Analysera avlägsningsfel på stolparisolatorer baserat på flera metoder

Översikt av situationen

Under den AC-kommissioneringsperioden för en viss anslutningsstation inträffade en fladdringsavläggningsfel på stolpeisolatorn. Den specifika feletsituationen var följande:
När strömbrytaren i 500 kV AC-switchyard stängdes för att ladda busbaren, aktiverades den dubbla busbar-differensskyddet och strömbrytaren öppnades. Felfasen var fas B, och felfströmmen var 5 760 A. Gasens sammansättning i SF₆-gasfacket analyserades, och SO₂-innehållet var 5,3 μL/L (standard är 2 μL/L).

Struktur av stolpeisolatorn

Gasfacket innehåller tre stolpeisolatorer, partikelfällor, dragplattor, etc. Som visas i figur 1, under montering fastsätts de tre stolpeisolatorerna och partikelfällorna först till den metalliska dragplattan med skruvar. Sköldhöljet installeras på det centrala metallinlaget i isolatorn med skruvar. Inlaget är fastgjort till isolatorn genom gjutning. Efter montering fastsätts det till rörbusbars fläns genom dragplattans skruvar. Huvudmaterialet för isolatorn är epoxid, partikelfallen är av legierungsmaterial, och gränspasset är av isolerande material.

Huvudfunktionen för stolpeisolatorn är att stödja den interna ledaren och inte fungerar som ett gasfackisolering. När utrustningen fungerar normalt är stolpeisolatorn jämnt belastad under konstant gastryck, som visas i figur 2. Å andra sidan är elektriska fältfördelningen för de tre stolpeisolatorerna extremt ojämn. Elektriska fältstyrkan vid gränssnittet mellan det metalliska inlaget och epoxiden är relativt hög. Denna ojämna fördelning leder till relativt allvarlig lokal laddningsackumulering på de tre stolpeisolatorerna. Vid främmande objekt eller andra situationer under drift kan fladdringsavläggning inträffa.

Återmätning av yttre dimensioner

Den defekta stolpeisolatorn återfördes till fabriken för återmätning av dimensioner och yttre inspektion. De defekta busbar-stolpeisolatorerna torkades lätt och markeringarna polerades. Ytan på stolpeisolatorn var intakt, och inga synliga sprickor, bubblor eller andra anomali hittades.

Med referens till ritningar mättes flera viktiga dimensioner för stolpeisolatorn, partikelfällor, sköldhöljen, dragplattor, etc. igen. Detta inkluderade återmätning av flera dimensioner som centrum-till-centrum-avståndet för de tre benen av stolpeisolatorn, omkrets diameter, och vinkel. Alla dimensioner uppfyllde kraven.

Färgpenetrationskontroll

En färgpenetrationskontroll utfördes på stolpeisolatorn. Efter rengöring och slippning genomfördes kontrollen. Rengöringsmediet sprutades på papperet, och sedan torkades penetranten på isolatorns yta rent. Efter noggrann kontroll hittades ingen penetrantläcka, och inga anomali hittades under färgpenetrationskontrollen.

Röntgen- och industriell CT-kontroll

En röntgenkontroll utfördes på stolpeisolatorn. Stolpeisolatorn roterades 360° för kontroll, och inga defekter som dålig bindning, bubbler eller sprickor hittades.
Industriella CT-kontroller utfördes på stolpeisolatorn. Det interna isoleringsmaterialet var generellt jämnt, utan luftcaver, sprickor, föroreningar eller andra defekter. Det fanns ingen dålig bindning mellan lågspänningsänden inlaget och epoxiden, eller mellan det centrala cylindern och epoxiden.

Mekanisk prestandatest

Mekaniska prestandatester utfördes på stolpeisolatorn, inklusive trycktest (12 kN, hållande tryck i 30 min) och vridmomenttest (15 kN, hållande tryck i 30 min). Ytan på stolpeisolatorn observerades för eventuella anomali, sprickor eller skador. Ingen anomali hittades genom mekaniska prestandatester.

Isoleringsprestandatest

Stolpeisolatorerna monterades till en busbar-teststatus med nya partikelfällor och de gamla partikelfällorna (efter slippning) returnerade från platsen, och fylldes med 0,5 MPa SF₆-gas inuti.
Först bedömdes det enligt fabrikens spänningsmotståndstestmetod: nätspänningsmotstånd (740 kV i 1 minut - 381 kV i 5 minuter), och blixtnedslag (±1675 kV, 3 gånger var); sedan bedömdes det enligt platsens spänningsmotståndstestmetod: nätspänningsmotstånd (318 kV i 5 minuter - 550 kV i 3 minuter - 740 kV i 1 minut - 381 kV i 45 minuter). Alla testresultat var normala, utan avläggning eller avvikande förhållanden.

Reproduktionstest av fel

Baserat på ovanstående analys av stolpeisolatorn, fastställdes det att inga felsituationer hittades i design- och tillverkningsfaserna av stolpeisolatorn. Det preliminära omdömet var att främmande objekt på ytan av stolpeisolatorn under installationsfasen kanske orsakade fladdringsavläggningen. För att ytterligare bekräfta orsaken till olyckan som analyserats, genomfördes reproduktionstester under olika arbetsvillkor, inklusive: applicering av 1/3 smörjmedel på stolpeisolatorn (ingen avläggning), applicering av 1/2 smörjmedel på stolpeisolatorn (ingen avläggning), applicering av 2/3 smörjmedel på stolpeisolatorn (ingen avläggning), applicering av 1/3 smörjmedel på stolpeisolatorn och blåsning av damm (damm på stolpeisolatorn, ingen avläggning), etc.

Baserat på reproduktionstestresultaten under ovan nämnda arbetsvillkor, kan man dra slutsatsen att enskilda källor av smörjmedelsförorening eller metalliska främmande objekt sannolikt inte orsakar ytvallfladdring på isolatorn; för isolatorer som bryts ner under nätspänning har både det centrala inlaget och jordpotentialsinlaget uppenbara erosionsspår; för isolatorer som bryts ner under blixtnedslagspuls har det centrala inlaget erosionsspår, vilket liknar fenomenet vid platsfelen.