Katkine komposiitisolaatorite jada, selle põhjused ja vastavad analüüsimeetodid
Praegu kasutatakse elektrivõrgu ülekandeliinides suurt hulka liitisolaatoreid, mis moodustavad umbes 50 protsenti liiniisolaatorite tarbimisest. Nende hulgas on suurem osa lineaarsetest tornidest. Peaaegu kõik tugevalt saastunud piirkondade lineaarsed tornid kasutavad komposiitisolaatoreid. Komposiisolaator on lahendanud elektrivõrku aastaid vaevanud saasteülevoolu probleemi oma suurepärase saastevastase välklampide jõudlusega, kuid aeg-ajalt tuleb ette nööri katkemise probleem. Ühest stringist koosnevate tornide puhul põhjustab komposiitisolaatorite jada purunemine sageli liini kukkumise, mis toob kaasa tohutu ohu sotsiaalsele turvalisusele. Mitmeseeriate posttornide puhul avaldab nööri katkemine mõju ka tornidele ja teistele isolaatoritele, mis mõjutab liini töökindlust. Kuna viimastel aastatel on reostuse ülevoolust tingitud väljasõidu kiirus oluliselt vähenenud, on nööride purunemisest saanud komposiitisolaatorite oluline probleem.
Paljud põhjused viivad komposiitisolaatori stringi purunemiseni ning välimuses ja katsetulemustes on palju erinevusi. Kui purunemine on tekkinud, on väga oluline täpselt leida põhjus järgnevaks raviks. Samas tuleks kokku võtta purunemise põhjused, millel on oluline tähtsus elektrivõrku ühendatavate isolaatorite jaoks. Seetõttu räägime koos katkendlike stringide vormidega, millega üksikisikud on ühendust võtnud, stringide katkemise põhjustest ning nende analüüsimisest ja kontrollimisest. Katkestel nööridel võib olla põhjuseid, mis ei ole kaetud. Olete teretulnud jätma sõnumi või saatma meili, et arutada.
1. Katkeste komposiitisolaatoripaelte klassifikatsioon ja purunemisomadused
Komposiitisolaatorite katkised stringvormid võib jagada kolme kategooriasse: välisjõuga rebenemine, rabe purunemine ja mädamurdumine. Nende hulgas on välisjõuga rebenemise juhtumeid väga vähe ning katkendlike nööride peamised liigid on rabedad ja mädamurdmised.
1.1 Välise jõuga rebimine
Välise jõuga rebenemise põhjused on sageli äärmuslikud tugevad tuuled, nööride tugev jäätumine ja jäätõrjehüpped.
Tervikuna on isolaatori mehaanilise tugevuse kontrollitav osa üldiselt kuulpea kael, st kui sellele avaldatakse ainult tõmbepinget, puruneb kuulpea sageli esimesena. Väändepinge, tõmbepinge või survepinge koosmõjul on aga metallliitmiku ja komposiitisolaatori südamiku varda vaheline ühendusosa kõige hapram, mistõttu murdeasend onasuvad sageli liitmiku ja südamiku varda ühendusosas.
Südamikvarras on valmistatud ülitugevast klaaskiust. Kui see on osaliselt kahjustatud ja seejärel rebenenud väändepinge ja tõmbepinge koosmõjul,südamiku varda murd on sageli ebaühtlane, mõned kiud on harjakujulised ja murrul puuduvad karboniseerumisjäljed.Joonis 1.
Joonis 1 Välise jõuga rebimise tüüpiline murd
1.2 Habras murd (pingekorrosioon)
Habras purunemine on komposiitisolaatorite varajases rakendamises peamine nööri purunemise tüüp ja purunemisprotsessiga kaasneb pingekorrosiooniprotsess.Murde asukoht võib olla otsaliitmike sisemuses ning otsaliitmike ja südamiku varda ühenduse lähedal.
Hapra murru kõige ilmsem tunnus on see, et suurem osa murru on tasane ja sile ning lõik on risti südamiku varda teljega.Tüüpiline murru morfoloogia on näidatud joonisel 2.
a) lame murd
(b) Murd on astmeline ja iga samm on tasane.
Joonis 2 Komposiit-isolaatori rabeda purunemise tüüpiline murdumismorfoloogia
1.3 Korrosioonist tingitud murd (südamiku karboniseerimine)
Korrosioonist tingitud murdumine on viimastel aastatel muutunud komposiitisolaatori nööride katkemise peamiseks vormiks ning selle nööri katkemisega kaasneb pikaajaline sisemine tühjendusprotsess.Murd paikneb üldiselt komposiitisolaatori kõrgepinge otsa lähedal.
Mädamurru peamised välimuse tunnused on südamiku varda märkimisväärne karboniseerumine (mustenemine) ning samal ajal on murd ebaühtlane ja ilmne traadi tõmbamine.Tüüpiline murru kuju on näidatud joonisel 3.
Joonis 3 Komposiitisolaatori rabeda purunemise tüüpiline murdumismorfoloogia
2. Nööride katkemise põhjused ja arenguprotsess
Kolme tüüpi katkenud nööride hulgas on välise jõuga rebenemise tõenäosus äärmiselt väike ning protsess on lihtne ja ekstreemsete ilmastikutingimustega hõlpsasti analüüsitav. Seetõttu tutvustatakse käesolevas artiklis ainult rabedate ja mädamurdude põhjuseid, arendusprotsessi ja analüüsimeetodeid.
2.1 Habras luumurd
Hapra murruga kaasneb üldiselt pingekorrosiooniprotsess. Isolaator kannab traadi raskust ja on pinge all. Kui südamikuvarras satub mingil põhjusel happevedelikku, söövitab happevedelik südamiku varda. Varasemates komposiisolaatorites kasutatud mittehappekindel südamikvarras on pinge all. Korrosiooni koosmõjul tekivad südamikuvarras järk-järgult praod ja praod laienevad järk-järgult, kuni ülejäänud südamikuvarras ei talu tõmbejõudu ja puruneb.
Ülaltoodust nähtub, et rabedaks murdumiseks on kaks peamist tingimust: tihendi rike ja südamikuvarras on mitte happekindel südamikvarrasLisaks kiirendab pragude tekkimine oluliselt rabedate murdude tekkimist. Tegelike juhtumite kohaselt on rabedate luumurdude arenguprotsessil kaks järgmist kategooriat:
(1) Tihendusviga - südamikuvarras on niiske - tekib sisemine tühjendus - tekib happeline aine - pingekorrosioon - südamiku varras puruneb hapralt;
(2) Otsa jäänud tootmisvead (kiilstruktuur) - tihendi rike - happeliste ainete sattumine atmosfääri - pingekorrosioon - südamiku varda habras murd.
Kiilkonstruktsioon peab lööma südamiku varda otsa kiilu, millega on lihtne südamikuvardale pisikesi pragusid jätta. Kui tihendus on normaalne, on väikeste pragude laienemine väga aeglane. Kui tihendus ebaõnnestub, saavad ülaltoodud praod pingekorrosiooni lähtepunktiks. Konkreetse kiilustruktuuri tüübi leiate minu teisest artiklistEdastusliini isolaatori struktuur-1 (portselanist/klaasist ketastüüpi vedrustuse isolaator, varda tüüpi vedrustuse komposiitisolaator).
a) Sisemine kiilu struktuur
(b) Sisemist kiilu juhitakse südamikuvarda poolitamiseks.
Joonis 4 Sisemine kiilu struktuur ja südamiku varda kahjustus
Tihendite tõrkeid on kolme tüüpi:
(1)Lõpptihendi rike:Hermeetik on mõranenud või ots on paigaldamise ajal kahjustatud, mis põhjustab tihendi rikke.
(2)Tihendi rike ümbrise purunemise tõttu:
A. Mantli materjal on kehv ja kest on välise heite tõttu korrodeerunud; vihmase ilmaga tekib komposiitisolaatori pinnale koroonalahendus ja ots põleb kergesti kõrge temperatuuriga kaarest, kui seda tabab välk. Ülaltoodud juhtudel on see lihtne puruneda, mistõttu südamikuvarras saab märjaks.
B. Tasandusrõnga ebaõige konfiguratsioon põhjustab tugevat koronaeritust ja erodeerib kesta; Kui tasandusrõngas on valesti paigaldatud või parameetrid pole õigesti valitud, tekitab kõrgepinge ots tugevat koroonalahendust ning pikaajaline mõju kahjustab kesta ja põhjustab südamiku varda niiskeks muutumist.
(3) Mantli ja südamiku varda liideses on probleem, ja niiskus siseneb difusiooni kaudu südamikuvardasse.
2.2 Korrosioonist tingitud murd
Praegu kasutab enamik töötavatest komposiitisolaatoritest happekindlaid südamikuvardaid, seega on rabedate murdude tõenäosus oluliselt vähenenud ja mädamurd on muutunud isolaatorinööri purunemise peamiseks vormiks. Lagunemisega kaasneb sageli pikaajaline tühjenemine südamiku varda sees ja tekkiv energia põhjustab järk-järgult südamiku varda struktuuri muutumise. Ühelt poolt klaaskiudu mähiv ja fikseeriv vaik laguneb ning klaaskiu struktuur muutub pehmeks. Teisest küljest on klaaskiud karboniseeritud ja mehaanilised omadused on märkimisväärsed. Laskuge alla, kuni südamikuvarras ei pea koormusele vastu ja puruneb.
Selles protsessis tekivad sisemised defektid südamiku varda radiaalsuunas ja ka aksiaalsuunas ning südamiku varras tekib sisemine tühjenduskanal ning elektrivälja tugevus otsas on äärmiselt suur, põhjustades kest seest väljapoole tungima. Tüüpiline foto on näidatud joonisel 5.
a) Defekti laienemine südamiku varda sees
(b) Südamiku varda ümbrise stants
Joonis 5 Korrosiooni tõttu purunenud südamiku varda sisemuse defekt
Vastavalt südamiku varda sisemise tühjenemise päritolule võib lagunemise jagada kahte kategooriasse:
(1) Tihendusviga - südamiku varras on niiske - tekib sisemine tühjendus - tekib happeline aine - pingekorrosioon - südamiku varras puruneb hapralt;
Seda tüüpi murru sisevooluse tekkepõhjus on otsatihendi rike ja ümbrise kahjustus ning põhjused on samad, mis eelneval rabedal murrul.On näha, et isegi kui kasutada happekindlat südamikuvarrast, jääb nöör ikkagi katki, kuni tihend ebaõnnestub!
(2) Südamikusvardal on sisemised defektid - vee läbitungimine - sees tekkiv heide - tekivad happelised ained - kest on erodeerunud - suurenenud sisemine tühjendus - südamiku varda karboniseerumine;
Südamiku varda sisemised defektid on üldiselt põhjustatud südamiku varda ja ümbrise kehvast liidesest, nagu halb ühendus, liidesesse jäetud õhuaugud jne. Halb ühendus põhjustab sidemete eemaldamist ja sisemiste õhuvahede teket. Selliste katkiste stringide jaoks on järgmised põhiprotsessid:Kesta pind on terve, kuid niiskus pääseb südamiku vardale.
3. Katkestatud stringi analüüsi meetod
Välise jõuga rebenemise tagajärjel tekkinud nööri katkemisest on meteoroloogilisest informatsioonist lihtne vihjeid saada, seega käsitletakse siin vaid rabeda murru ja mädamurru analüüsi. Nööri katkemise korral tehke esmalt kindlaks, kas katkendlik nöör on murdumiskuju ja murdeasendi järgi rabe või mäda, ning seejärel valige kontrollimiseks vastav testelement vastavalt ülalmainitud võimalikele põhjustele.
3.1 Habras luumurd
Kui seda peetakse rabedaks murdumiseks, võib selle põhjuseks ülaltoodu kohaselt olla tihendi purunemine pluss mittehappekindla südamiku varda või selle põhjuseks võivad olla tootmisjääkdefektid otsas pluss tihendusviga pluss mitte. happekindel südamikvarras.
(1) Tihendi rike pluss happekindel südamikuvarras
Otsa tihendi rikke kontrollimine:Sama tootepartii suhtes tehakse hermeetilisuse test, eraldatakse purunenud isolaatoriliitmikud ja tuvastatakse sisemised roostekomponendid.
Tihenduskatses rakendatakse komposiitisolaatorile 70 protsenti mehaanilisest nimikoormusest 96 tunni jooksul ja seejärel mähitakse ots 20 minutiks läbitungiva ainega. Kontrollige visuaalse kontrolli ja anatoomia abil, kas värvaine tungib lõppu ja läbitungimissügavust. Otsa tihendeid peeti vastuvõetavaks seni, kuni läbitungimissügavus ei ulatunud südamiku vardani.
Joonis 6 Otsa tihendi test – läbitungimissügavuse anatoomiline kontroll pärast läbitungimisaine kapseldamist
Sageli on näiteks otsa tihendustõrge. Sama tootepartii pitseerimiskatse ei pruugi probleemi leida. Kui aga lõpus tekib tihendustõrge, kulub pingekorrosiooniprotsessi täielikuks toimumiseks aega. Seetõttu tekib otsaliitmike sees sageli korrosioon. Seetõttu on isolaatori katkise otsa anatoomia ja roostekomponentide tuvastamine kõige otsesem ja tõhusam vahend.
Halvast kestamaterjalist tingitud tihendusrikke kontrollimine: Viige läbi sama tootepartii vihmavarjukatte materjalide jälgimis- ja elektrilise korrosioonikindluse testid.
Vihmavarjukatte materjali vastupidavus jälgimis- ja elektrikorrosioonikatsele on isolaatori kuuri lõikamine teatud paksusega tasaseks prooviks ja katse läbiviimine konstantse jälgimispinge meetodil. Katsepinge on AC 4,5 kV ja proov peab ilma korrosioonita vastu 6 tundi. Katse loetakse läbituks, kui sügavus ei ületa 2,5 mm.
Joonis 7 Proovid, millele on tehtud jälgimis- ja elektrilise korrosioonikindluse katsed
Kategooriarõnga ebaõigest paigaldamisest põhjustatud ümbrise tihendi rikke kontrollimine:Kontrollige, kas sorteerimisrõngas on paigaldatud vastupidi, kas paigaldusasend on õige, ja tehke elektrivälja kontrolli arvutus liigitusrõnga konfiguratsiooniskeemil.
Südamiku ja mantli kehvast liidesest põhjustatud tihendi rikke kontrollimine:Tehke sama isolaatoripartii jaoks südamiku varda läbilaskvuse test, südamiku varda ümbrise vee difusioonikatse, toitesageduse vastupidavuse pinge rihma temperatuuritõusu test, järsu temperatuuri tõusu test sama isolaatoripartii jaoks. Lainekatse, lahkamine.
Südamiku happekindluse kinnitamine:Katkeste isolaatorite või sama partii toodete puhul tehke südamiku varda happekindluse test.
Südamiku varda happekindluse katse on eemaldada osa isolaatori kestast, et paljastada südamiku varras, ja seejärel pärast jahvatamist mähkida see 1 mol/l lämmastikhappega ja rakendada samal ajal 96 tunniks teatud pinget. . Pinge väärtus on südamiku varda pindala ja 300 MPa korrutis, näiteks 96h. Pärast seda, kui südamikuvarras ei ole kahjustatud ja pinnal pole märkimisväärset pragu, leitakse, et südamikvarras on vajalik happekindluse tagamiseks. (tuntud ka kui happekindel südamikvarras)
Üksikasjalikuma teabe saamiseks ülaltoodud katsete meetodite ja kriteeriumide kohta vaadake jaotist "GB/T 19519-2014 Riputatud ja tõmbejõuga vahelduvvoolusüsteemide nimipingega üle 1000 V õhuliini isolaatorite määratlus, katsemeetodid ja aktsepteerimiskriteeriumid Komposiit isolaatorid".
(1) Ülejäänud tootmisdefektid lõpus pluss tihendi rike pluss happekindel südamikuvarras
Tihendi rikke ja happekindla südamiku varda kontrollimine on sama, mis ülaltoodud. Lõplikke tootmisdefekte saab kontrollida sama tootepartii mehaaniliste kahjustuste koormustestiga, kuid lõpp-tootmisdefektid on sageli üksikjuhud ja allikat on testi kaudu raske täpselt kindlaks teha. Seda saab aidata otsakonstruktsioon ja murdeasend. Kui ots võtab kiilstruktuuri ja murd asub otsaliitmiku sees ning on käitatava kiilu otsa lähedal, tähendab see, et sees on suurem tootmisdefektide võimalus.
3.2 Korrosioonist tingitud murd
Kui tegemist on rabeda luumurruga, võib selle põhjuseks ülaltoodu kohaselt olla sisemine pikaajaline tühjenemine, mis on põhjustatud tihendi kahjustusest, või see võib olla põhjustatud südamiku varda sisemistest defektidest, mis seestpoolt läbi ümbrise erodeerub. väljapoole, põhjustades sisemist pikaajalist tühjenemist, mis põhjustab nööri katkemist.
(1) Tihendi kahjustus pluss sisemine pikaajaline tühjenemine
Otsatihendi ja ümbrise purunemise kontrollimeetod on sama, mis eelmises punktis 3.1.
Kui leitakse, et südamiku vardal on auk, on otsustava tähtsusega, kas auk on põhjustatud välisest põhjusest, mis põhjustab ümbrise tihendi rikke, või on selle põhjuseks sisemine defekt ja perforatsioon. Saame alustada augu sise- ja väliskülje koostise erinevusest. Üldjuhul on suurem tõenäosus, et suurem karboniseeritud komponentide osakaaluga pool algab tühjendusaeg varem ja auk hakkab suurema tõenäosusega sellelt küljelt.
(2) Defektid südamiku varda sees
Viimastel aastatel on esinenud südamiku varda sisemisi defekte, mis on peamiselt põhjustatud südamiku varda ja ümbrise kehvast liidesest.Defektse liidese kontrollimine:Tehke südamiku varda läbilaskvuse test, südamiku varda ümbrise vee difusioonikatse, toitesageduse vastupidavuse pinge rihma temperatuuritõusu test, järsu temperatuuri tõusu test sama isolaatoripartii jaoks, lainekatse, lahkamine.
Südamiku varda läbilaskvuskatse on lõigata südamikuvarras 10 mm pikkuseks prooviks, lõikesuund on südamikuga risti, poleerida mõlemad otsad liivapaberiga ja asetada punasesse või lillasse metüleeni lahusesse. Ülemine ots tungib läbi ja mõõdetakse aega, mille jooksul lahus tungib südamiku varda seest üles.
Joonis 8 Läbilaskvuse test
Kattega südamikuvarda vee difusioonikatse on lõigata südamikuvarras 30 mm pikkuseks prooviks, lõikesuund on südamikuga risti, lihvida mõlemad otsad liivapaberiga, keeta 0,1 protsendilise kontsentratsiooniga NaCl lahuses. 100 tundi ja seejärel rakendage 1 minutiks 12 kV vahelduvpinget, mõõtke lekkevoolu.
Joonis 9 Vee difusioonikatse osa
Toitesageduse taluvuspinge rihma temperatuuritõusu katse on rakendada isolaatorile 30 minutiks kõrgeimat tööpinget ja mõõta isolaatori temperatuuri tõusu infrapuna abil.
Järsu laine katse jaoks keedeti isolaatorit 42 tundi ja 25 korda rakendati impulsspinget järsuga 1000kV/us{2}}kV/μs.
Lahangu käigus eemaldatakse ümbris noa või välise jõuga ja vaadeldakse südamiku varda pinnaseisundit pärast ümbrise eemaldamist.
Joonis 10 Proov pärast lahkamist
Üksikasjalikuma teabe saamiseks ülaltoodud testide kohta vaadake jaotist "GB/T 19519-2014 Ripp- ja tõmbevõimega komposiitisolaatoritega vahelduvvoolusüsteemide nimipingega üle 1000 V õhuliiniisolaatorite määratlus, katsemeetodid ja aktsepteerimiskriteeriumid".
Pärast tihendusprobleemi välistamist, kui mõni ülaltoodud testidest on oluliselt ebanormaalne, võib otsustada, et isolaatoril on tõenäoliselt liideseprobleeme.Iga uuringu olulised ebanormaalsed tunnused olid:
südamiku varda läbilaskvuskatse: Metüleenlahus tungib südamiku varda katseosasse 15 minuti jooksul.
südamikuvarras koos mantlivee difusioonikatsega: südamiku varda lekkevool ületab 1mA;
Toitesageduse vastupidavuse pingerihma temperatuuritõusu katse: laboratoorse simulatsioonikatse ajal on südamiku varda temperatuuri tõus märkimisväärne ja temperatuuri tõus suureneb järk-järgult survestamise aja pikenemisega; kui see on ainult väike temperatuuri tõus, võib juhtuda, et kest on niiske, kuid südamiku varda sees pole probleemi.
Järsu laine test: südamiku varda sisemine rike;
Lahang: Suur osa varda südamiku pinnast on otse paljastatud.
Komposiitisolaatori liidese probleemide hindamise kohta leiate lisateavet minu teisest artiklist:Komposiitisolaatori liidese probleemid ja nende tuvastamine.