绝缘子断裂
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复合绝缘子酥朽断裂预防技巧如今,复合绝缘子已经成为种高压输电领域的常规产品,复合绝缘子性能的优劣则将直接关系到我国电力系统的安全稳定运行。
近年来出现的复合绝缘子酥朽断裂事故,已经造成了输电线路掉线的恶性事故发生。
因此,关于复合绝缘子酥朽断裂机理以及预防措施的研究,是高电压外绝缘研究领域一个亟需开展的内容。
提出复合绝缘子酥朽断裂的主要特征和产生机理,设计并进行了酥朽断裂的模拟试验,详细研究了受潮条件下电流、放电对玻璃钢芯棒材料的电蚀过程,旨在通过试验模拟的方法,复现复合绝缘子酥朽断裂的主要特征。
本文讨论复合绝缘子酥朽断裂的预防措施和检测方法。
酥朽断裂芯棒最重要的特征就是芯棒中环氧树脂基体的降解和劣化,从这个角度而言,电蚀芯棒试验可以很好的在局部模拟出环氧树脂基体的降解和劣化现象(在实际酥朽断裂和电蚀试验中的芯棒的环氧树脂基体上都出现了“气泡”和“气孔”现象)。
因此,通过电蚀芯棒试验,可以等效反映酥朽断裂芯棒中环氧树脂基体降解及劣化的过程。
通过本系列论文的研究,可以明确芯棒中环氧树脂基体的电蚀过程是导致芯棒出现“酥”、“朽”的直接原因。
基于此,本文认为,提高复合绝缘子玻璃钢芯棒中环氧树脂基体的耐电蚀性能是预防和解决复合绝缘子酥朽断裂的核心思路。
使用纳米改性的方法提高聚合物的耐电蚀性能,在纳米电介质(复合)材料领域已有研究。
经过纳米改性后的耐电晕聚酰亚胺薄膜已经在变频电机中有成功应用的实例。
使用纳米改性的方法提高玻璃钢中环氧树脂基体的耐电蚀性能,或许是解决复合绝缘子酥朽断裂的直接手段。
当然,这还有待于今后进一步的研究证实。
除此之外,提高和控制硅橡胶护套与玻璃钢芯棒间界面的黏接质量、严格控制复合绝缘子端部场强、优化复合绝缘子电位分布、避免端部金具密封失效以及防止芯棒受潮等,都可以降低复合绝缘子酥朽断裂的发生概率。
在实际复合绝缘子的运行过程中,若存在因电蚀而导致的玻璃钢芯棒劣化过程,则必然会伴随出现复合绝缘子局部的异常发热现象。
某供电局隔离开关支柱瓷绝缘子断裂事故分析————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:某供电局11204-1隔离开关支柱瓷绝缘子断裂事故分析1.事故情况简介2008年3月20日11时06分,某供电局某变在220kV母线倒换过程中,因220kV#4主变11204-1隔离开关A相母线侧支柱瓷绝缘子发生断裂,引发220kV 母线单相接地,进而造成了一起220kV地区变电所全停事故。
迎水桥4号主变11204-1隔离开关的型号为GW7-220DW/1250A,沈阳高压开关厂1994年8月生产。
其中下柱支柱瓷绝缘子为抚顺电瓷厂1994年8月所生产,产品型号为ZSW-252/4,代号为2274;上柱支柱瓷绝缘子为唐山电瓷厂1994年4月生产,产品代号为2283。
2.支柱瓷绝缘子断裂事故后的检查和试验(1)对断裂支柱瓷绝缘子的检查断裂发生在11204-1隔离开关A相母线侧支柱瓷绝缘子下柱下法兰胶装部位,断裂情况如图1、图2所示。
图2 支柱瓷绝缘子的断裂情况图2 支柱绝缘子瓷件断面图3 法兰胶装面水泥胶合剂瓷件侧未见缓冲层图4 水泥胶合剂法兰侧未见沥青缓冲层经外观检查,瓷件断裂面呈现出不规则、不连续状态,但无陈旧性裂纹。
法兰内胶装水泥厚薄不均匀,最大相差达到了10mm。
支柱瓷绝缘子瓷件根部外露部位未见上砂。
瓷件内部边缘存在明显的青边现象,青边程青灰色,厚度约为10mm左右。
对下法兰边缘进行的检查情况如图3、图4所示,检查发现支柱瓷绝缘子瓷件和附件与水泥胶合剂接触部分表面未涂敷沥青缓冲层,在水泥胶合剂与瓷件界面上有上砂,但上砂极不均匀。
(2)同批次支柱瓷绝缘子的试验11204-1隔离开关A相母线支柱瓷绝缘子发生断裂后,电力科技教育工程院金属室会同供电局高试班,对该组隔离开关未断裂的其它8柱支柱瓷绝缘子进行了超声波探伤检测,未发现胶装面瓷件内部存在缺陷。
浅谈支柱绝缘子断裂的成因及其检测方法作者:潘春辉来源:《华东科技》2013年第05期【摘要】高压瓷支柱绝缘子是变电站常用电气设备,支柱绝缘子发生断裂往往会引发重大电力安全及人生安全事故。
本文对支柱绝缘子断裂的原因进行了分析,并介绍了已有的支柱绝缘子检测方法。
【关键词】支柱绝缘子;断裂;检测1 引言高压瓷支柱绝缘子主要是用作支撑高压隔离开关带电部件和高压母线的绝缘支柱体,是变电站常用电气设备。
近年来,支柱绝缘子断裂事故时有发生,甚至因支柱绝缘子断裂引发母线短路造成重大事故,对电网的安全生产及人生安全构成极大威胁。
2 支柱绝缘子断裂原因分析支柱绝缘子断裂的原因可以从工厂制造、招标设计选型、验收、安装调试、运行维护等设备全生命周期的各个阶段来进行分析。
2.1 制造过程中造成的缺陷2.1.1 生产管理不善(1)支柱绝缘子是由粘土、长石等铝硅酸盐等配方加工成形,再经过高温煅烧而成。
不同规格的支柱绝缘子配方和工序不同。
生产过程中如果采购把关不严导致原料不稳定,配方用量不准确,或者因管理混乱导致工序流程中不同规格的原料互相混合,都会使成品质量参差不齐。
(2)部分厂家在采购、装配环节存在漏洞。
为节约成本,在出厂检测上把关不严,缺失必要的试验环节,导致不合格产品未能剔除。
2.1.2 制造工艺的缺陷(1)国内厂家在1978到1984年间普遍采用滚花或刻槽工艺,使得法兰内的胶装处存在内应力造成的裂缝、夹层、吸虹等现象。
(2)支柱绝缘子瓷体采用还原焰焙烧,将三氧化二铁转化为氧化铁,瓷质呈灰白色。
如果还原不充分,瓷芯仍存在三氧化二铁,瓷质呈黄色,造成瓷芯与瓷面膨胀系数不一致,遇到气温急剧变化易造成折断。
(3)支柱绝缘子是由黏合物把瓷体和金具连接而成的,黏合物主要有水泥、沥青等。
在制造过程中,胶装处缓冲层厚度不符合工艺要求,会造成支柱绝缘子强度裕度不够,外应力容易使得胶装处断裂。
据统计,支柱绝缘子断裂部位绝大多数在于法兰口内3cm到第一瓷沿之间。
隔离开关支柱瓷绝缘子断裂实例及预防措施孙杰【摘要】针对一起220 kV隔离开关支柱绝缘子断裂的事故,进行绝缘子现场试验和分析,从提高瓷绝缘子质量和加强运行维护管理2方面提出了预防支柱绝缘子断裂事故的建议。
分析结果表明:绝缘子的断裂是由于其抗弯强度不足和未按照工艺要求涂抹沥青层等原因引起的。
%Aiming at the accident of post porcelain insulator rupture in 220 kV isolating switch,made the field test and analysis,From technology and management aspects puts forward to prevent the suggestions of post porcelain insulator rupture.The analysis result shows that insulator rupture is caused by its bending strength insufficient and not according to technology request to lay on the bitu menlayer.【期刊名称】《宁夏电力》【年(卷),期】2012(000)004【总页数】3页(P29-30,56)【关键词】变电站;隔离开关;支柱绝缘子;抗弯强度【作者】孙杰【作者单位】宁夏电力公司中卫供电局,宁夏中卫755000【正文语种】中文【中图分类】TM855近年来,隔离开关支柱绝缘子断裂事故时有发生,给电网安全运行造成严重威胁。
尤其是国内早期生产的支柱绝缘子,制造工艺不良,抗弯强度达不到设计要求,安全裕度偏低,易在倒闸操作过程中发生断裂。
1 事故经过2008年春检期间,某220kV变电站在进行220kV204-1隔离开关由I母倒至II母的操作过程中,A相母线侧支柱瓷瓶从根部断裂坠地,造成一起220kV地区变电站全停事故。
220kV高压支柱绝缘子断裂原因分析及建议摘要:本文首先阐述了某220kV高压支柱绝缘子断裂的情况,然后分析了造成断裂的原因,最后对目前的检测手段优缺点进行了比较,给出了今后针对高压支柱绝缘子的检测建议。
关键词:支柱绝缘子;断裂;原因分析;检测建议0引言变电站中存在着大量的高压支柱绝缘子,这些绝缘子起着对高压带电设备的支撑作用和对地绝缘作用。
随着变电站的快速建设以及电力设备的不断增加,高压支柱绝缘子断裂的事故发生频率开始增加。
当发生高压支柱绝缘子断裂时,会造成高压带电设备对地绝缘迅速降低,危及线路或者母线的安全运行,极易造成变电站内高压设备接地短路故障,使得保护跳闸或者造成供电设备损坏,降低电力系统供电的可靠性。
在电力设备交接和运行维护方面,国家电网公司制定了高压支柱瓷绝缘子现场检测导则,为了确保支柱瓷绝缘子的安全可靠运行, 有必要开展对支柱绝缘子的无损检测。
1高压支柱绝缘子断裂缺陷某变电站内220kV线路闸刀在进行电动分闸操作时,当A相和C相闸刀刀口已分开的情况下,B相闸刀刀口未拉开。
操作人员重新将闸刀合上,然后使用加力杆手动对该闸刀进行分闸,用力过程中B相闸刀电流互感器侧高压支柱绝缘子根部发生断裂,在断裂过程中,该闸刀完成了分闸,未造成电网事故的扩大。
高压支柱绝缘子断裂面如图1所示。
图1 高压支柱绝缘子断裂面2事故原因分析事故当日,在完成各项安全措施以后,由检修人员对断裂的闸刀进行检查。
经查询设备履历,发现该闸刀型号为GW4-220,出厂日期为1995年7月,已经运行22年,运行时间较长,具体参数如表1所示。
表1 断裂的高压支柱绝缘子参数型号额定电压/kV额定机械破坏负荷高度H/mm最小公称爬电距离/mm绝缘件最大公称直径/mm上附件安装尺寸下附件安装尺寸弯曲/kN 扭转/k N孔中心圆直径/mm孔径/mm孔数/个孔中心圆直径/mm孔径/mm孔数/个ZS 252/42524221203740270140M124250184事故原因分析如下:(1)在检查过程中,发现该高压支柱绝缘子的胶装部位均已老化开裂,这是由于运行时间较长缺乏相应正确维护造成的(2)在该支柱绝缘子表面发现一些细微裂纹,这降低了绝缘子的机械强度。
1.2线路绝缘子的典型事故
1.2.1盘形瓷绝缘子的劣化和盘形玻璃绝缘子的自破
近年来,部分网、省电力公司的统计显示,国产瓷绝缘子的年劣化率为0.06%~0.2%,与同类产品的国际领先水平(日本NGK公司瓷绝缘子的年劣化率为0.001%)存在较大差距。
这与我国电瓷生产厂众多,而产品质量参差不齐有关。
瓷绝缘子的劣化率一般随运行时间的延长而增加,如北京供电局220kV郊通二线瓷绝缘子的劣化率10年内年由0.05%上升到了1.13%。
对于瓷绝缘子的劣化,首先,与其制造质量密切相关,主要包括:①胶装水泥不足;②水泥膨胀;③缓冲层过薄或涂刷不均匀;④胶装钢脚偏心;⑤瓷质孔隙过大(严重者吸红)。
水泥不足的影响在投运后前3年即会表现出来,而水泥膨胀和缓冲层缺陷的影响则需运行10年或更长的时间才能显现出来,且前四者均可导致绝缘子机电强度下降。
雷电可以损坏瓷质有缺陷的绝缘子,而长期运行后大量“零值”绝缘子的产生则与其机电强度下降有关。
同时,还与其所受荷载大小,即用户对其安全系数的选择有关。
北京供电局220kV郊通二线70kN瓷绝缘子的劣化几乎都发生在耐张串上。
广东佛山电力局对500kV蓄罗线和罗增线瓷绝缘子劣化率的统计表明,160~210kN耐张串瓷绝缘子的劣化率均高于直线串瓷绝缘子,垂直档距450m以上直线串绝缘子的劣化率均高于垂直档距450m以下直线串绝缘子。
北京和广东两地的调查还表明,劣化绝缘子随机分布在串中,与绝缘子串电压分布无关。
由于劣化的瓷绝缘子在雷击和污闪中很容易造成绝缘子断串,甚至导致导线落地,致使很多用户失去了使用瓷绝缘子的信心。
绝缘子零值检测工作可分为停电检测和带电检测,两种检测方法可同时展开。
对于运行的线路瓷绝缘子应定期进行检测,检测可选以下任何一种方法,即测量电压分布、测量绝缘电阻和工频耐压试验,不管采取啊一种检测方法其周期均为:变电所1-3年1次,35 kV以上配电线路2-4年1次。
必须建立健全绝缘子零值测试工作管理制度,指导绝缘子零值测试和技术管理等工作。