不同連接方式對復合絕緣子機械負荷的影響

　　從目前的研究分析可以發(fā)現(xiàn)，復合絕緣子機械負荷的控制關鍵，是金屬附件與芯棒的連接區(qū)的控制，我們前面已經(jīng)分析過存在的連接形式。外楔式連接形式與壓接式采用的原理相同，都是給芯棒一個預應力，從而在二者之間產(chǎn)生靜摩擦力實現(xiàn)機械負荷的傳遞。但外楔式的楔片在巨大的壓力作用下與金具的內(nèi)腔產(chǎn)生了較強的分子運動，由于是同一種材料，隨著時間的延續(xù)，二者就成為了一個整體。又由于芯棒和金具有著不同的膨脹系數(shù)，在膨脹系數(shù)不一致的情況下，就發(fā)生了芯棒與金具的滑移。一旦出現(xiàn)滑移，其機械負荷就會進一步的降低，同時引起端部封口區(qū)的護套斷裂，密封損壞又引起進水，給芯棒的水解創(chuàng)造了條件，導致芯棒進一步破壞，*后導致高壓絕緣子在連接區(qū)的斷裂。

　　內(nèi)楔式連接結構采用自鎖原理，其缺點是生產(chǎn)時要先對芯棒鋸一個縫，其實也就降低了芯棒本身的機械強度。在鋸開的縫中間打入一個楔片，對芯棒產(chǎn)生了一個很大的應力。另外在鋸縫的時候其對稱性不容易控制，不對稱的芯棒所受的應力不均勻，更容易損壞。由于采用自鎖式結構，因而一般不會出現(xiàn)抽芯現(xiàn)象，但不對稱容易造成一半芯棒斷裂。金具的加工要求高，裝配的手工工序多而且嚴格，所以很少采用。

　　壓接式是目前國內(nèi)外共同認可的很受歡迎的連接形式，其原理是金具均勻的周邊壓力，使金具產(chǎn)生塑性變形，給芯棒一個預應力，從而在芯棒和金具之間產(chǎn)生靜摩擦力，實現(xiàn)連接。由于金具內(nèi)腔與芯棒是無錐度的配合，芯棒受到周圍均勻的預壓力，應力集中現(xiàn)象得到很好的控制。該工藝操作機械化程度高，金具小巧美觀，生產(chǎn)成本低，得到了廣泛應用。

　　復合絕緣子的芯棒脆斷

　　玻璃屬于典型的脆性材料，因而玻璃纖維引拔棒在受拉力斷裂時與受力方向垂直且光滑平整的斷口形態(tài)，被描述為脆性斷裂或脆性破壞。玻璃纖維引拔棒這種纖維增強類復合材料的正常斷裂形態(tài)，通常是增強玻璃纖維在芯棒中不同位置的斷裂，并同時伴有大量的纖維與基體樹脂的分離分層現(xiàn)象，斷口粗糙，就好象折斷的竹竿或甘蔗那樣，被稱為分層破壞。但是玻璃纖維引拔棒或復合絕緣子在一定條件下卻可發(fā)生脆性斷裂，斷口平整而光滑，就好象沒有任何纖維，斷面垂直于芯棒軸向的受力方向。復合絕緣子的這種脆性斷裂之所以格外受到關注，并不是一種獨特的斷裂形式，而主要是在完全意外的的情況下發(fā)生的。所謂意料之外，一方面是指脆性斷裂的負荷遠低于正常斷裂負荷，比如在正常破壞負荷的30 %以下就可能發(fā)生脆性斷裂;從另一方面說，脆性斷裂的時間有不可預見性。根據(jù)運行經(jīng)驗，脆性斷裂的時間無規(guī)律可尋，長的可以運行數(shù)年，短的也就是幾個月就斷裂了。

　　基于以上兩點，對復合絕緣子的脆性斷裂，從生產(chǎn)研究人員到廣大的電力用戶都很重視脆性斷裂問題。根據(jù)多年的研究發(fā)現(xiàn)，基本認定是應力腐蝕造成的，在酸性溶液與機械負荷的共同作用下，酸性溶液腐蝕耐酸性能并不好的玻璃纖維，使纖維產(chǎn)生微小的裂紋。假若纖維已經(jīng)存在微小的裂紋可以促使微小裂紋進一步加大，在并不高的外在平均機械應力作用下，纖維微小裂紋**的機械應力卻可以大大增加，使纖維開始斷裂，造成纖維裂紋的不斷擴展，裂紋前端的應力腐蝕進一步加劇，從而使芯棒在很低的負荷下就發(fā)生了斷裂。至于酸性溶液普遍認為是由于復合絕緣子的護套或端部密封失效，導致外界水分進入，水分在強電場作用下，或者在局部發(fā)生微弱的放電而產(chǎn)生的。

　　從以上的分析可以看出，提高復合絕緣子的耐應力腐蝕性能的途徑有兩種。其一是提高復合絕緣子的護套性能和端部密封水平，徹底防止水分的侵入;另一途徑是提高復合絕緣子用玻璃纖維引拔棒的耐應力腐蝕性能，*好使用耐酸芯棒。

　　絕緣子的斷裂會造成導線落地，脆性斷裂的嚴重性不言而喻。但脆性斷裂的發(fā)生概率極低，在國內(nèi)運行的上百萬只復合絕緣子中僅有幾只斷裂，因而復合絕緣子是可以值得信賴的產(chǎn)品，特別是目前生產(chǎn)廠家在芯棒的采用、護套的生產(chǎn)和端部的密封上都有了大幅度的提高，只要生產(chǎn)和使用部門協(xié)作一致，一定會對脆性斷裂事故得到控制。

　　從以上分析可以得出采用較好的有運行經(jīng)驗的連接方式，嚴格的生產(chǎn)工藝管理，做好對芯棒的保護，采用耐酸性芯棒，復合絕緣子就會有可靠的機械性能。

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