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IEC 标准足以保 证复合绝缘子的 可靠性吗?

March 4, 2016 • Columns, Reporting from CIGRE, 最近文章汇总

  在2012年第三期的INMR China中,有一篇关于500 kV悬式绝缘子发生事故的文 章。幸运的是,由于事故绝缘子采用V型双串悬挂,四分裂导线没有掉落。事故 发生后,对故障绝缘子进行的一系列系统的检测表明:水分侵入粘接质量不佳的 护套-芯棒交界面,是造成绝缘子老化并最终导致事故发生的根本原因。在文章 的结论中,强调了交界面质量的重要性。   2012年9月,IEC 62217/1第二版出版发行。该标准仍被命名为“通用条款”,标准 规定了一系列用以评价长棒、支柱与空心绝缘子设计与技术原型的实验,以及相 应的验收标准。同时,产品标准中也叙述了适用于不同绝缘子应用的型式实验、 抽样实验以及常规实验。   在产品的设计阶段,采用水煮与染色渗透实验作为合格鉴定实验,试验方法与上 述故障发生后被用以分析绝缘子事故原因的方法大致相同。但是,在新版本的 标准中,更进一步规定了染色渗透实验的染液为:阿斯屈拉崇BR200甲醇溶液 (染料与甲醇重量比1:100)。这是因为循环对比实验表明,相较于品红染液的传 统配方,使用阿斯屈拉崇BR200染液进行染色渗透实验将更加严格,同时,品红 也是一种可能的致癌物质。而在抽样与常规实验阶段,则着重检测产品的功能特 性,例如机械受力与镀锌层厚度等。依据标准IEC 61109,仅需在一支样品上进行 染色渗透实验就可以证明绝缘子两端的密封质量。但这些实验不能鉴别出问题 的根源。   IEC IEC 标准足以保 证复合绝缘子的 可靠性吗? Pic125   IEC 62217以及现行的IEC产品标准可追溯到一份由CIGRE工作小组22.10于1988 年第一次出版的文件:“复合绝缘子最低要求的技术基础”。标准IEC 61109第一 版本由该文件衍生而来,后续标准的制定均考虑了按照这两份文件的要求设计、 并且已经通过了合格试验的绝缘子的运行经验。但是,IEC 61109第一版出版时, 复合绝缘子仍然是新技术,材料的使用与设计上相对多种多样,故制定更深入的 实验,可以被用作诸如抽样或常规实验,以检查交界面的质量是不现实的。因此, 任何为了确保普适性而仅能涵盖最基本条款的标准,不可能包含更深层的具体要 求,而这恰恰应该是生产厂家所应该担负的质量保证的一部分。   复合绝缘子由三部分组成:芯棒,聚合物护套(现在主要是硅橡胶)与端部金 具。虽然产品各有不同,但各厂家的具体生产工艺均适用于:例如端部压接,伞 裙硫化,以及伞裙与芯棒的粘合。虽然复合绝缘子的三个主要部分通常允许制造 误差,但最终产品必须始终保证能承载数以吨计的金属运行30年或者更久。这 一挑战不仅要求具备合理制定绝缘子参数的能力(如机械负荷,爬距,场强等),而 且要求严格按照与设计测试阶段试验合格的完全一样的材料、性能以及生产工 艺流程进行制造。例如,定期常规检查能够很容易地观察护套与芯棒之间(图一 到图三)以及护套与端部金具之间(图四,当多次模压时)的粘结度情况,诸如, 每当芯棒,端部金具与护套材料更换生产批次的时候进行定期检查。   图五到图七展示了一种制造问题导致内部交界面脆弱的复合绝缘子,使用肉眼观 察能够很轻易地发现缺陷。通常,护套的外观是显示注射成型或挤包成型工艺 质量的很好标尺。如果护套表面存在小孔(图五),这可能是压力不足,注射材料 过少,或模具过松以及夹具不紧造成的。这些工艺缺陷极可能导致金具-护套与 护套-芯棒交界面的粘结度不足(图六)。如果已进行非常特殊的外观检查,那么 将无需水煮实验来判断粘结度,这是因为粘结度丧失的护套能够被轻易剥离。在 多次模压的过程中严格控制工艺很关键。如果处理不当,在护套内部则可能形成 孔隙并导致内部交界面缺陷,正如上述文章中所描述的500kV复合绝缘子故障 一样。值得一提的是,这种设计缺陷将很可能通不过设计试验(水煮后进行陡波 实验)。   Dr. Frank Schmuck_ frank.schmuch@sefag.ch

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