隨著電力系統的快速發展,複合絕緣子在輸配電線路中的應用越來越廣泛。其性能直接關係到電網的安全運行。然而,近年來架空線路用複合絕緣子的異常溫升問題引起了電力系統運行單位和製造廠家的廣泛關注。本文通過對一起異常溫升複合絕緣子的試驗研究,分析了造成該絕緣子異常溫升的原因,並提出了相關的改進建議,為複合絕緣子的安全運行提供了參考。
《2025-2030年中國複合絕緣子行業市場深度研究與戰略諮詢分析報告》複合絕緣子因其優異的防污閃性能、高機械強度、輕重量和易於安裝維護等優點,自20世紀80年代以來在我國電力系統中得到了廣泛應用。然而,隨著運行時間的增加,複合絕緣子逐漸出現了一些影響其安全運行的問題,其中異常溫升問題尤為突出。異常溫升不僅可能導致絕緣子的機械性能下降,還可能引發絕緣子的酥朽斷裂,從而對電網的安全運行構成威脅。
(一)試驗背景與現象
複合絕緣子行業分析提到2023年2月,某批次複合絕緣子在進行工頻耐壓試驗時,檢測到一支試品異常發熱,溫升超過標準規定,最大溫升達15.9K。外觀檢查發現,該試品端部裝配件處界面有疑似粘接缺陷,懷疑矽橡膠和端部裝配件存在分離現象。為進一步驗證這一懷疑,進行了界面試驗和工頻耐壓試驗。
(二)界面和端部裝配件連接試驗的再試驗
根據GB/T 22079-2019第9.2條進行再試驗。試驗結果顯示,試品在兩種試驗布置下均未發生閃絡和擊穿,但溫升均超過了標準規定的20K。高壓端配置金屬導體和不配置金屬導體的溫升值有明顯差異,不配置金屬導體的溫升更高,說明電暈的產生對絕緣子的溫升有貢獻。
(一)X射線檢查與解剖檢查
對異常發熱絕緣子進行X射線檢查和解剖檢查,結果顯示絕緣子端部裝配件與傘套間界面粘接良好,芯棒與傘套界面粘接良好,排除了界面分離現象。然而,解剖發現芯棒很容易被刀具劃傷,且其顏色發黃,表明芯棒可能存在劣化問題。
(二)芯棒工頻電壓試驗
對去除傘套後的芯棒進行工頻電壓試驗,結果顯示溫升異常絕緣子的芯棒工頻電壓試驗後溫升達到9.1K,而對比絕緣子芯棒的溫升較小,說明溫升異常絕緣子的芯棒存在問題。
(三)芯棒材料試驗
進行染料滲透試驗和水擴散試驗,結果顯示溫升異常絕緣子的芯棒泄漏電流明顯較大,雖然仍處於標準規定限值內,但與芯棒進廠試驗結果相比有較大增高。電鏡掃描顯示,芯棒玻璃纖維與環氧樹脂基體界面分離,部分環氧樹脂分解,玻璃纖維間無填充物,表明芯棒處於酥朽的早期階段。
通過對異常溫升複合絕緣子的試驗分析,得出以下主要結論:
異常溫升的原因是芯棒存在劣化缺陷,表現為泄漏電流異常增大,其本質原因是部分環氧樹脂分解,致使芯棒處於水解階段,或稱芯棒處於酥朽斷裂的前期階段。
目前標準中對芯棒水擴散試驗的泄漏電流限值規定較為寬泛,建議合理降低這一限值。
電暈放電對產品的溫升有一定貢獻,工頻驗證試驗時應採用合適的試驗布置,防止產生可能的電暈放電。
芯棒發生潛在酥朽的主要原因是芯棒在長時間裸露貯存過程中受潮。製造廠應充分注重芯棒貯存的管理。
複合絕緣子酥朽早期就存在溫升現象,運行單位監測複合絕緣子運行溫度,有助於及時發現複合絕緣子的劣化。
綜上所述,通過對異常溫升複合絕緣子的詳細試驗分析,本文揭示了芯棒劣化是導致異常溫升的根本原因,並提出了相關的改進建議,為複合絕緣子的安全運行和質量控制提供了重要參考。
