현재 전력망 송전선로에는 다수의 합성절연체가 사용되어 선로절연체 소비량의 약 50%를 차지하며 그 중 선형타워가 더 높은 비율을 차지한다. 심하게 오염된 지역의 거의 모든 선형 타워는 복합 절연체를 사용합니다. 복합 절연체는 우수한 오염 방지 플래시오버 성능으로 수년 동안 전력망을 괴롭혀온 오염 플래시오버 문제를 해결했지만 스트링 단선 문제가 때때로 발생했습니다. 단일 스트링 타워의 경우 복합 절연체가 끊어지면 라인이 종종 땅에 떨어져 사회 안전을 가져옵니다. 다중 스트링 타워의 경우 스트링이 끊어지면 타워 및 기타 절연체에도 영향을 미칩니다. 이는 라인의 신뢰성에 영향을 미칩니다. 최근 몇 년 동안 오염 섬락 트립 비율이 급격히 감소함에 따라 스트링 단선은 복합 절연체가 직면한 중요한 문제가 되었습니다.
여러 가지 이유로 복합 절연체 스트링이 파손될 수 있습니다. 외관과 테스트 결과에 많은 차이가 있습니다. 끈이 끊어지면 끈이 끊어진 원인을 정확히 찾아내어 추후 폐기하는 것이 매우 중요합니다. 동시에 절연체 스트링 파손의 원인을 요약하고 절연체& #39;의 네트워크 접속을 확인한다. 그것은 큰 의미가 있습니다. 따라서 이 기사에서는 복합 절연체 스트링이 끊어지는 원인과 이를 분석 및 검증하는 방법에 대해 설명합니다.
2. 복합애자의 분류 및 파괴특성
복합 절연체의 끊어진 끈은 외력 찢어짐, 취성 파괴 및 붕괴의 세 가지 유형으로 나눌 수 있습니다. 그 중 외력 인열의 경우는 극히 드물며, 현 파열의 주요 유형은 취성 파단 및 붕괴이다.
2.1 외력에 의한 찢어짐
외력 찢어짐의 원인은 종종 극한의 바람, 심한 결빙 라인, 빙판 점프 등입니다. 이러한 경우 복합 절연체가 설계 이상으로 스트레스를 받아 스트링 단선이 발생합니다.
전체적으로 절연체의 기계적 강도 제어 부분은 일반적으로 볼 헤드 넥입니다. 즉, 인장 응력을 받는 경우에만 볼 헤드가 가장 먼저 파손되는 경우가 많습니다. 그러나 비틀림 응력, 인장 응력 또는 압축 응력의 복합 작용을 받을 때 복합 절연체 피팅-맨드릴의 연결 부분이 가장 약하므로 파단 위치가 피팅-맨드릴 연결에 위치하는 경우가 많습니다.
복합 절연체 코어 로드는 고강도 유리 섬유로 만들어집니다. 비틀림 응력과 인장 응력의 결합 작용으로 부분적으로 손상되고 찢어지면 코어 로드 파단은 종종 고르지 않고 일부 섬유는 빗자루 모양이며 파단에 탄화 흔적이 없습니다.
2.2 취성 파괴(응력 부식)
취성 파괴는 복합 절연체의 초기 적용에서 발생하는 현 단선의 주요 유형입니다. 파단 과정은 응력 부식 과정을 동반하며 파단 위치는 피팅 내부 및 피팅과 코어 로드 사이의 접합부 근처에 위치할 수 있습니다.
취성파괴의 가장 명백한 특징은 파단의 대부분이 평평하고 매끄러우며 단면이 맨드릴의 축에 수직이며 전형적인 파단 형태
2.3 부패(맨드릴 탄화)
썩은 절단은 최근 몇 년 동안 합성 절연체 스트링 절단의 주요 형태가 되었습니다. 스트링 끊어짐은 장기간의 내부 방전 과정을 수반하며 일반적으로 파손은 복합 절연체의 고전압 단부 근처에 위치합니다.
붕괴 파단의 주요 외관 특징은 맨드릴의 상당한 탄화(흑화)이며, 파단이 고르지 않고 명백한 스레딩, 전형적인 파단 형태가 있습니다.
3. 끊어진 끈의 원인과 발달과정
세 가지 유형의 끊어진 끈 중 외력이 찢어질 확률이 극히 적고 과정이 간단하며 극한 기상 조건에서 분석하기 쉽습니다. 따라서 이 글에서는 취성파괴 및 붕괴의 원인과 발생과정, 분석방법만을 소개한다.
3.1 취성파괴
취성 파괴는 일반적으로 응력 부식 과정을 동반합니다. 절연체는 와이어의 무게를 견디고 장력을 받습니다. 어떤 이유로 코어로드가 산성 액체에 들어가면 산성 액체가 코어로드를 부식시킵니다. 초기 복합 절연체에 사용된 비산성 코어 로드는 장력을 받고 있습니다. 부식의 결합 작용으로 코어 로드는 점차적으로 균열이 나타나고 나머지 코어 로드가 인장력을 견디지 못하고 파손될 때까지 균열이 점차 확장됩니다.
위로부터 취성 파괴에 대한 두 가지 주요 조건이 있음을 알 수 있습니다. 즉, 밀봉 파손 및 코어 로드가 비산성 코어 로드입니다. 또한 크랙의 발생은 취성파괴의 발생을 크게 가속화시킨다. 실제 사례에 따르면 취성 파괴의 발달 과정은 다음과 같은 두 가지 범주로 나뉩니다.
① 실링불량-심봉이 축축함-내부방전 발생-산성물질 발생-응력부식-심봉 취성;
② 끝단(쐐기구조)에 남아있는 제조결함-밀봉파손-대기중의 산성물질-응력부식-심재봉 취성파괴.
쐐기 구조는 쐐기를 코어 로드의 끝으로 밀어 넣어야 하므로 코어 로드에 미세 균열을 남기기 쉽습니다. 봉인이 정상일 때 미세 균열의 성장 속도는 매우 느립니다. 밀봉이 실패하면 위의 균열이 응력 부식의 시작점이 됩니다.
씰 실패에는 세 가지 유형이 있습니다.
① End Seal 불량 : 실런트에 금이 가거나 설치 중 끝단이 파손되어 Seal이 불량한 경우.
② 시스의 손상은 씰의 불량으로 이어진다.
A. 외장재가 불량하고 외장이 외부 방전에 의해 부식됩니다. 우천 시 합성 절연체의 표면에 코로나 방전이 발생하고 번개가 칠 때 고온 아크에 의해 끝이 쉽게 타 버릴 것입니다. 외피의 내전기식성이 부족하면 위와 같은 상황에서 균열이 생기기 쉽고 심재가 축축해지는 원인이 됩니다.
B. 이퀄라이징 링의 부적절한 구성은 과도한 코로나 방전 및 피복의 부식을 유발합니다. 이퀄라이징 링의 부적절한 설치 또는 매개변수의 부적절한 선택은 고전압 말단에서 심각한 코로나 방전을 일으키고 장기적인 영향은 시스를 손상시키고 코어 로드를 유발합니다. 습기.
③ 시스-맨드릴 계면에 문제가 있어 수분이 확산을 통해 맨드릴로 유입된다.
3.2 부패
현재 운용 중인 복합 애자 대부분은 내산성 심봉을 사용하므로 취성 파단 확률이 크게 감소했으며 붕괴가 애자 끈 끊김의 주요 형태가 되었습니다. 붕괴는 종종 맨드릴 내부의 장기간 방전을 동반하며, 생성된 에너지는 맨드릴의 구조를 점진적으로 변화시킵니다. 한편, 유리 섬유를 감아 고정하는 수지가 분해되어 유리 섬유 구조가 부드러워집니다. 한편, 유리섬유는 탄화되어 기계적 성질이 상당하다. 맨드릴이 하중을 견디지 못하고 파손될 때까지 내립니다.
이 과정에서 내부 결함은 코어 로드의 반경 방향을 따라 발생하는 동시에 축 방향을 따라 발생합니다. 코어 로드에는 내부 방전 채널이 생성됩니다.
코어로드의 내부 방전의 기원에 따라 붕괴는 다음 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다.
① 씰링 손상(엔드 씰 불량 또는 시스 손상)-심봉이 축축함-내부 방전이 발생함-산이 생성됨-심심봉이 탄화-붕괴됨;
이러한 유형의 파열의 내부 방전의 원인은 끝 밀봉의 실패와 덮개의 손상입니다. 그 이유는 앞서 설명한 취성파괴와 동일하다. 내산성 맨드릴을 사용하더라도 밀봉이 실패하는 한 끈이 끊어지는 현상이 계속 발생함을 알 수 있습니다!
② 심봉 내부결함 - 수분침투 - 내부방출 - 산성물질 발생 - 외피 부식 - 내부방전 심화 - 심봉 탄화;
맨드릴의 내부 결함은 일반적으로 결합 불량, 인터페이스에 남아 있는 공기 구멍 등과 같은 맨드릴-외피 인터페이스 불량으로 인해 발생합니다. 결합 불량은 결합 해제 및 내부 에어 갭으로 이어집니다. 이 유형의 끈 끊기의 핵심 프로세스는 다음과 같습니다. 덮개의 표면은 손상되지 않았지만 수분이 코어 로드에 들어갔습니다. 그 이유는 코어 로드 내부에 에어 갭이 발생하면 확산 과정을 통해 외부 수분이 코어 로드로 들어갈 수 있기 때문입니다.
4. 끊어진 문자열 분석 방법
외력에 의한 줄 끊김 현상은 기상정보에서 단서를 얻기 쉽습니다. 따라서 여기에서는 취성 및 부식 분석만 논의합니다. 끈 끊어짐이 발생하면 먼저 끊어짐 형태와 위치에 따라 끈 파손 형태가 취성 파손인지 썩음 파손인지 판단한 후, 위에서 설명한 가능한 원인에 따라 해당 시험 항목을 선택하여 검증한다.
4.1 취성파괴
취성파괴로 판단되는 경우 상기에 따라 씰 불량 + 비산성 맨드릴에 의한 스트링 파손 또는 끝단 + 씰 불량에 남아있는 제조 불량일 수 있음 + 비산성 맨드릴.
① 씰 실패 + 비산성 맨드릴
엔드 실 불량 확인: 동일한 제품 배치에 대해 기밀 테스트를 수행하고 파손된 절연체 피팅을 해부하고 내부 녹 구성 요소를 검사합니다.
기밀시험은 복합절연체에 정격기계하중의 70%를 96시간 동안 가한 후 침투제로 끝단을 20분간 감싼 후 육안검사와 침투깊이로 착색제가 끝단에 침투되었는지 여부와 침투깊이를 확인하는 것이다. 해부. 관통 깊이가 코어 로드에 도달하지 않는 한 엔드 씰은 자격이 있는 것으로 간주됩니다.
마지막에 씰 실패가 종종 그 예입니다. 동일한 제품 배치의 실링 테스트에서 문제가 발견되지 않을 수 있으나, 마지막에 실링 불량이 있는 경우 응력 부식 과정이 완전히 일어나기까지 시간이 걸리므로 엔드 피팅 내부에 녹이 발생하는 경우가 많습니다. 파손된 절연체의 끝단을 해부하고 녹 성분을 감지하는 가장 직접적이고 효과적인 수단입니다.
열악한 외피 재료로 인한 밀봉 실패 확인: 동일한 제품 배치에 대해 우산 덮개 재료의 추적 및 전기 부식 손실 테스트를 수행합니다.
우산 덮개 재료 누출 추적 및 전기 내식성 테스트는 절연체 우산 스커트를 특정 두께의 평평한 샘플로 자르고 일정한 추적 전압 방법을 사용하여 테스트하는 것입니다. 테스트 전압은 AC 4.5kV이며 샘플은 6h를 견딜 수 있습니다. 및 부식 깊이가 2.5mm를 초과하지 않으면 시험에 합격한 것으로 본다.
압력 균압 링의 잘못된 설치로 인한 시스 씰 불량 확인: 균압 링이 반대로 설치되었는지 여부, 설치 위치가 올바른지 확인하고 균압 링 구성 계획에 대한 전계 검증 계산을 수행합니다.
맨드릴-시스 인터페이스 불량으로 인한 밀봉 불량 확인: 맨드릴 투과성 테스트, 맨드릴이 있는 쉬스 수분 확산 테스트, 전력 주파수 내열 온도 상승 테스트, 급파 테스트 및 동일한 절연체 배치에 대한 부검을 수행합니다.
맨드릴 내산성 검증: 파손된 절연체 또는 동일한 배치의 제품에 대해 맨드릴 내산성 테스트를 수행합니다.
심봉의 내산성 시험은 절연체의 외피 부분을 벗겨 심봉을 노출시킨 후 연마하여 1mol/L 질산으로 감싼다. 동시에 96시간 동안 일정한 인장력이 가해집니다. 인장력 값은 코어 로드의 면적과 300MPa의 곱입니다(예: 96h). 후방 맨드릴이 손상되지 않고 표면에 명백한 균열이 없는 경우 맨드릴은 내산성 및 컴파운드가 필요한 것으로 간주됩니다. (내산성 맨드릴이라고도 함)
위에서 언급한 테스트 방법 및 기준에 대한 자세한 내용은"GB/T 19519-2014 가공선 절연체-공칭 전압이 1000V 이상인 AC 시스템용 서스펜션 및 스트레인 복합 절연체 정의, 테스트 방법 및 수락 기준".
② + 봉인 불량 + 비산성 맨드릴 끝 부분에 남은 제조 결함
밀봉 불량 및 비산성 맨드릴의 검증은 위와 동일하다. 최종 제조 결함은 동일한 제품 배치에 대한 기계적 파괴 하중 테스트로 확인할 수 있습니다. 그러나 최종 제조 결함이 있는 경우가 많으며 테스트를 통해 소스를 정확하게 추적하기 어렵습니다. 그것은 끝 구조와 골절의 위치에 의해 도움을 받을 수 있습니다. 단부가 쐐기 구조를 채택하고 파단이 단부 피팅 내부에 위치하고 종동 쐐기의 단부에 가까우면 내부 제조 불량 가능성이 더 크다는 것을 의미합니다.
4.2 부패
위의 내용에 따라 취성파단으로 판단되면 실파손으로 인한 내부장기방전으로 현이 끊어지거나 심봉에 내부결함이 있어 피복을 침식시킨다. 내부에서 외부로 방출되어 내부 장기 방전으로 인해 현이 끊어집니다.
① 씰 파손 + 장기 내부 방전
엔드 실 불량 및 재킷 손상에 대한 검증 방법은 이전 섹션 3.1과 일치합니다.
맨드릴에서 구멍이 발견되면 구멍이 외피 밀봉 불량의 원인이 되는 외부 원인인지, 내부 결함 및 천공에 의한 것인지 여부가 판단의 관건이 됩니다. 구멍의 내부와 외부의 구성 차이부터 시작할 수 있습니다. 일반적으로 탄화된 성분의 비율이 높은 쪽이 배출 시간이 더 빨리 시작될 가능성이 더 크고 이 쪽에서 구멍이 시작될 확률이 더 큽니다.
② 코어로드 내부에 결함이 있는 경우
최근 몇 년 동안 맨드릴의 내부 결함은 주로 맨드릴-시스 인터페이스 불량으로 인해 발생합니다. 열악한 계면의 검증 분석: 코어 로드 투과성 테스트, 외피 물 확산 테스트가 있는 코어 로드, 전력 주파수 내열 온도 상승 테스트, 급파 테스트 및 동일한 절연체 배치에 대한 부검을 수행합니다.
심봉투수시험은 심봉을 10mm 길이의 시험편으로 절단하여 심봉과 수직이 되도록 절단하고 양 끝을 사포로 사포로 하여 적색 또는 자색 메틴용액에 담근다. 용액은 모세관 현상으로 시료를 마주하게 됩니다. 상단이 관통하고 용액이 맨드릴 내부의 상단까지 침투하는 시간을 측정합니다.
시스가 있는 맨드릴의 수분확산시험은 맨드릴을 30mm 길이의 시편으로 절단하고 절단방향이 맨드릴과 수직이 되도록 하여 사포로 양끝을 연마하고 0.1% NaCl 용액에 100시간 끓인 후 12kV를 인가한다. 교류전압 1분간 누설전류를 측정한다.
전원 주파수 내전압 벨트 온도 상승 시험은 절연체에 가장 높은 작동 전압을 30분간 인가하고 적외선을 사용하여 절연체의 온도 상승을 측정하는 것입니다.
급파 시험은 절연체를 물에 42시간 동안 끓인 후 1000kV/us-1500kV/μs 범위의 임펄스 전압을 ±25회 인가하는 시험이다.
부검은 칼이나 외력으로 외피를 제거하고, 외피가 벗겨진 후 맨드릴의 표면 상태를 관찰하는 것이다.
위의 테스트에 대한 자세한 정보는"GB/T 19519-2014 Overhead Line Insulators with Nominal Voltage More than 1000V AC System Suspension and Tension Composite Insulators Definition, Test Methods and Acceptance Criteria" .
밀봉 문제를 제거한 후 위의 테스트에서 심각한 이상이 있으면 절연체에 인터페이스 문제가 있을 가능성이 있음을 확인할 수 있습니다. 각 테스트의 중요한 비정상적인 특성은 다음을 나타냅니다.
심재 투과성 시험: 심재의 시험 부분에 메틴 용액을 15분 이내에 침투시킨다.
외피 물 확산 테스트가 있는 맨드릴: 맨드릴의 누설 전류가 1mA를 초과합니다.
전력 주파수 내 온도 상승 테스트: 실험실 시뮬레이션 테스트 중에 코어 로드의 온도 상승이 상당하며, 가압 시간이 연장됨에 따라 온도 상승이 점차적으로 상승합니다. 약간의 온도 상승만 있다면 외피가 축축한 것일 수 있지만 맨드릴 내부에는 문제가 없습니다.
급파 시험: 코어 로드의 내부 고장;
부검: 맨드릴 표면의 넓은 영역이 직접 노출됩니다.