高压支柱瓷绝缘子断裂故障机理分析

高压支柱瓷绝缘子断裂故障机理分析

(广东电力有限责任公司惠州供电局广东惠州516001)

摘要:高压支柱瓷绝缘子是电力系统的重要组成设备,但瓷绝缘子断裂故障时有发生,严重影响了对电力系统的安全稳定运行,本文对瓷绝缘子的断裂故障进行了总结分析,可为瓷绝缘子设计和运维提供有效的指导和借鉴。

关键词:支柱瓷绝缘子;断裂;应力分布

引言

瓷绝缘子因优良的机电性能而广泛应用于在电力行业,但瓷绝缘子为脆性陶瓷材料,易发生脆性断裂故障,严重影响了电力系统的安全稳定运行[1]。因此,需对瓷绝缘子的断裂故障机理进行分析,以提高瓷绝缘子运行的安全可靠性。

1高压支柱瓷绝缘子力学特性研究

瓷绝缘子多运行在户外,要受到各种环境因素的影响,运行条件恶劣,主要受力包括自身及承压设备的重力、承载导线的电动力、操作应力、风力、胶装区域异常膨胀应力以及由于法兰、胶装水泥、瓷件本体线膨胀系数不一致产生的温度热应力等[2]。

2高压支柱瓷绝缘子断裂机理分析

根据高压支柱瓷绝缘子多年的事故统计分析发现,瓷绝缘子断裂故障的原因主要有瓷件本身质量缺陷和异常的外力作用[3]。瓷件本身质量缺陷指瓷绝缘子因生产时的微小裂缝和孔隙等缺陷而导致的产品强度不足以及瓷绝缘子胶装不当而引起的受力不均等,但随着近年来陶瓷制造生产工艺及检验方法的发展和创新,瓷件本身质量缺陷导致的断裂事故所占的比例越来越小,目前,瓷绝缘子断裂故障的主要原因为异常的外力作用,断裂位置均为法兰口内3cm到第一伞裙之间。瓷绝缘子所受的最大拉应力与其所受的弯矩载荷成正比关系,在低温环境下,瓷绝缘子瓷件本体要受到很大的温度热应力作用,环境温度越低,热应力越大,最大拉应力位于法兰口外约2mm处,而当瓷绝缘子胶装区域因防水涂层脱落导致进水结冰膨胀时,瓷件本体所受的最大拉应力会随着胶装区域含水量的增加而增大,且增大的速率越来越快,最大拉应力则位于法兰口内的孔隙结冰处,瓷绝缘子运维时需对最大拉应力分布的区域加强重视。

3结论

本文对支柱瓷绝缘子的受力情况及断裂原因进行了综合分析,得出了瓷绝缘子断裂易发生在低温环境,位置为法兰口内3cm到第一伞裙之间,本文可为支柱瓷绝缘子的运维提供的指导和借鉴。

参考文献:

[1]姚忠森,吴光亚,何宏明,等.高压瓷支柱瓷绝缘子运行事故分析[J].高电压技术,2002,28(10):57-58.

[2]李喆,扬帆,邓颖海.GW4-220kV高压隔离开关棒形支柱瓷绝缘子静力学特性研究及其优化[J].电瓷避雷器,2016,01:1-6.

[3]雍军,沈庆河,胡晓黎,等.浅析山东电网高压支柱瓷绝缘子断裂原因[J].高电压技术,2005,31(3):90-91.

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