芯棒脆断、伞裙老化、界面击穿——复合绝缘子三大失效模式,广州老化所一网打尽
复合绝缘子由硅橡胶伞裙、玻璃纤维增强树脂芯棒和金属端部附件三部分组成-。在长期运行中,三大核心部件各自面临不同的失效风险。
失效模式一:芯棒酥朽与脆断
芯棒脆断是复合绝缘子最危险的失效模式,已成为亟待解决的问题-。研究表明,复合绝缘子的老化机理主要包括填料迁移团聚和脱粘、硅橡胶材料分解与交联、环氧树脂/偶联剂分解和玻璃纤维损伤等多种反应--20。无机填料-硅橡胶基体界面是伞裙微裂纹发展的起点,水分极化损耗是耐张串干工频温升的主要来源-20。某地区500 kV输电线路无人机巡视发现,多串运行13年的复合绝缘子存在异常温升,热点温度达52.1°C,温升达到10.6°C-。
失效模式二:伞裙老化与憎水性丧失
硅橡胶伞裙的老化主要表现为表面憎水性降低-。在高海拔地区,高强度紫外辐射能够引发硅橡胶分子结构的改变,进而致使复合绝缘子出现显著的老化现象,最终引发绝缘性能失效-。运行10年的老化复合绝缘子表面污秽度比新复合绝缘子增加39.41%-。憎水迁移性是判断复合绝缘子老化程度的重要指标-。
失效模式三:护套-芯棒界面击穿
界面区域作为硅橡胶护套与玻璃钢芯棒复合绝缘体系中的薄弱环节,易产生初始缺陷诱发复合绝缘子的绝缘损伤-。在南方沿海地区,护套材料耐漏电起痕能力下降,在表面泄漏电流作用下逐步发生电蚀,破坏护套、芯棒外露,最终导致击穿-22。复合界面性能是影响耐张串使用寿命的关键因素,研究预测运行15.13年后耐张串可能发生交界面失效-20。微米尺度缺陷是诱发耐张串水扩散泄漏电流大幅上升的关键因素-20。
广州老化所的解决方案: 老化所提供覆盖复合绝缘子全材料体系的检测服务——从硅橡胶伞套的耐电痕化和蚀损试验-、憎水性测试-,到芯棒材料的应力腐蚀试验、水扩散试验-1,再到端部金具与芯棒界面的质量评价-1。60余年老化研究数据积累、1688项经CNAS和CMA认可的方法标准——三大失效模式,老化所一网打尽。




