支柱瓷绝缘子及瓷套断裂典型故障和原因分析课件

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4307,的规定,沥青清漆或沥青缓冲层应符合,ZB G51 029,或,GB/T 494,的规定,两种胶装形式,二、绝缘子和瓷套基本结构水泥胶合剂应符合JB 4307 的规,三、故障原因分析,(一)胶装问题,1.,水泥胶装剂质量不合格,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,3,)是次要原因,很多产品氧化镁(,MgO,)和三氧化硫(,SO,3,)重量比重严重超标,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,三、故障原因分析,(一)胶装问题,2.,沥青缓冲层缺少或过薄,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,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(一)胶装问题,三、故障原因分析,案例一:,2008,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。,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。,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:,三、故障原因分析,案例一:,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:,三、故障原因分析,案例一:,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:,三、故障原因分析,案例一:,同批次支柱瓷绝缘子的试验,超声波探伤检测:,其它,8,柱支柱瓷绝缘子未发现缺陷。,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。,孔隙性试验:,三支下节元件均不合格,其中两支严重不合格。,故障原因,GW7-220,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、故障原因分析案例一:,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,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,三、故障原因分析,(一)胶装问题,4.,瓷件胶装的偏心问题,瓷件胶装的偏心与支柱瓷绝缘子的轴线直线度和上、下安装孔中心圆轴线间的最大偏移存在关联性。在国标,GB 8287.1,中明确规定:,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,),。,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(一)胶装问题,三、故障原因分析,案例二:,2012,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,6,压力:,0.5MPa,出厂日期:,1998,年,1,月,投运日期:,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:生产厂家:西安三菱株式会社,三、故障原因分析,案例二:,3361,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:,三、故障原因分析,案例二:,3361,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、故障原因分析案例二:3361开关下底座断裂面最厚处(12,三、故障原因分析,案例二:,故障原因,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、故障原因分析案例二:,三、故障原因分析,(二)瓷质问题,1.,先天性裂纹,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。超声波探伤是检测瓷件裂纹的有效方法,应定期对绝缘子进行超声波探伤。然而,运用超声波探伤手段不具有实时性,在两次探伤期间,绝缘子可能产生裂纹或导致断裂事故。,三、故障原因分析(二)瓷质问题,三、故障原因分析,案例三:,*,年,4,月,15,日,,500kV*,变,5023,开关,C,相发生套管爆炸故障。,生产厂家:,西安西电开关电气有限公司;,型号:,LW13A-550/Y,;,出厂编号:,623,该开关为,2010,年,4,月改造设备,,4,月,3,日全部交接试验项目合格后投运。套管为法国,CERALEP,公司,1999,年产品。,三、故障原因分析案例三:该开关为2010年4月改造设备,4月,三、故障原因分析,案例三:,开关两侧,CT,筒内壁及梅花触头座外表面有多处明显放电痕迹。,三、故障原因分析案例三:,三、故障原因分析,案例三:,瓷套内壁多处存有深浅不一裂纹,多数裂纹为釉面微裂纹;瓷套内壁釉面涂敷不均匀,存有点状凹坑和麻点为橘釉状,下部法兰内部有一裂纹较大起裂处,疑为首先开裂点。,内壁裂纹情况,三、故障原因分析案例三:内壁裂纹情况,三、故障原因分析,案例三:,瓷套分段粘接情况良好;断裂面瓷质颜色呈正常白色,部分瓷体瓷质粗糙,脆性断裂型貌,个别瓷断层呈现分层状面。,瓷套分段粘接情况,断裂面瓷质情况,三、故障原因分析案例三:瓷套分段粘接情况断裂面瓷质情况,三、故障原因分析,案例三:,法兰与瓷套外胶装部分多处存在粘合不良情况,瓷套下部法兰与瓷套胶接处沙区局部黏合不良,瓷套法兰与瓷套外胶装部分粘合不良,三、故障原因分析案例三:瓷套法兰与瓷套外胶装部分粘合不良,三、故障原因分析,案例三:,故障原因,根据对故障瓷套检查分析,故障套管瓷套胶装区域存在粘合不良等缺陷,在长期运行中因应力集中,瓷套下部内壁产生裂纹,在交变温度等应力的作用下,裂纹逐步扩展,瓷套剩余壁厚无法承受压力作用,最终导致瓷套爆裂。,三、故障原因分析案例三:,三、故障原因分析,(二)瓷质问题,2.,有杂质,砂眼或气泡,瓷件在制造过程中,未严格按照生产工艺的要求,原料混入杂质或拌料不均匀,均会导致瓷绝缘子机械性能下降,在运行中受到震动或者压力会导致断裂或者爆炸。,三、故障原因分析(二)瓷质问题,三、故障原因分析,案例四:,XX,年,X,月,X,日,,220kV XX,变新建,XX,出线间隔发生开关爆炸故障。,生产厂家:,苏州阿海珐(,AREVA,)高压电气有限公司;,型号:,GL314E,;,出厂日期:,2009,年;,出厂编号:,09 314 1050 01,;,灭弧室瓷套制造厂:,河南,爱依德公司,三、故障原因分析案例四:,三、故障原因分析,案例四:,瓷套内壁多处存有深浅不一裂纹,多数裂纹为釉面微裂纹;瓷套内壁釉面涂敷不均匀,存有点状凹坑和麻点为橘釉状,下部法兰内部有一裂纹较大起裂处,疑为首先开裂点。,疑似有砂眼或气泡的瓷套碎片,三、故障原因分析案例四:疑似有砂眼或气泡的瓷套碎片,三、故障原因分析,案例四:,检测部门检查情况,对碎瓷的断面检查,有个约,5mm,2,近内表面的米粒大小黑点;,异常黑点成分为铁氧化物,瓷件有杂质。,针对此可疑黑点进行了调查和分析后,发现系瓷套制造厂车间生产工人在烧致、搬运过程中掉落(,10kg,左右)泥段,该工人私自将泥段处理后投入细练机,而该泥段在处理后仍留有微小生铁杂质(或氧化铁)。,三、故障原因分析案例四:,三、故障原因分析,案例四:,故障原因,产品成瓷的过程中发生了反应,杂质在高温下产生还原性气体,在后期烧制过程中发生体积膨胀,使瓷套近内表面处产生了张应力。该瓷套在工厂内超声波探伤时被探测出却未及时进行标识、隔离,并随其它合格品一起出厂,在装配、运输、安装调试、开关充气保压的过程中使缺陷进一步放大,最终导致瓷套发生爆炸。,三、故障原因分析案例四:,三、故障原因分析,(二)瓷质问题,3.,青边现象及分析,青边问题原因主要是由于在烧制过程中由,FeO,还原至,Fe,2,O,3,这一过程不充分。,抚顺电瓷厂
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