通過對2起復合絕緣子芯棒斷裂掉串事故的分析及同期運行的同批次220kv輸電線路復合絕緣子的抽樣試驗,初步分析了發生復合絕緣子芯棒脆斷的原因,并提出防止類似事故發生的主要措施:改進金具接頭界面的密封工藝并對檔距較大的跨越采取雙串。

　采用丙烯酸改性酚醛環氧樹脂,并對以此樹脂為基體,以ddsa為增韌劑研制成功一種耐酸性玻璃鋼拉擠電絕緣芯棒用樹脂基體配方。應用dsc、tga和ft-ir等分析技術對該改性樹脂基體的固化反應進行了研究,對其澆鑄體以及玻璃纖維增強的拉擠芯棒的耐酸性、耐熱性等性能也進行了研究。結果表明:該樹脂基體滿足拉擠工藝要求,用此樹脂基體制得的玻璃鋼拉擠芯棒具有優異的耐酸性以及良好的機電熱性能。

通過對500kv棒形復合絕緣子高壓端芯棒脆斷事故發生原因的分析,指出其主要原因為絕緣子串電壓分布嚴重不均勻及均壓環設計、安裝不規范而引起導線端電場畸變,加速了硅橡膠護套的電蝕穿孔所致。提出了將原下垂式線夾更換為上扛式防電暈線夾,作導線掛點“八”字型改造,在復合絕緣子導線側加掛玻璃絕緣子;采用非標準長度的復合絕緣子與玻璃絕緣子組合成串等對策,以改善復合絕緣子的電場分布,降低導線端所承受的電壓,消除畸變電場,預防芯棒脆斷。實踐表明,改進效果良好。

通過對220kv坪核線復合絕緣子芯棒脆斷造成相間短路事故的原因分析,指出其主要原因是耐張絕緣子使用單串且沒有安裝均壓環連接方式的設計不合理,以及早期生產的復合絕緣子存在產品制造缺陷,芯棒不耐酸等原因所致。提出采用新工藝及材料制造的復合絕緣子,采用雙串帶均壓環設計,預防芯棒脆斷及造成掉線相間短路事故。

介紹了一起復合絕緣子脆斷的發生過程,通過解剖和相關電氣、機械性能試驗,以及脆斷面形成機理等方面分析了脆斷原因,發現芯棒脆斷的原因是運行環境的惡劣加之結構的缺陷使得端部密封不良,造成酸蝕并最終導致芯棒機械性能下降而發生脆斷。為防止脆斷事故的發生,從加強檢驗、連接方式、材料工藝、存儲安裝等方面提出了相應的對策,保證電網的安全可靠運行。

對有機復合絕緣子用拉擠電絕緣芯棒的組成及結構特性進行了論述。對芯棒的燈光透視試驗及芯棒透光性問題進行了探討,認為燈光透視檢驗不能作為拉擠電絕緣芯棒性能優劣的判斷標準。

通過對500kv棒形復合絕緣子高壓端芯棒脆斷事故發生原因的分析,指出其主要原因為絕緣子串電壓分布嚴重不及均壓環設計、安裝不規范引起導線端電場畸變,加速硅橡膠護套發生電蝕穿孔所致。提出將原下垂式線夾更換為上扛式防電暈線夾,導線掛點“八”字型改造,在復合絕緣子導線側加掛玻璃絕緣子;采用非標準長度的復合絕緣子與玻璃絕緣子組合成串等對策來改善復合絕緣子的電場分布,降低其導線端承受的電壓,消除畸變電場,達到預防芯棒脆斷目的

硅橡膠以其特有的化學穩定性,使其具有耐高低溫性、憎水性、耐漏電起痕性和抗電蝕損性、電絕緣性等諸多優異性能,在輸電線路中得到廣泛應用。在運行中,絕緣子在低溫下要承受較高的電壓,保持絕緣子在低溫狀態下的機械穩定性是運行安全的必要保證。筆者主要研究在低溫條件下硅橡膠復合絕緣子材料的機械強度、擊穿強度、體積電阻率、耐漏電起痕及電蝕損性能和憎水性,探討了輸電線路用硅橡膠復合絕緣子材料的耐低溫性能及其作用機理。實驗結果表明:硅橡膠復合絕緣子材料具有優異的耐低溫性能。

介紹了玻璃纖維新應用——復合絕緣子芯棒制造所采用的基體材料和增強材料。重點介紹了適合制造復合絕緣子芯棒的基體材料環氧樹脂的特點及其固化劑的選用及固化機理,以及提出了適合制造復合絕緣子芯棒的增強材料玻璃纖維的性能要求及目前適合選用的玻璃纖維品種。介紹了復合絕緣子芯棒生產工藝、生產中的注意要點及復合絕緣子芯棒的最終產品性能要求。

專利申請號:cn200610057986.1公開號:cn1889200公開日:2007.01.03申請人:趙輔本發明提供了在有傘棱的玻璃或瓷質單層傘盤形懸式絕緣子的下表面粘接硅橡膠合成傘裙并獲得雙(多)層傘懸式絕緣子的技術方案。具體的結構是,合成傘裙的中間孔以筒狀向上延伸,該筒狀延伸部的上部與懸式絕緣子的傘盤的下表面相互粘接。使用該方案對已有單層傘盤形懸式絕緣子進行改造,既提高了絕緣子的防污閃性能,又沒有降低其裝拆串性能。

對500kv復合絕緣子芯棒脆斷事故的發生原因進行了分析,指出芯棒斷裂是由于絕緣子電壓分布嚴重不均及均壓環設計、安裝不規范引起導線端電場畸變所致。通過對原線路雙聯懸垂復合絕緣子下垂式線夾掛點進行"八"字形改造;利用下垂式線夾縮短的距離在導線側增掛玻璃絕緣子;新建線路采用特制復合絕緣子與玻璃絕緣子組合方式,使復合絕緣子均壓環,接頭連接處遠離高壓端,改善了復合絕緣子的電場分布,降低了復合絕緣子導線端承受的電壓,消除了畸變電場,避免了棒形懸式復合絕緣子芯棒脆斷,取得了良好的效果。

分析了復合絕緣子在超高壓線路運行中發生芯棒脆斷事故的原因,提出了利用玻璃絕緣子和復合絕緣子組合懸掛式解決方案。試驗表明,復合絕緣子第1傘群處分布電壓值在21~25kv之間,其中23~25kv的分布電壓值都發生在中相絕緣子的高壓端,滿足實際需要。

特高壓復合絕緣子對于芯棒有較高的拉彎性能要求。通過對芯棒進行強度性能測試,研究了玻璃纖維紗含量對芯棒拉彎性能的影響。結果表明,當芯棒的纖維質量分數在79%～83%時,芯棒的機械性能最優。復合絕緣子中的芯棒最終按照質量分數80%左右的纖維含量進行生產,產品順利通過了復合相間間隔棒產品定型試驗。

為了清楚了解注射硫化成型傘套復合絕緣子芯棒和護套界面的局部結構性能,根據我廠復合絕緣子絕緣部件結構特點,結合注射硫化成型傘套工藝的實際情況,通過分析認為:從注射產品傘套模具注射口以高速垂直噴射膠料易損傷芯棒表面,可以用粗纖維浸漬玻璃化轉變溫度高的樹脂拉擠芯棒及改長條注射口來限制其損傷程度;多個注射口的膠料推力使芯棒產生s形狀而形成護套厚薄不一,可以用活動頂桿加以限制,而膠料的粘度、流動面粗糙度及注射口偏移等造成其護套厚度變化,可以用液體膠料或加固定墊塊來減少其厚度偏差。

通過對一起合成絕緣子芯棒脆斷事故的分析以及同批次運行的500kv進口合成絕緣子的抽樣試驗,分析了合成絕緣子芯棒脆斷的原因,發現由于端部密封不良及界面結構設計不合理,造成酸蝕并最終導致芯棒機械性能下降而發生脆斷,同時,對合成絕緣子的使用提出了相應的對策和建議。

使用pea法空間電荷測量系統測量了負直流高壓電場作用后復合絕緣子芯棒材料中空間電荷分布,并進行了相關的分析和討論。結果表明,在高壓直流電場作用下,芯棒材料內部積累的空間電荷的極性和密度受到溫度、電場強度和電場作用時間等因素的影響。由于陷阱深度的不同和物理、化學變化的作用,不同溫度下芯棒材料內空間電荷的積聚極性和積聚量不同,特別是在20℃和40℃之間以及100℃和120℃之間存在明顯變化。20℃下芯棒材料中空間電荷的積累隨電場增大、電壓作用時間的增加而增加。

復合絕緣子的結構特點導致其電位分布不均勻,兩端金具附近具有強電場區。隨著電壓等級和復合絕緣子結構高度的增大,這種現象愈加嚴重。強電場將導致外絕緣介質和金具表面發生電暈放電,降低絕緣子的運行壽命,對電力安全運行造成嚴重威脅。筆者通過在復合絕緣子導線側串聯玻璃絕緣子的方法降低了復合絕緣子導線端承受的電壓,消除了畸變電場,改善了復合絕緣子端部的電場分布,并推薦了不同電壓等級的復合絕緣子導線側需串聯的玻璃絕緣子片數。

為了減少復合絕緣子脆斷而采用耐酸芯棒,耐酸芯棒是由無捻直接粗紗纖維浸漬起著粘合、保護纖維作用的樹脂經模具拉擠固化而成型的。通過分析論證無捻直接粗紗的特點和樹脂的防護性能,認為采用無捻直接粗紗纖維拉制的芯棒和提高芯棒纖維間樹脂的固化度,可以避免酸介質進入棒內腐蝕纖維,保證耐酸芯棒性能的穩定性。并得出芯棒長期承受較大載荷對其樹脂防護性能影響不大的結論

用于減少復合絕緣子發生脆斷的耐酸芯棒的性能穩定性取決于芯棒中起粘合纖維作用的樹脂的防護性能。通過分析論證,認為采用無捻直接粗紗纖維拉制芯棒和提高芯棒纖維間樹脂固化度,可以避免酸介質進入內部腐蝕纖維,保證耐酸芯棒性能的穩定性。同時也得出芯棒長期承擔較大載荷對其樹脂防護性能影響不大的結論。

為了減少復合絕緣子脆斷而采用的耐酸芯棒,是依據芯棒中起著粘合纖維作用的樹脂防護性能特點,通過分析論證,認為采用無捻玻璃纖維粗紗拉制芯棒和提高芯棒的基體樹脂固化度,可以避免酸介質進入內部腐蝕纖維,保證耐酸芯棒性能的穩定性。同時也得出芯棒長期承擔較大載荷過程中對其樹脂防護性能影響不大的結論

復合絕緣子在運行過程中，高壓端的芯棒與金具非聯接部位所出現的斷裂，不是純拉力造成的，而是耐酸性差的芯棒，被高場強下電暈產生的ｎｏ２與水反應生成的硝酸緩慢腐蝕后在承擔正常載荷時造成的。文章分析了其斷裂原因和作用機理，并提出了預防措施。

文章對復合絕緣子芯棒在氣動漩渦作用下發生振動破壞的使用壽命估算方法進行了研究,計算了架空導線的振動頻率及其時長,根據修正的goodman圖、s-n曲線和miner線性損傷積累法則,給出了芯棒使用壽命的估算方法,通過220kv復合絕緣子芯棒使用壽命估算的算例,與實際統計壽命對比,表明了文章估算方法具有可靠性。