110 kV变电站高压支柱瓷绝缘子断裂原因.pdf
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1、71DOI:10.11973/-w1202308018质量控制与失效分析2023年第59 卷PTCA(PARTAPHYS.TEST.)8理化检验-物理分册110kV变电站高压支柱瓷绝缘子断裂原因黄蓉,曹先慧,谢亿,彭碧草,王军?,刘维可?,李文波(1.湖南省湘电试验研究院有限公司,长沙410 0 0 4;2.国网湖南省电力公司电力科学研究院,长沙410 0 0 7)摘 要:某110 kV变电站高压支柱瓷绝缘子发生断裂,采用宏观观察、孔隙性试验、扫描电镜和能谱分析、X射线衍射分析等方法对其断裂原因进行分析。结果表明:烧制工艺控制不当使绝缘子心部出现黄色区域;法兰水泥胶装部位存在气孔缺陷、环境温度
2、骤变等也是导致绝缘子强度下降的原因。关键词:高压支柱瓷绝缘子;气孔;胶装缺陷;断裂中图分类号:TG115.2;T B30文献标志码:B文章编号:10 0 1-40 12(2 0 2 3)0 8-0 0 7 1-0 4Reasons for fracture of high voltage ceramic post insulator in 110 kV substationHUANG Rong,CAO Xianhui,XIE Yi?,PENG Bicao,WANG Jun?,LIU Weike?,LI Wenbo?(1.Hunan Xiangdian Test&.Research Instit
3、ute Co.,Ltd.,Changsha 410004,China;2.Power Science Research Institute,State Grid Hunan Electric Power Co.,Ltd.,Changsha 410007,China)Abstract:The high voltage ceramic post insulator of a llo kV substation fractured.The fracture reasonswere analyzed by means of macroscopic observation,porosity test,s
4、canning electron microscopy and energyspectrum analysis,X-ray diffraction analysis and other methods.The results show that the improper control of thefiring process caused the insulator to appear yellow core.The pore defects in the flange cement mounting parts andsudden changes in ambient temperatur
5、e were also the reasons for the decrease of insulator strength.Keywords:high voltage ceramic post insulator;porosity;adhesive defect;fracture支柱瓷绝缘子是电力系统的重要组成部分,起到支撑导线和绝缘的作用,具有耐高温、耐磨损、耐腐蚀、抗氧化等优点1。支柱瓷绝缘子运行过程中温差较大,以及导体发热等因素会使瓷绝缘子内部产生热应力集中,从而诱发微裂纹,导致其性能及可靠性降低2 。支柱瓷绝缘子属于脆性材料,韧性低3电力系统中支柱瓷绝缘子由上、下金属附件和绝缘件(瓷
6、件,主要有铝质瓷和硅质瓷两种)通过胶合剂胶合或机械卡装而成,主要分为户内和户外支柱瓷绝缘子。高压支柱瓷绝缘子可以分为不同等级:按额定电压分包括7.2,12,2 4,40.5,7 2.5,12 6,252,36 2,550 k V 等9个等级,其中户内绝缘子仅包括7.2 40.5kV等级;按机械强度(弯曲)分包括2,收稿日期:2 0 2 2-10-0 9作者简介:黄蓉(198 8 一),女,本科,工程师,主要从事电网金属材料检测、试验、失效及故障分析工作,57 48 7 4,8,16,2 5k N等5个等级。户内支柱绝缘子按结构可分为外胶装、内胶装和联合胶装3个系列,户外支柱绝缘子主要有针式和棒
7、形两个系列。针式柱状绝缘子主要用于低压配电线路和通信线路,而棒形柱状绝缘子则主要用于高压变电站。某110 kV变电站高压支柱瓷绝缘子C相的底部法兰附近发生断裂,同时A、B两相支柱绝缘子的连接导线处于应力松弛状态,没有直接受到外力作用,支柱瓷绝缘子断裂现场如图1所示。笔者采用一系列理化检验方法分析其断裂原因,并提出了相应的解决措施,结果可为支柱瓷绝缘子的监督和运行提供参考41理化检验1.1宏观观察检查绝缘子断口,发现其断面崭新,没有陈旧的痕迹,表面有部分被尘土污染的区域。绝缘子断面宏观形貌如图2 所示,在断面的中心,有明显发黄的72黄蓉,等:110 kV变电站高压支柱瓷一绝缘子断裂原因理化检验-
8、物理分册断裂部位图1支柱瓷绝缘子断裂现场圆形区域,直径约为33mm(见图3)。绝缘子水泥胶装部位存在较多的密集型气孔缺陷,部分气孔的长度达到12 mm(见图4)。黄心图2绝缘子断面宏观形貌图3发黄区域宏观形貌图4水泥胶装部位气孔缺陷的宏观形貌1.2孔隙性试验依据GB/T8287.12008标称电压高于1000V系统用户内和户外支柱绝缘子第1部分:瓷或玻璃绝缘子的试验,取绝缘子外缘的正常瓷和中心黄白相间部位的绝缘子碎块(见图5)进行孔隙性试验,试验后把试样从溶液中取出,冲洗试样后干燥,并再次将其敲碎,观察新敲击开的表面。中心发黄区域瓷碎块新敲击开的表面存在较明显的染料渗透现象,而正常瓷碎块新敲击
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