Page 79 - 理化检验-物理分册2023年第七期
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孙庆峰, 等: 悬式瓷绝缘子断裂原因
存在夹杂、 裂纹缺陷, 在运行过程中, 受运行环境、 胶
2 综合分析
合强度等因素影响, 水泥胶合部位发生分离, 水分子
泥料制备是瓷绝缘子生产过程中的首道工序, 进入瓷件本体, 进而引起发热现象; 瓷件发热产生的
在泥料制备过程中, 泥料中存在杂质( 与泥料成分不 热效应加速了裂纹的扩展, 夹杂、 裂纹缺陷显著降低
同)、 硬泥核( 与泥料成分相同, 软硬不同) 以及真空 了瓷绝缘子的强度, 当瓷绝缘子摆动时产生的载荷
练泥机等设备揉练不彻底、 搅拌不均匀等因素, 均有 大于其残余抗拉强度时, 瓷绝缘子在颈部应力集中
可能造成瓷件内部产生夹杂缺陷 [ 6 ] 。瓷绝缘子是由 位置发生断裂。
各种硅酸盐原料在高温下烧结而成的无机绝缘材料 建议在制备瓷绝缘子过程中确保设备的真空
体, 泥料中含有无机物等杂质, 在煅烧过程中这类杂 度, 对练泥后泥饼的质量进行抽检; 制备完成后, 应
质作为气体排放, 真空练泥机真空度不足、 干燥过程 逐只进行温度循环试验, 然后抽样进行断面形貌观
工艺控制不当、 泥料粒度不均等因素, 可能导致瓷绝 察, 并进行孔隙率测试; 对服役时间较长的悬式瓷绝
缘子产生裂纹缺陷 [ 7 ] 。瓷件内侧和外侧的夹杂、 裂 缘子, 应利用红外测温等技术手段加大巡检力度, 发
纹等缺陷会显著降低瓷绝缘子的强度 [ 8 ] 。 现瓷件有发热迹象, 应及时进行更换处理。
该断裂悬式瓷绝缘子铁帽镶嵌瓷件部分内侧和 参考文献:
外侧的水泥胶合剂断面均有大小不等的孔洞, 且内
侧胶装贴合面呈部分分离状态, 结合该瓷绝缘子的 [ 1 ] 高博, 闫振华, 周利军, 等. 钢脚轻微松动对悬式瓷绝
运行环境, 可以判定该瓷绝缘子在运行中受串联或 缘子性能的影响研究[ J ] . 电瓷避雷器, 2019 ( 4 ): 223-
者导线自身载荷的影响, 在风振作用下产生舞动, 使 229.
[ 2 ] 黄新波, 张菲. 基于曲线拟合的悬式绝缘子串外力破
水泥胶合剂的结合强度发生变化。雨水沿铁帽头部
损检测技术[ J ] . 高压电器, 2015 , 51 ( 11 ): 116-121.
位置胶合开裂处渗入到胶合剂内, 受水泥胶合剂热
[ 3 ] 龙成. 特高压输电塔悬挂式绝缘子串( 组) 的风致振动
胀冷缩性能的影响, 且铁帽受风振摆动时受力不均,
研究[ D ] . 成都: 西南交通大学, 2016.
最终导致胶合剂和铁帽芯棒之间的胶合面发生部分
[ 4 ] 夏令志, 程登峰, 秦金飞, 等. 一起220kV 架空输电线
分离。瓷件颈部位置, 即盘型法兰内腔部位受绝缘
路双伞型瓷绝缘子炸裂故障分析[ J ] . 电气技术, 2017
子串联摆动的影响, 存在间隙的胶合位置发生碰磨, ( 9 ): 72-74.
使瓷件表面釉层受到破坏, 水分子沿釉层破坏区域 [ 5 ] 刘义敏. 浅谈瓷绝缘子的生产工艺及烧成[ J ] . 电气技
进入到瓷件本体。瓷绝缘子在制造过程中本身带有 术与经济, 2020 ( 4 ): 32-33.
裂纹等缺陷, 且铁帽和盘型瓷件结合位置的截面尺 [ 6 ] 孟将, 陈国宏, 刘俊建, 等. 支柱绝缘子陶瓷材料的结
寸急剧变化, 是应力最为集中的区域。在长期受力 构与性能[ J ] . 理化检验( 物理分册), 2015 , 51 ( 1 ): 8-
不均匀的状态下, 裂纹不断扩展, 瓷件中进入的水分 12.
[ 7 ] 蒋云, 王维东, 蔡红生. 瓷支柱绝缘子及瓷套超声波检
子与瓷件中的玻璃相在裂纹尖端处发生应力诱导化
测[ M ] . 北京: 中国电力出版社, 2017.
学反应, 进一步促进了裂纹扩展, 裂纹的扩展同时还
[ 8 ] 王敏, 李晓红, 钟永和. 隔离开关瓷瓶的有限元分析与
会加剧水分子进入的数量和深度 [ 9 ] 。在排除绝缘子
临界裂纹尺寸计算[ J ] . 高压电器, 2006 , 42 ( 3 ): 188-
表面污秽影响的条件下, 水分子进入到绝缘子瓷件
189.
本体内部, 其表象特征是引起瓷绝缘子发热, 原因是 [ 9 ] 关振铎, 张中太, 焦金生. 无机材料物理性能[ M ] . 北
在工频电场作用下, 瓷件内部的水分子发生转向极 京: 清华大学出版社, 2011.
化, 在此过程中水分子相互摩擦, 产生的热量导致局
部温度升高, 最终导致瓷绝缘子发热。
3 结论与建议
该悬式瓷绝缘子断裂的原因为: 瓷绝缘子本体
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