复合绝缘子酥朽断裂及内击穿故障的关联性分析

复合绝缘子酥朽断裂和内击穿属于两类严重影响电力系统稳定运行的恶性事故.在对多起酥朽断裂和内击穿事故案例分析过程中,发现二者的故障形貌表现出诸多相似性,进而推测二者存在某种内在关联性.通过对比分析复合绝缘子酥朽断裂和内击穿事故的故障特征、故障机理及发展过程,本文指出,复合绝缘子酥朽断裂和内击穿事故具有相同的故障本质,即由...     

复合绝缘子早期酥朽故障诊断及异常发热机理研究

在巡线中借助红外测温装置发现了一起复合绝缘子异常发热故障.对故障绝缘子进行了红外和紫外测试、额定拉力测试、解剖观察、扫描电镜、X射线光电子能谱分析等检测试验,结果表明,复合绝缘子处于酥朽老化早期发展阶段,酥朽芯棒表面局部放电电流的热效应、化学效应以及从端部侵入的水分在强电场下的极化损耗共同导致了故障处异常发热.进一步分...     

复合绝缘子芯棒湿热老化特性研究

由于长期运行在湿热的气候环境下,近年来我国南方地区复合绝缘子异常发热、击穿断裂等故障时有发生,严重威胁了电网的安全稳定运行。为了研究复合绝缘子芯棒的湿热老化特性,首先对芯棒材料进行湿热老化实验,然后利用扫描电镜、红外光谱、热重分析和介电分析等手段对湿热老化和酥朽断裂芯棒进行分析,结果表明:湿热的联合作用能够显著加速芯棒的老化进程,随着湿热老化时间的增加,样品的表面微观形貌、化学基团、热解性能和介电性能均逐渐劣化,其中环氧树脂的碳链和碳氧链的吸收峰、热解剩余质量、介电参数可作为芯棒材料的老化特征参量,用以评估其老化状态;湿热老化和酥朽断裂的芯棒均发生了环氧树脂的劣化分解和玻纤的水解与离子交换反应,环氧树脂和玻纤的劣化程度与老化时长正相关;烘干后芯棒的介电参数显著降低,表明水分入侵对其介电性能具有重要影响,湿热老化充分考虑了这一因素,相比于其他老化方式更加全面合理。     

复合绝缘子HTV硅橡胶伞套的湿热老化特性研究

由于长期运行在湿热的气候环境下,近年来我国南方地区复合绝缘子异常发热、击穿断裂等故障时有发生,严重威胁了电网的安全稳定运行。为了研究复合绝缘子硅橡胶伞套的湿热老化特性,首先对高温硫化(High Temperature Vulcanization,HTV)硅橡胶进行湿热老化实验,然后利用扫描电镜、红外光谱、热重分析、介电谱和热刺激电流测试等分析手段对湿热老化和运行老化样品进行微观分析,结果表明:湿热的联合作用能够显著加速HTV硅橡胶的老化进程,随着湿热老化时间的增加,样品的表面微观形貌、化学基团、热解性能、介电性能和陷阱性能均逐渐劣化,其中,硅氧主链与硅碳侧链红外吸收峰高、热解剩余质量、介电参数和陷阱参数可作为硅橡胶的老化特征参量,评估其老化状态; HTV硅橡胶在湿热老化过程中主要发生PDMS分解,湿热老化26天样品的PDMS的劣化程度与运行老化10年的伞裙接近;烘干后样品的介电参数显著降低,表明水分入侵对其介电性能具有重要影响,湿热老化充分考虑了这一因素,相比于其他老化方式更加全面合理。     

自然老化对复合绝缘子绝缘材料老化的影响研究

复合绝缘子自然老化状态评估对于提升电网可靠性,保证电网安全运行具有重要作用。为此笔者采用两种自然老化的复合悬式绝缘子,研究评估了电场老化对绝缘子绝缘材料(EPDM和HTV SIR)的影响,研究所采用的绝缘子已在沿海输电网上使用了十余年,运行过程中主要暴露在海上盐雾、风吹土壤沉积物和太阳紫外线辐射等环境中。采用了目视检查、润湿性检查、红外光谱、扫描电镜和EDX分析的方法来评估绝缘子老化状况。结果表明绝缘子在带电运行过程中,由自然老化导致的形态和材料退化仅限于复合材料表面的上表面层,EPDM、HTV SIR材料的耐漏电起痕性均不受老化的影响。试验结果显示EPDM材料的表面劣化程度比HTV SIR材料更严重,自然老化条件下的EPDM表面为亲水性,去除污秽后其疏水性得到改善;HTV SIR表面疏水性仅略微降低,去除污秽前后疏水性不变;光谱分析结果表明老化应力主要引起材料结构变化,导致材料性质发生劣化。     

基于红外光谱和憎水性的运行复合绝缘子老化特性

复合绝缘子广泛应用于输电线路中,运行年限也越来越久,长期挂网运行的复合绝缘子同时受到运行环境和自然条件的影响,致使复合绝缘子老化问题越来越受到人们的关注。选取不同运行年限的110kV复合绝缘子作为研究对象,通过对伞裙材料进行憎水性测试和红光光谱分析,研究复合绝缘子老化特性及老化机理。结果表明:复合绝缘子沿串伞裙老化呈非均匀性分布,两端伞裙表面老化严重,中间位置伞裙老化程度较轻。上伞面老化严重,下伞面老化较轻;伞裙内侧较外侧老化严重。     

基于电、热、酸复合应力下复合绝缘子芯棒老化特性研究

酥朽断裂是如今高压输电线路中复合绝缘子的新型机械故障,现有的研究均集中于酥朽断裂绝缘子芯棒的老化过程和理化特性,但很少有研究在实验室试验中模拟这种现象。建立了一种具有高温,酸腐蚀和高电场强度等多种老化条件的人工加速老化平台,一定程度上模拟了酥朽断裂绝缘子芯棒的典型特征。结果表明,当施加电压数小时后,使用热红外成像仪检测发现温度明显升高。与单一老化应力相比,芯棒样片在多应力条件下的温度高达61℃。此外,采用扫描电子显微镜(SEM),傅立叶变换红外(FTIR)光谱,X射线光电子能谱(XPS)和热重分析(TGA)方法研究了芯棒样片理化特性的变化,并进一步研究了老化过程中发生的反应和不同老化因素之间的作用机制。结果表明,环氧树脂基体被水和硝酸侵蚀。在高电场的存在下,环氧树脂基体进一步降解并蒸发,环氧树脂和玻璃纤维之间的界面分离,伴随着离子交换和水解过程。随着芯棒样片进一步劣化,试样出现明显的碳化通道和电蚀穿孔。与酥朽断裂绝缘子芯棒相比,人工加速老化样品在理化特性上表现出相似的变化趋势,研究结果可为理解复合绝缘子实际运行工况下的多场耦合老化过程提供参考。     

复合绝缘子用硅橡胶材料的配方设计与老化性能评估

从复合绝缘子的设计、制造、运行等各阶段,就如何开展硅橡胶材料的性能检测和评估,如何采取有效方法去甄别各个制造企业所提供复合绝缘子材料性能的优劣,阐述了当前的技术认识和发展方向。研究认为,为保证复合绝缘子正常的使用寿命,避免复合绝缘子非正常老化,需从设计阶段的配方筛选试验、制造阶段的型式试验和抽样试验、运行阶段的抽检试验、微观检测分析技术等多方面实施质量管控,确保使用设计合理、制造质量合格的复合绝缘子产品。为指导运行维护,最后还提出了硅橡胶材料老化特征参量和分级方法,实现现场评估硅橡胶材料的运行性能。     

复合绝缘子硅橡胶伞裙老化状态评估方法综述

随着复合绝缘子运行数量和时间的增加,并长期承受电场、机械负荷和复杂多变的环境作用,其硅橡胶伞裙的老化问题日益突出,威胁了电网的安全稳定运行.结合笔者的研究成果,从传统和新的老化评估方法两个方面,综述了当前复合绝缘子硅橡胶伞裙的老化评估进展.传统方法包括外观检查、喷水分级法、静态接触角法及红外热像法等.这些方法比较简便、...     

硅橡胶,三元乙丙烯橡胶复合绝缘子自然老化表面的湿润性研究

本文研究了硅橡胶、ＥＰＤＭ复合绝缘子护套自然老化后，整体和表面及硅橡胶涂层绝缘子老化后表面的湿润性问题。试样直接取于经电晕或盐污处理的绝缘子，结果表明：硅橡胶绝缘子表面的接触角大于室温硫化ＲＴＶ硅胶涂层和ＥＰＤＭ绝缘子表面的接触角，试样老化后表现尤为显著。     

沿海工业地区复合绝缘子老化寿命预测研究

以沿海工业地区运行0～13年复合绝缘子为研究对象,根据以往的研究经验,采用静态接触角法、硬度测试法等方法对复合绝缘子样品寿命预测参数进行测试.基于测试结果通过统计学方法得出与老化年限显著相关的参数,并利用BP神经网络系统对沿海工业地区复合绝缘子的运行寿命进行预测.研究结果表明:寿命预测参数HC级别HC、静态接触角θ、硬度A、拉伸强度T、Si-O-Si与Si(CH3)2吸收峰高度比值H、O元素相对含量Xo与老化年限具有显著的相关性,可以对复合绝缘子的老化程度进行精准的评价;通过检验,预测的复合绝缘子运行寿命与实际老化年限误差在5％.     

受弯曲应力的复合绝缘子的机械特性

在北美昨合线路柱式绝缘子的应用日益普遍。本文发表了对这些绝缘子长期弯曲强度的试验结果及分析，发展了“损伤极限”的新概念。在运行时，复合线路柱式绝缘子经受复杂的负荷。数学模型与试验结果具有良好的一致性，允许提出线路柱式经缘子多个负荷应用曲线。     

基于振荡水滴法和放电特性的复合绝缘子老化研究

长期可靠性是输配电网高压绝缘子最重要的性能指标之一。一般情况下,通过研究绝缘材料的憎水性、表面粗糙度、扫描电镜图像和及其相关的放电特性以评估复合绝缘子的老化性能。据此,本研究提出了一种基于水滴振荡周期的复合绝缘子老化评价方法——振荡水滴法(Oscillating Water Droplet, OWD)。首先,通过在不同老化程度的绝缘试样上进行了OWD试验,利用高速摄影机记录并分析了水滴与复合材料表面接触的全过程。其次,利用光学接触角仪研究其憎水性,得到了表面振荡水滴与接触角的关系,并使用光学轮廓仪进行表面粗糙度测试。该试验结果表明,随着老化程度与粗糙度增加,绝缘材料的表面憎水性降低。最后,介质沿面击穿试验的结果表明,随着老化时间增加,绝缘材料的介质沿面击穿电压降低,绝缘可靠性变差。本研究提出OWD法可以作为一种评估复合绝缘子憎水性的补充方法。     

运行中复合绝缘子质量监测方法的探讨

对运行中复合绝缘子质量监测的一些方法进行了比较,认为在运行中带电测量绝缘子表面电场分布可能是一种行之有效的方法;对抽样拆下的绝缘子在实验室中测量表面绝缘电阻也是一种判断绝缘子是否老化的简单可行的方法。