Аналізуйте дефекти відводу стовпчикових ізоляторів за допомогою багатьох методів

Огляд ситуації

Під час комісування АС підстанції відбулася аварія з пробоєм ізолятора. Конкретна ситуація з аварією така:
При закритті вимикача на 500 кВ для зарядки шини, спрацювала подвійна диференціальна захиста шини, і вимикач відключився. Аварійна фаза була фаза B, а аварійний струм становив 5 760 А. Було проведено аналіз складу газу SF₆ у газовій камері, і виявлено, що вміст SO₂ становить 5,3 μЛ/Л (стандарт — 2 μЛ/Л).

Конструкція ізолятора-стошки

Газова камера містить три ізолятори-стошки, ловушки частинок, тягачі тощо. Як показано на рисунку 1, при зборці спочатку три ізолятори-стошки та ловушки частинок кріпляться до металевого тягача болтами. Захисне покриття монтується на металевий вставок у центрі ізолятора болтами. Вставок з'єднується з ізолятором за допомогою лиття. Після зборки він кріпиться до фланця трубчастої шини через болти тягача. Основним матеріалом ізолятора є епоксидна смола, ловушка частинок виготовлена з сплаву, а прокладка — з ізоляційного матеріалу.

Основна функція ізолятора-стошки полягає у підтримці внутрішнього провідника і не служить для ізоляції газової камери. При нормальній роботі обладнання ізолятор-стоска рівномірно завантажений при постійному тиску газу, як показано на рисунку 2. З іншого боку, розподіл електричного поля у трьох ізоляторах-стошках надзвичайно нерівномірний. Електричне напруження на границі між металевим вставком і епоксидною смолою відносно високе. Цей нерівномірний розподіл може призвести до значного локального накопичення заряду на ізоляторах-стошках. У разі присутності чужорідних об'єктів або інших ситуацій під час роботи може відбутися пробій.

Переміршення зовнішніх розмірів

Аварійний ізолятор-стоска було повернуто на завод для повторного вимірювання розмірів та візуального огляду. Аварійні ізолятори-стошки шини були трохи протерте, а позначення поліровані. Поверхня ізолятора-стошки була цілісною, видимих тріщин, бульбашок або інших аномалій не виявлено.

Згідно з кресленнями, було проведено повторне вимірювання багатьох ключових розмірів ізолятора-стошки, ловушок частинок, захисних покриттів, тягачів тощо. Це включає повторне вимірювання багатьох розмірів, таких як відстань між центрами трьох ніг ізолятора-стошки, діаметр по колу, кут. Всі розміри були відповідними.

Дослідження проникненням фарби

Було проведено дослідження проникненням фарби на ізоляторі-стошці. Після очищення та полірування було проведено перевірку. Очищувач було розпилювано на папір, а потім поверхневий проникаючий засіб на поверхні ізолятора було протерто. Після детального огляду не було виявлено проникнення фарби, і не було знайдено аномалій під час дослідження проникненням фарби.

Рентгенодослідження та індустриальне КТ-дослідження

Було проведено рентгенодослідження ізолятора-стошки. Ізолятор-стоска було обернуто на 360° для перевірки, і не було виявлено дефектів, таких як погана зчепленість, бульбашки або тріщини.
Було проведено індустриальне КТ-дослідження ізолятора-стошки. Внутрішній ізоляційний матеріал був загалом рівномірним, без пор, тріщин, забруднень або інших дефектів. Не було виявлено поганої зчепленості між вставкою нижнього напруги та епоксидною смолою, а також між центральною циліндрою та епоксидною смолою.

Механічні випробування

Було проведено механічні випробування ізолятора-стошки, включаючи випробування на стиск (12 кН, утримання тиску на 30 хв) та випробування на крученння (15 кН, утримання тиску на 30 хв). Було спостерігалося за поверхнею ізолятора-стошки на предмет аномалій, тріщин або пошкоджень. Не було виявлено аномалій під час механічних випробувань.

Випробування електроізоляційних властивостей

Ізолятори-стошки були зібрані у тестовому стані шини з новими ловушками частинок та старими ловушками частинок (після полірування), повернутими з місця, і заповнені газом SF₆ з тиском 0,5 МПа.
Спочатку було проведено оцінку згідно з методом випробування на стійкість до напруги на заводі: випробування на стійкість до напруги промислової частоти (740 кВ на 1 хв - 381 кВ на 5 хв) та грозовий імпульс (±1675 кВ, по 3 рази); потім, було проведено оцінку згідно з методом випробування на стійкість до напруги на місці: випробування на стійкість до напруги промислової частоти (318 кВ на 5 хв - 550 кВ на 3 хв - 740 кВ на 1 хв - 381 кВ на 45 хв). Усі результати випробувань були нормальні, без розряду або аномальних ситуацій.

Випробування відтворення аварії

На основі вище зазначених аналізів ізолятора-стошки було встановлено, що на етапах проектування та виробництва ізолятора-стошки не було виявлено проблем з аваріями. Передбачається, що чужорідні об'єкти на поверхні ізолятора-стошки на етапі встановлення могли спричинити пробій. Для подальшого підтвердження причини аварії, враховуючи можливі місця схову чужорідних об'єктів та ситуацію невикористання змастилювального засобу, були проведено випробування відтворення у різних умовах роботи, включаючи: нанесення 1/3 змастилювального засобу на ізолятор-стоску (без розряду), нанесення 1/2 змастилювального засобу на ізолятор-стоску (без розряду), нанесення 2/3 змастилювального засобу на ізолятор-стоску (без розряду), нанесення 1/3 змастилювального засобу на ізолятор-стоску та подування пилу (пил на ізолятор-стоску, без розряду) тощо.

На основі результатів випробувань відтворення у вищезазначених умовах роботи можна зробити висновок, що одній джерело забруднення змастилювальним засобом або металеві чужорідні об'єкти малоймовірно спричинять поверхневий пробій ізолятора; для ізоляторів, які розряджуються під напругою промислової частоти, ясно видні сліди абляції на центральному вставку та вставку зі земельною потенцією; для ізоляторів, які розряджуються під напругою грозового імпульсу, є сліди абляції на центральному вставку, що подібне до явища на місці аварії.