdes i les esquerdes s'expandeixen gradualment fins que les barres del nucli restants no poden suportar la força de tracció i trencar-se.
Es pot veure a partir de l'anterior que hi ha dues condicions principals per a la fractura fràgil: fallada del segell i la vareta del nucli és una vareta del nucli no resistent a l'àcid. A més, l'aparició d'esquerdes accelera molt l'aparició de fractures fràgils. Segons els casos reals, el procés de desenvolupament de fractura fràgil té les dues categories següents:
① Falla de segellat: la vareta del nucli està humida; es produeix una descàrrega interna; es genera substància àcida; corrosió per estrès; la vareta del nucli és fràgil;
② Defectes de fabricació que queden al final (estructura de falca)-falla del segell-substàncies àcides a l'atmosfera-corrosió per estrès-fractura fràgil de la barra del nucli.
L'estructura de la falca ha d'introduir una falca a l'extrem de la vareta del nucli, cosa que és fàcil de deixar microesquerdes a la vareta del nucli. Quan el segell és normal, la taxa de creixement de les microesquerdes és molt lenta. Un cop falla el segell, les esquerdes anteriors es convertiran en el punt de partida de la corrosió per tensió.
Hi ha tres tipus de fallada del segell:
① Falla del segell final: el segellador està esquerdat o l'extrem està danyat durant la instal·lació, fent que el segell falli.
② El dany de la funda condueix a la fallada del segell:
A. El material de la funda és pobre i la funda està corroïda per una descàrrega externa; hi haurà una descàrrega de corona a la superfície de l'aïllant compost en temps de pluja i l'extrem es cremarà fàcilment amb un arc d'alta temperatura quan sigui colpejat per un llamp. Si la funda té una resistència elèctrica insuficient a la corrosió, en les circumstàncies anteriors, és fàcil trencar-se i fer que la vareta del nucli s'humiteixi.
B. La configuració incorrecta de l'anell igualador provoca una descàrrega excessiva de la corona i l'erosió de la funda; La instal·lació incorrecta de l'anell d'equalització o la selecció incorrecta dels paràmetres provocarà una descàrrega severa de la corona a l'extrem d'alta tensió i els efectes a llarg termini danyaran la funda i provocaran barres del nucli. Humida.
③ Hi ha un problema a la interfície beina-mandril i la humitat entra al mandril per difusió.
3.2 Decadència
En l'actualitat, la majoria dels aïllants compostos en funcionament utilitzen barres de nucli resistents a l'àcid, de manera que la probabilitat de fractura fràgil s'ha reduït molt i la decadència s'ha convertit en la principal forma de trencament de la corda aïllant. La decadència sovint s'acompanya d'una descàrrega a llarg termini dins del mandril, i l'energia generada fa que l'estructura del mandril canviï gradualment. D'una banda, la resina que enrotlla i fixa la fibra de vidre es descompon i l'estructura de la fibra de vidre es torna suau. D'altra banda, la fibra de vidre està carbonitzada i les propietats mecàniques són importants. Baixeu fins que el mandril&no suporti la càrrega i es trenqui.
En aquest procés, els defectes interns es desenvolupen al llarg de la direcció radial de la vareta del nucli alhora que també es desenvolupen al llarg de la direcció axial. Es genera un canal de descàrrega intern a la vareta del nucli.
Segons l'origen de la descàrrega interna de la vareta del nucli, la descomposició es pot dividir en les dues categories següents:
① Danys al segellat (falla del segell final o danys a la funda): la vareta del nucli està humida; es produeix una descàrrega interna; es produeix àcid; la vareta del nucli està carbonitzada;
L'origen de la descàrrega interna d'aquest tipus de ruptura és la fallada del segell final i el dany de la funda. El motiu és el mateix que la fractura trencadissa descrita anteriorment. Es pot veure que encara que s'utilitzi un mandril resistent a l'àcid, mentre el segell falli, es produiran trencaments de corda!
② Hi ha defectes interns a la vareta del nucli: penetració d'humitat, descàrrega a l'interior, generació de substància àcida, corrosió de la funda, descàrrega interna intensificada, carbonització de la vareta del nucli;
Els defectes interns del mandril són generalment causats per la mala interfície mandril-beina, com ara una mala unió, forats d'aire que queden a la interfície, etc. La mala unió provocarà una desenganxament i buits d'aire interns. El procés clau d'aquest tipus de trencament de corda és el següent: la superfície de la funda està intacta, però la humitat ha entrat a la vareta del nucli. La raó és que quan es genera un buit d'aire dins de la vareta del nucli, la humitat externa pot entrar a la vareta del nucli mitjançant el procés de difusió.
4. Mètode d'anàlisi de corda trencada
És fàcil obtenir pistes de la informació meteorològica per a trencaments de corda causats per un trencament de força externa. Per tant, aquí només es parla de l'anàlisi de la fragilitat i la decadència. Quan es produeixi un trencament de corda, en primer lloc, jutgeu si el tipus de trencament de la corda és una fractura trencadissa o una fractura podrida segons la forma i la ubicació de la fractura i, a continuació, seleccioneu els elements de prova corresponents per a la verificació en funció de les possibles causes descrites anteriorment.
4.1 Fractura fràgil
Si es considera que és una fractura fràgil, segons l'anterior, pot ser la ruptura de la corda causada per una fallada del segell + mandril no resistent a l'àcid, o el defecte de fabricació restant a l'extrem + fallada del segell + mandril no resistent a l'àcid.
① Falla del segell + mandril no resistent a l'àcid
Verificació de la fallada del segell final: realitzeu una prova d'estanquitat al mateix lot de productes, dissequeu els accessoris aïllants trencats i inspeccioneu els components interns de l'òxid.
La prova d'estanquitat és aplicar el 70% de la càrrega mecànica nominal a l'aïllant compost durant 96 hores, després embolicar l'extrem amb penetrant durant 20 minuts i comprovar si el colorant ha penetrat a l'extrem i la profunditat de penetració mitjançant una inspecció visual i anatomia. Mentre la profunditat de penetració no arribi a la vareta del nucli, el segell final es considera qualificat.
La fallada del segell al final és sovint un exemple. És possible que la prova de segellat del mateix lot de productes no trobi el problema, però si hi ha una fallada del segell al final, el procés de corrosió per estrès trigarà un temps a produir-se completament, de manera que els accessoris finals sovint s'oxiden a l'interior. és el mitjà més directe i eficaç per disseccionar els extrems dels aïllants trencats i detectar components d'òxid.
Verificació de la fallada de segellat causada per un material de funda deficient: realitzeu la prova de seguiment i pèrdua de corrosió elèctrica del material de la coberta del paraigua per al mateix lot de productes.
El seguiment de fuites del material de la coberta del paraigua i la prova de resistència a la corrosió elèctrica és tallar la faldilla del paraigua aïllant en una mostra plana d'un cert gruix i utilitzar el mètode de tensió de seguiment constant per provar, la tensió de prova és de 4,5 kV de CA i la mostra pot suportar 6 h. i corrosió Si la profunditat no supera els 2,5 mm, es considera superada la prova.
Verificació de la fallada del segell de la funda causada per una instal·lació incorrecta de l'anell d'equalització de pressió: comproveu si l'anell d'equalització està instal·lat al revés, si la posició d'instal·lació és correcta i feu el càlcul de verificació del camp elèctric al pla de configuració de l'anell d'igualització.
Verificació de la fallada del segell causada per una mala interfície mandril-funda: feu una prova de permeabilitat del mandril, una prova de difusió d'aigua de mandril amb funda, una prova d'augment de temperatura de resistència a la freqüència de potència, una prova d'ona forta i una autòpsia per al mateix lot d'aïllants.
Verificació de la resistència a l'àcid del mandril: feu una prova de resistència a l'àcid del mandril en aïllants trencats o productes del mateix lot.
La prova de resistència a l'àcid de la vareta del nucli consisteix a treure una secció de la funda de l'aïllant per exposar la vareta del nucli, i després polir-la i embolicar-la amb àcid nítric 1mol/L. Al mateix temps, s'aplica una certa força de tracció durant 96 h. El valor de la força de tracció és el producte de l'àrea de la vareta del nucli i 300 MPa, com ara 96 h. Si el mandril posterior no està danyat i no hi ha cap esquerda evident a la superfície, es considera que el mandril ha de ser resistent a l'àcid i compost. (També conegut com a mandril resistent a l'àcid)
Per obtenir informació més detallada sobre els mètodes i criteris de prova esmentats anteriorment, vegeu"GB/T 19519-2014 Aïlladors de línies aèries: aïllants compostos de suspensió i deformació per a sistemes de CA amb una tensió nominal superior a 1000 V Definició, mètodes de prova i Criteris d'acceptació".
② Defectes de fabricació sobrants a l'extrem + fallada del segellat + mandril no resistent a l'àcid
La verificació de la fallada del segell i del mandril no resistent a l'àcid és la mateixa que l'anterior. Els defectes finals de fabricació es poden verificar mitjançant una prova de càrrega de destrucció mecànica en el mateix lot de productes. Tanmateix, els defectes de fabricació final són sovint un cas i és difícil rastrejar la font amb precisió a través de la prova. Pot ser ajudat per l'estructura final i la posició de la fractura. Si l'extrem adopta una estructura de falca i la fractura es troba a l'interior de l'extrem i està a prop de l'extrem de la falca conduïda, significa que hi ha una major possibilitat de defectes de fabricació a l'interior.
4.2 Decadència
Si es considera una fractura fràgil, segons l'anterior, pot ser la descàrrega interna a llarg termini causada pel segell trencat la que fa que la corda es trenqui, o la vareta del nucli té un defecte intern que erosiona la funda de la corda. de l'interior a l'exterior i fa que la descàrrega interna a llarg termini faci que la corda es trenqui.
① Trencament del segell + descàrrega interna a llarg termini
El mètode de verificació de la fallada del segell final i el dany de la camisa és coherent amb la secció anterior 3.1.
Si es troba un forat al mandril, si el forat és causat per una causa externa que provoca la fallada del segellat de la funda o si és causat per un defecte intern i una perforació, serà la clau del judici. Podeu començar per la diferència de composició entre l'interior i l'exterior del forat. Generalment, el costat amb una proporció més alta de components carbonitzats té una major possibilitat de començar el temps de descàrrega abans, i la probabilitat que el forat comenci per aquest costat és més gran.
② La vareta del nucli té defectes interns
En els últims anys, els defectes interns del mandril són causats principalment per la mala interfície mandril-funda. Anàlisi de validació d'una interfície deficient: realitzeu una prova de permeabilitat de la vareta del nucli, una prova de difusió d'aigua de la vareta, una prova d'augment de temperatura de resistència a la freqüència de potència, una prova d'ona forta i una necròpsia per al mateix lot d'aïllants.
La prova de permeabilitat de la vareta del nucli és tallar la vareta del nucli en mostres de 10 mm de llarg, la direcció de tall és perpendicular a la vareta del nucli, polir els dos extrems amb paper de vidre i col·locar-los en una solució de metina vermella o morada. La solució s'enfrontarà a la mostra sota acció capil·lar. L'extrem superior penetra i es mesura el temps per a que la solució penetri a la part superior dins del mandril.
La prova de difusió d'aigua del mandril amb funda consisteix a tallar el mandril en mostres de 30 mm de llarg, la direcció de tall és perpendicular al mandril, polir els dos extrems amb paper de vidre, bullir-lo en una solució de NaCl al 0,1% durant 100 h i, després, aplicar una 12 kV. Tensió de CA durant 1 min, mesura el corrent de fuga.
La prova d'augment de temperatura del cinturó de tensió de resistència a la freqüència elèctrica és aplicar la tensió de funcionament més alta a l'aïllant durant 30 minuts i utilitzar infrarojos per mesurar l'augment de temperatura de l'aïllant.
La prova d'ona empinada consisteix a bullir l'aïllant en aigua durant 42 hores, i aplicar una tensió d'impuls amb una inclinació entre 1000kV/us-1500kV/μs, més i menys 25 vegades cadascuna.
La necròpsia consisteix a treure la funda amb un ganivet o força externa i observar l'estat superficial del mandril després de treure la funda.
Es pot trobar informació més detallada sobre la prova anterior a" Aïlladors de línies aèries GB/T 19519-2014 amb tensió nominal superior a 1000 V AC Definició d'aïllants compostos de tensió i suspensió del sistema, mètodes de prova i criteris d'acceptació" .
Després d'eliminar el problema de segellat, qualsevol anormalitat significativa en qualsevol de les proves anteriors pot determinar que és probable que l'aïllant tingui problemes d'interfície. Les característiques anormals significatives de cada prova es refereixen a:
Prova de permeabilitat de la vareta del nucli: la secció de prova de la vareta del nucli és penetrada per la solució de metina en 15 minuts.
Mandril amb prova de difusió d'aigua de funda: el corrent de fuga del mandril supera 1 mA;
Prova d'augment de temperatura de resistència a la freqüència de potència: durant la prova de simulació de laboratori, l'augment de la temperatura de la vareta del nucli és important i l'augment de la temperatura augmenta gradualment amb l'allargament del temps de pressurització; si només es tracta d'un lleuger augment de temperatura, pot ser que la funda estigui humida, però no hi ha cap problema a l'interior del mandril.
Prova d'ona empinada: ruptura interna de la vareta del nucli;
Necròpsia: una gran àrea de la superfície del mandril està directament exposada.