玻璃绝缘子自爆的原因主要包括产品自身质量问题和外部运行环境影响,具体如下:
内部杂质颗粒
玻璃绝缘子内部可能含有杂质颗粒(如NIS颗粒),这些杂质在熔制或退火过程中相变不完全,运行后缓慢膨胀导致玻璃内部产生裂纹,最终引发自爆。杂质直径小于一定值时,可能无法通过冷热冲击剔除,导致运行中自爆率升高。
应力分布不均
玻璃绝缘子为钢化玻璃材质,表面存在压应力、内部存在张应力。若杂质颗粒位于张应力层,或玻璃熔制不均匀形成细小条纹,会导致应力集中,破坏应力平衡,从而引发自爆。
制造工艺缺陷
玻璃件在加工过程中,若温度控制不当或冷却速度不均,可能导致应力分布异常,降低绝缘子的机械强度和抗热冲击性能,增加自爆风险。
污秽与温差变化
在积污、受潮和电场共同作用下,绝缘子表面泄漏电流过大,产生局部干带并引发空气击穿,电弧蚀伤玻璃伞裙,造成自爆。若绝缘子遭受雷击,已受损的玻璃绝缘子自爆概率将大幅增加。
机械应力与电应力
持续的电火花打击、工频大电流或不均匀泄漏电流可能引发玻璃件破碎。此外,运输、基建或抢修过程中,若绝缘子受到机械损伤,也可能导致自爆。
环境温差与急冷急热
玻璃绝缘子导热性能差,急剧的温度变化会导致内外层产生温差应力。当温差应力超过玻璃的承受极限时,可能引发自爆。
时间规律
内部杂质引发的自爆在投运前3年较高,此后逐渐下降;外部污秽引发的自爆可能在运行几年后集中发生。
位置规律
绝缘子串高压端和低压端电场较强,自爆概率大于中部;同塔未自爆绝缘子钢脚可能存在损伤,伞面内部存在细微裂纹。
残锤分析
自爆后的伞盘玻璃碎散形成残锤,若碎玻璃渣呈鱼鳞状且自爆起始位置靠近铁帽底部,可能为产品缺陷或外力引起;若呈鱼鳞状和放射性形状同时存在,则内因和外因均可能导致自爆。
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