復(fù)合絕緣子斷裂情況

　　FS-35/5復(fù)合絕緣子芯棒發(fā)生脆斷時(shí)斷裂面的典型特征：斷裂表面光滑，無任何有機(jī)物殘?jiān)?，其斷面總是垂直指向芯棒軸線，只有很少的玻璃纖維被拉出，該復(fù)合絕緣子斷裂面的情況與上述特征基本一致。

　　復(fù)合絕緣子芯棒脆斷面形成的機(jī)理

　　FS-35/5復(fù)合絕緣子芯棒采用環(huán)氧樹脂玻璃纖維擠拉成型，玻璃纖維外表面被環(huán)氧樹脂粘合著，其中承受負(fù)荷的是玻璃纖維，其拉伸強(qiáng)度超過600MPa。雨水和潮氣在高壓電場下極易形成酸性液體，如果FS-35/5復(fù)合絕緣子端部密封不良或外護(hù)套破壞，酸液就會沿著護(hù)套和芯棒界面滲入芯棒內(nèi)部，從而導(dǎo)致環(huán)氧樹脂溶脹，直至開裂解體。隨著環(huán)氧樹脂基體的破壞，酸和水介質(zhì)浸蝕環(huán)氧樹脂與玻璃纖維粘接面，造成粘接面剝離，使酸和水介質(zhì)直接觸及玻璃纖維表面，與玻璃纖維中的CaO及MgO等堿性氧化物接觸，這些堿性氧化物與酸液反應(yīng)，使得堿性氧化物溶解，在玻璃纖維的晶格中形成高應(yīng)力區(qū)，導(dǎo)致微裂紋和玻璃纖維機(jī)械性能的下降直至斷裂。隨著時(shí)間的推移，這些酸性液體在電場作用下繼續(xù)橫向緩慢腐蝕周圍的環(huán)氧樹脂和玻璃纖維，逐漸形成完全喪失機(jī)械性能的平整脆斷面。脆斷面不斷擴(kuò)大，復(fù)合絕緣子芯棒有效面積不斷縮小，當(dāng)脆斷面發(fā)展到相當(dāng)比例時(shí)，余下的部分承受不住導(dǎo)線的垂直荷載，*終導(dǎo)致脆斷。

　　復(fù)合絕緣子芯棒脆斷原因分析

　　從發(fā)生脆斷事故的FS-35/5復(fù)合絕緣子均壓環(huán)來看，雖然低壓端均壓環(huán)裝反了，但這樣只會對低壓端的均壓效果和引弧效果有影響，而對高壓端幾乎沒有影響。另外，雖然均壓環(huán)的設(shè)計(jì)不盡合理，均壓效果不佳，也不能排除長期強(qiáng)烈的電暈會破壞端部的密封，并加速外護(hù)套老化和芯棒腐蝕的進(jìn)程，但這并不是導(dǎo)致脆斷事故的主要原因。

　　經(jīng)計(jì)算，該FS-35/5復(fù)合絕緣子斷裂位置場強(qiáng)高達(dá)5.2kV/mm，已達(dá)到空氣的擊穿場強(qiáng)，表明該FS-35/5復(fù)合絕緣子脆斷部位在正常天氣情況下都會發(fā)生電暈現(xiàn)象，所以該部位常年處于電腐蝕狀態(tài)。

　　將該復(fù)合絕緣子的高壓端球頭金具縱向剖開，發(fā)現(xiàn)該FS-35/5復(fù)合絕緣子端部采用內(nèi)楔式結(jié)構(gòu)，其密封裝置采用的是壓緊式密封結(jié)構(gòu)，在緊靠芯棒側(cè)的金具內(nèi)壁上有鐵銹痕跡，說明這支FS-35/5絕緣子的端部密封已經(jīng)失效。外部大氣環(huán)境中的微酸性水分從端部浸蝕入玻璃纖維芯棒，由于FS-35/5復(fù)合絕緣子芯棒材料的密實(shí)度、電場作用等原因，水分再沿著芯棒從端部不斷滲透到斷裂面，F(xiàn)S-35/5復(fù)合絕緣子芯棒的玻璃纖維絲在微酸性水分腐蝕下變脆、斷裂，微酸性的水分在高場強(qiáng)作用下沿著這個(gè)斷面又橫向緩慢浸蝕其他玻璃纖維絲。此斷面上其他沒有斷裂的玻璃纖維絲承受的機(jī)械負(fù)荷越來越大，*終超過其所能承受的負(fù)荷而全部斷裂，導(dǎo)致FS-35/5復(fù)合絕緣子芯棒脆斷。

　　導(dǎo)致端部密封失效的原因是由于FS-35/5復(fù)合絕緣子外部端面處沒有涂抹常溫硅橡膠來密封住外護(hù)套與密封圈之間的縫隙，長期運(yùn)行導(dǎo)致硅橡膠外護(hù)套與橡膠密封圈之間的密封膠失效，僅靠金具的螺紋咬合已經(jīng)不能阻止水分從此分界面浸蝕入芯棒。另外，水分也有機(jī)會從螺紋咬合縫隙處滲入芯棒。

　　此外，在球頭金具的外螺紋處還有一處銹跡，此處的水分應(yīng)該是通過兩個(gè)金具部件的螺紋縫隙滲透進(jìn)來的，但被橡膠密封圈阻隔在外，因此沒有對芯棒產(chǎn)生威脅。

　　FS-35/5復(fù)合絕緣子斷裂后的其余完好部分做了相關(guān)的電氣、機(jī)械試驗(yàn)(陡波試驗(yàn)、100額定機(jī)械負(fù)荷試驗(yàn))，試驗(yàn)結(jié)果表明該支FS-35/5絕緣子符合設(shè)計(jì)要求，憎水性良好，這就更排除了其他原因引起絕緣子斷裂的可能。

　　通過上述分析，得出FS-35/5復(fù)合絕緣子芯棒脆斷原因的幾點(diǎn)結(jié)論：

　　(1)芯棒脆斷是在FS-35/5復(fù)合絕緣子端部密封性能不良或芯棒護(hù)套損傷的前提下，由浸入雨水的緩慢腐蝕造成的。

　　(2)FS-35/5復(fù)合絕緣子高壓端特別是場強(qiáng)較高的部位是*易發(fā)生脆斷的部位，長期的高場強(qiáng)作用會加速脆斷的進(jìn)程。

　　(3)FS-35/5復(fù)合絕緣子脆斷事故不是偶然發(fā)生的，相同結(jié)構(gòu)的其他復(fù)合絕緣子，隨著運(yùn)行時(shí)間的增長，這種結(jié)構(gòu)的復(fù)合絕緣子還有可能發(fā)生芯棒脆斷事故。所以建議盡快全部更換這種結(jié)構(gòu)的復(fù)合絕緣子，對還來不及更換的，須采取有效措施予以防范。

　　防止FS-35/5復(fù)合絕緣子芯棒脆斷主要應(yīng)從端部密封和外護(hù)套方面著手，具體建議如下：

　　(1)材料和工藝。FS-35/5復(fù)合絕緣子廠家在選用良好耐酸蝕芯棒的同時(shí)，努力改進(jìn)端頭設(shè)計(jì)、密封結(jié)構(gòu)和密封材料，提高密封性能，防止密封失效。

　　(2)優(yōu)化均壓環(huán)設(shè)計(jì)。復(fù)合絕緣子廠家要優(yōu)化均壓環(huán)設(shè)計(jì)，除合理選取均壓環(huán)外徑R、圓管半徑r和屏蔽深度H外，還要保證均壓環(huán)表面具有良好的光潔度，以避免長期強(qiáng)烈的電暈破壞端部的密封、加速外護(hù)套老化和芯棒腐蝕的進(jìn)程，且均壓環(huán)還應(yīng)設(shè)計(jì)成防止裝反的結(jié)構(gòu)，確保均壓環(huán)能正確安裝。

　　(3)加強(qiáng)檢驗(yàn)。復(fù)合絕緣子廠家應(yīng)加強(qiáng)復(fù)合絕緣子端部密封性能的試驗(yàn)和護(hù)套傘裙耐電蝕性能的試驗(yàn);建議有關(guān)部門應(yīng)盡快制訂出關(guān)于復(fù)合絕緣子芯棒耐酸蝕性能試驗(yàn)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在還沒有試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)之前，廠家也不能因此而不加強(qiáng)芯棒耐酸蝕性能的試驗(yàn)。

　　(4)采用雙串安裝。在復(fù)合絕緣子芯棒脆斷引發(fā)的掉串事故已有多起，都是單聯(lián)懸垂串運(yùn)行。如果采用FS-35/5復(fù)合絕緣子的話，*好都采用雙串安裝。

　　(5)存儲和施工安裝方面。在FS-35/5復(fù)合絕緣子存儲過程中防止小動(dòng)物(如老鼠)咬噬;拆開包裝箱后不要隨便堆置，防止外物劃傷;施工過程中防止工器具碰傷和機(jī)械損傷;在安裝過程中嚴(yán)禁踩踏復(fù)合絕緣子，以免破壞傘裙和護(hù)套;注意不要將均壓環(huán)裝反。

　　(6)加強(qiáng)運(yùn)行檢測。運(yùn)行單位應(yīng)加強(qiáng)對運(yùn)行中的FS-35/5復(fù)合絕緣子檢測，以便盡早發(fā)現(xiàn)有隱患的復(fù)合絕緣子。紅外測溫是一種較理想的檢測手段，值得推廣。

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