4、支柱瓷绝缘子及瓷套断裂典型故障和原因分析

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1、支柱瓷绝缘子及瓷套断裂支柱瓷绝缘子及瓷套断裂典型故障和原因分析典型故障和原因分析金鑫13555732960辽宁电力科学研究院2013年6月内容摘要一、故障情况统计n据不完全统计，近5年公司系统110kV及以上开关设备发生由于支柱绝缘子、瓷套缺陷引起的故障40次，其中支柱绝缘子、瓷套断裂共计10次，出现裂纹6次。n通过对40次故障的统计分析，胶装质量问题是造成支柱绝缘子、瓷套断裂、裂纹、漏气等故障的最主要原因。二、绝缘子和瓷套基本结构Ø绝缘子或瓷套的外形结构图二、绝缘子和瓷套基本结构Ø两种胶装形式ü水泥胶合剂应符合JB4307的规定ü沥青

2、清漆或沥青缓冲层应符合ZBG51029或GB/T494的规定三、故障原因分析（一）胶装问题1.水泥胶装剂质量不合格n水泥中的氧化镁（MgO）缓慢的水合作用导致水泥胶装剂膨胀是瓷瓶损坏的主要原因之一，三氧化硫（SO）是次要原因3，很多产品氧化镁（MgO）和三氧化硫（SO）重量比重严重3超标，造成胶装剂中的水泥安定性很差，致使支柱瓷绝缘子开裂甚至断裂。三、故障原因分析（一）胶装问题2.沥青缓冲层缺少或过薄n瓷瓶在胶装时，在瓷瓶的外端部和法兰的内部应分别涂上沥青缓冲层，缓冲水泥胶装剂膨胀时产生的应力，也能缓冲由于法兰、胶装剂、瓷瓶膨胀系数不同

3、，因温度变化所产生的热应力。沥青缓冲层过薄或没有将导致胶装剂的膨胀应力无法得到释放，这也是造成支柱瓷绝缘子断裂的主要原因之一。三、故障原因分析案例一：n2008年3月20日11时06分，中卫供电局迎水桥变电站运行人员在隔离开关倒闸操作过程中，11204-1隔离开关A相母线侧支柱瓷绝缘子下柱下法兰胶装部位发生折断事故。n下柱支柱瓷绝缘子为抚顺电瓷厂1994年8故障隔离开关生产厂家：沈阳高压开关厂，型号：GW7-220DW/1250A，生产日期：1994年8月生产。n月生产，产品型号为ZSW-252/4，代号为2274；上柱支柱瓷绝缘子为唐

4、山电瓷厂1994年4月生产，产品代号为2283。三、故障原因分析案例一：n法兰内胶装水泥厚薄不均匀，最大相差达到了10mm。支柱瓷绝缘子瓷件根部外露部位未见上砂。瓷件内部边缘存在明显的青边现象，青边呈青灰色，厚度约为10mm左右。三、故障原因分析案例一：n进一步检查发现支柱瓷绝缘子瓷件和附件与水泥胶合剂接触部分表面未涂敷沥青缓冲层，在水泥胶合剂与瓷件界面上有上砂，但上砂极不均匀。三、故障原因分析案例一：Ø同批次支柱瓷绝缘子的试验n超声波探伤检测：其它8柱支柱瓷绝缘子未发现缺陷。n机械破坏负荷试验：送检的三柱支柱瓷绝缘子断裂部位均在下节元

5、件下法兰附近，抚瓷生产的三支下节元件机械强度均明显偏低。n孔隙性试验：三支下节元件均不合格，其中两支严重不合格。Ø故障原因nGW7-220型隔离开关支柱绝缘子胶装面未涂沥青缓冲面，瓷件的致密度未达到标准要求。三、故障原因分析（一）胶装问题3.喷砂对瓷瓶机电强度的影响n喷砂的目的是为了增加与金属附件的附着力，喷砂的工艺要求均匀且胶装后露出附件。但出现埋砂现象，特别是上砂不均匀时，将会造成局部胶装部位局部应力的集中，造成电瓷材料产生微观裂纹或支柱瓷绝缘子断裂。三、故障原因分析（一）胶装问题4.瓷件胶装的偏心问题n瓷件胶装的偏心与支柱瓷绝缘子

6、的轴线直线度和上、下安装孔中心圆轴线间的最大偏移存在关联性。在国标GB8287.1中明确规定：n上、下安装孔中心圆轴线间最大偏移2(1+h)mm，(h以m计)；轴线直线度(1.5+0.008h)mm，(h以mm计)。n上、下安装孔中心圆轴线间最大偏移和轴线直线度如果超标，会对支柱瓷绝缘子的机械性能产生影响。三、故障原因分析案例二：n2012年1月30日，海石湾变3361断路器发生套管断裂故障。生产厂家：西安三菱株式会社（现西安西电开关电气有限公司）型号：300-SFMT-500B额定SF压力：0.5MPa6出厂日期：1998年1月投运日

7、期：1998年10月18日开关瓷套：抚顺电瓷厂产品三、故障原因分析案例二：n3361开关A相母线侧套管（A1）从其下法兰根部断裂后，飞至33611隔离开关A相母线侧0.1米处，开关套管完全破裂。三、故障原因分析案例二：n3361断路器A1侧断裂瓷套下底座断裂面观察，水泥浇装厚度不均匀，偏差值7.5mm，存在严重偏心情况。3361开关下底座断裂面最厚处（12mm）3361开关下底座断裂面最薄处（4.5mm）三、故障原因分析案例二：Ø故障原因n初步分析套管断裂原因为套管法兰与瓷套之间填充水泥因受潮及温度变化膨胀，产生不均匀应力，挤压瓷套根部

8、造成瓷套根部薄弱处损伤，并在开关内部压力情况下断裂飞出。三、故障原因分析（二）瓷质问题1.先天性裂纹n支柱瓷绝缘子在制造或运输过程中残留了试验时难以检出的微小裂缝，在运行中可能发展成裂纹甚至断裂。超声波探伤