随着电力系统的快速发展,复合绝缘子在输配电线路中的应用越来越广泛。其性能直接关系到电网的安全运行。然而,近年来架空线路用复合绝缘子的异常温升问题引起了电力系统运行单位和制造厂家的广泛关注。本文通过对一起异常温升复合绝缘子的试验研究,分析了造成该绝缘子异常温升的原因,并提出了相关的改进建议,为复合绝缘子的安全运行提供了参考。
《2025-2030年中国复合绝缘子行业市场深度研究与战略咨询分析报告》复合绝缘子因其优异的防污闪性能、高机械强度、轻重量和易于安装维护等优点,自20世纪80年代以来在我国电力系统中得到了广泛应用。然而,随着运行时间的增加,复合绝缘子逐渐出现了一些影响其安全运行的问题,其中异常温升问题尤为突出。异常温升不仅可能导致绝缘子的机械性能下降,还可能引发绝缘子的酥朽断裂,从而对电网的安全运行构成威胁。
(一)试验背景与现象
复合绝缘子行业分析提到2023年2月,某批次复合绝缘子在进行工频耐压试验时,检测到一支试品异常发热,温升超过标准规定,最大温升达15.9K。外观检查发现,该试品端部装配件处界面有疑似粘接缺陷,怀疑硅橡胶和端部装配件存在分离现象。为进一步验证这一怀疑,进行了界面试验和工频耐压试验。
(二)界面和端部装配件连接试验的再试验
根据GB/T 22079-2019第9.2条进行再试验。试验结果显示,试品在两种试验布置下均未发生闪络和击穿,但温升均超过了标准规定的20K。高压端配置金属导体和不配置金属导体的温升值有明显差异,不配置金属导体的温升更高,说明电晕的产生对绝缘子的温升有贡献。
(一)X射线检查与解剖检查
对异常发热绝缘子进行X射线检查和解剖检查,结果显示绝缘子端部装配件与伞套间界面粘接良好,芯棒与伞套界面粘接良好,排除了界面分离现象。然而,解剖发现芯棒很容易被刀具划伤,且其颜色发黄,表明芯棒可能存在劣化问题。
(二)芯棒工频电压试验
对去除伞套后的芯棒进行工频电压试验,结果显示温升异常绝缘子的芯棒工频电压试验后温升达到9.1K,而对比绝缘子芯棒的温升较小,说明温升异常绝缘子的芯棒存在问题。
(三)芯棒材料试验
进行染料渗透试验和水扩散试验,结果显示温升异常绝缘子的芯棒泄漏电流明显较大,虽然仍处于标准规定限值内,但与芯棒进厂试验结果相比有较大增高。电镜扫描显示,芯棒玻璃纤维与环氧树脂基体界面分离,部分环氧树脂分解,玻璃纤维间无填充物,表明芯棒处于酥朽的早期阶段。
通过对异常温升复合绝缘子的试验分析,得出以下主要结论:
异常温升的原因是芯棒存在劣化缺陷,表现为泄漏电流异常增大,其本质原因是部分环氧树脂分解,致使芯棒处于水解阶段,或称芯棒处于酥朽断裂的前期阶段。
目前标准中对芯棒水扩散试验的泄漏电流限值规定较为宽泛,建议合理降低这一限值。
电晕放电对产品的温升有一定贡献,工频验证试验时应采用合适的试验布置,防止产生可能的电晕放电。
芯棒发生潜在酥朽的主要原因是芯棒在长时间裸露贮存过程中受潮。制造厂应充分注重芯棒贮存的管理。
复合绝缘子酥朽早期就存在温升现象,运行单位监测复合绝缘子运行温度,有助于及时发现复合绝缘子的劣化。
综上所述,通过对异常温升复合绝缘子的详细试验分析,本文揭示了芯棒劣化是导致异常温升的根本原因,并提出了相关的改进建议,为复合绝缘子的安全运行和质量控制提供了重要参考。