玻璃絕緣子“零值”自爆和良好的殘段抗拉強度
“零值”自爆這種特性是鋼化玻璃絕緣子優(yōu)于其他絕緣子*顯著的特點。鋼化玻璃絕緣子無隱蔽缺陷,與瓷絕緣子相比,只要玻璃體是完好的就不用檢測,給線路運檢部門巡線和及時發(fā)現(xiàn)提供了的便利。自爆后的玻璃絕緣子殘段仍然具有很好的抗拉強度。殘段的電氣性能同樣可靠,即使有過高的電應(yīng)力,如過電壓引起的閃絡(luò)跨越包括殘段的絕緣子串時,內(nèi)部電弧被殘段頭部壓得很緊的玻璃顆粒所阻止,而電弧完全在外面。所以不會造成線路掉線的惡性事故。當玻璃絕緣子在自破時,落地的碎玻璃呈不規(guī)則的顆粒狀,顆粒直徑約10 mm。由于玻璃絕緣子串下方有電氣設(shè)備,顆粒掉在設(shè)備上,二次散落的范圍較大,直徑可達3~4 m。玻璃絕緣子串所掛構(gòu)架的下方,有阻波器、避雷器、隔離開關(guān)、耦合電容器,包括主變壓器等電氣設(shè)備,其玻璃顆粒不會打壞電氣設(shè)備。
鋼化玻璃自爆機理
玻璃絕緣子玻璃件為鋼化玻璃,其特點是表面存在壓應(yīng)力,內(nèi)部存在張應(yīng)力。
玻璃件應(yīng)力的生成原因是玻璃件加工中的溫度變化。當已被加熱至軟化溫度(760~780℃)的玻璃件快速冷卻時,表面層急冷力收縮,但內(nèi)部溫度仍然較高處于膨脹狀態(tài),導(dǎo)致表面層收縮受阻,在表面層中留下壓應(yīng)力;隨后內(nèi)部溫度降低開始收縮,但此時表面層已經(jīng)硬化,導(dǎo)致內(nèi)部收縮受阻而產(chǎn)生張應(yīng)力。這兩種應(yīng)力一直到完全冷卻和溫度梯度全部消失后均勻分布在玻璃件內(nèi),為永6久應(yīng)力。
玻璃絕緣子玻璃件中壓應(yīng)力和張應(yīng)力的平衡一旦被破壞,在應(yīng)力作用下會迅速產(chǎn)生裂紋,進而造成玻璃件粉碎,也即自爆。
殘錘分析
鋼化玻璃絕緣子自爆后的傘盤玻璃碎散落后形成殘錘,殘錘上的玻璃形態(tài)可以為自爆原因分析提供幫助。殘錘玻璃形態(tài)類型:
① 放射狀
單一缺陷引發(fā)的自爆,對其裂紋進行逆向?qū)ふ?,可以找到起爆點。若殘錘上的碎玻璃渣呈放射性形狀時,其裂紋起始點也即自爆起始位置位于玻璃件的頭部,該情況下的自爆是玻璃件自身質(zhì)量引起,如配料、溶制工序等。
殘錘-放射狀
殘錘-放射狀
?、?魚鱗狀
若殘錘上的碎玻璃渣呈魚鱗狀,且自爆起始位置位于玻璃件靠近鐵帽底部附近,該情況下的自爆原因有兩種可能,即由于產(chǎn)品自身的缺陷的自爆或者外力引起的玻璃破碎,這種外力可以是機械應(yīng)力,也可以是電應(yīng)力,如持續(xù)的電火花打擊,工頻大電流以及不均勻的泄漏電流引發(fā)的玻璃件的破碎等。
?、?混合狀
若殘錘上的碎玻璃渣呈魚鱗狀和射性形狀同時存在,則自爆起始點位于玻璃件的傘裙上,該情況下的自爆,內(nèi)因及外因都有可能導(dǎo)致。
殘錘-混合型
殘錘-混合型
應(yīng)對措施
?、偃刖W(wǎng)控制,通過抽樣檢測機械破壞、陡波沖擊性能控制入網(wǎng)玻璃絕緣子質(zhì)量。
?、谥匚蹍^(qū)使用復(fù)合絕緣子,確定因積污過重引發(fā)集中自爆的,可用復(fù)合絕緣子代替玻璃絕緣子。
③加強巡視檢查,在惡劣天氣如雷擊后應(yīng)及時對輸電線路進行特巡。
?、苤匾曔\輸,基建、搶修運輸鋼化玻璃絕緣子時,應(yīng)有保護物保護,以免受到損傷。
熱性能:戶外玻璃絕緣子要求有耐受溫度急變的能力。例如玻璃絕緣子要求經(jīng)幾次冷熱循環(huán)而不開裂。絕緣套管因有電流通過,其零部件和絕緣件的溫升以及容許短時電流值均須符合有關(guān)標準的規(guī)定。在使用玻璃絕緣子時要注意良好的產(chǎn)品性能,玻璃絕緣子的耐溫能力要良好,不要在使用中因為電流過大影響玻璃絕緣子的使用性能。
玻璃絕緣子在生產(chǎn)和運行的頭幾年,就發(fā)現(xiàn)它比瓷絕緣子有如下一系列優(yōu)點:
由于玻璃絕緣子表層的機械強度高,使表面不易發(fā)生裂縫。玻璃的電氣強度一般在整個運行期間保持不變,并且其老化過程比瓷要緩慢得多,因此玻璃絕緣子主要由于自損壞而報廢,在運行第-一年內(nèi)發(fā)生,可是瓷絕緣子的缺陷只有在運行幾年以后才開始發(fā)現(xiàn)。
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