盧 明，華 奎，譚 磊，李 黎，劉哲輝，段曉紅

（1.國網(wǎng)河南省電力公司電力科學(xué)研究院，鄭州450052；2.華中科技大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院強電磁工程與新技術(shù)國家重點實驗室，武漢430074；3.國網(wǎng)北京市電力公司，北京100031；4.武漢云兆信息技術(shù)有限公司，武漢430074）

0 引言

復(fù)合絕緣子由于具有耐污性能強、重量輕、強度高、易安裝和無需測零等優(yōu)點，在我國電力系統(tǒng)中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。復(fù)合絕緣子一旦發(fā)生事故，對電力系統(tǒng)的影響是相當(dāng)大的，而芯棒脆斷是當(dāng)前復(fù)合絕緣子所發(fā)生的最嚴(yán)重的事故。所謂“脆斷”是指外部酸液侵蝕芯棒中的玻璃纖維，使得芯棒在正常載荷下發(fā)生斷裂。據(jù)不完全統(tǒng)計，國內(nèi)發(fā)生的復(fù)合絕緣子脆斷事故已超過20起。因此，對復(fù)合絕緣子脆斷機理和預(yù)防措施的研究很有必要[1-5]。

近年來，各研究單位及其科研人員對一些脆斷事故和脆斷機理已經(jīng)開展了一些研究。文獻[6]針對500 kV線路分析了電壓分布不均的影響并提出幾點預(yù)防措施；文獻[7]分析了絕緣子老化前后的材料差異，得出水分侵入是脆斷的主要誘因；文獻[8]進行對比測試，發(fā)現(xiàn)密封不良和結(jié)構(gòu)設(shè)計的不合理是造成脆斷的原因之一；文獻[9]結(jié)合楔接式結(jié)構(gòu)和應(yīng)力腐蝕理論，對2起脆斷事故進行了分析，并提出了200 kV以上線路的防脆斷措施。文獻[10]通過芯棒斷裂面發(fā)生過程探究，認(rèn)為脆斷是由于外部酸和水介質(zhì)的緩慢腐蝕過程造成的；文獻[11]對護套完好的絕緣子進行試驗，得出在硝酸和拉力的共同作用下，無損的絕緣子也可能發(fā)生脆斷。以上這些研究都從具體的事故或者試驗入手，對事故特征和實驗結(jié)果做了分析和總結(jié)。但是依照事故和試驗條件的不同，結(jié)論也有很大差異，缺乏對這一類事故的系統(tǒng)總結(jié)與分析。

同時，在對絕緣子進行采樣分析的過程中采用了不同的方法。文獻[7]中利用傅里葉紅外光譜分析比較成分差異，并用掃描量熱法（DSC）和熱重法（TG）進行熱學(xué)分析；文獻[9]和[11]采用應(yīng)力腐蝕理論作為理論基礎(chǔ)；文獻[12]通過紅外光譜分析（FT?IR）和掃描電子顯微鏡（SEM）等手段探索作用機理。但是這些手段中缺乏實驗室條件下對芯棒自身元素和性質(zhì)的探究。芯棒作為發(fā)生脆斷事故中主體，其自身的元素構(gòu)成和性能指標(biāo)起了很大作用，對其進行針對研究很有必要性。

本文從一起500 kV事故入手，采集故障桿塔和相鄰桿塔共6只絕緣子進行對比研究，通過解剖試驗、憎水性試驗、耐應(yīng)力腐蝕試驗、紅外觀測以及實驗室條件下的元素分析等手段，探究了故障原因，分析了芯棒元素構(gòu)成對脆斷事故的影響。同時以本次事故為出發(fā)點，對國內(nèi)電網(wǎng)復(fù)合絕緣子脆斷現(xiàn)象的特點和原因進行總結(jié)，并提出防治措施。對復(fù)合絕緣子脆斷事故的預(yù)防具有一定的指導(dǎo)意義。

1 事故分析

1.1 線路概況

500 kV樊白Ⅱ線是湖北樊城變電站（原雙河變后經(jīng)π接樊城變）至南陽500 kV白河變的一條超高壓輸電線路。線路全長139.451 km，其中河南境內(nèi)全長90.355 km，單回路全長90.28 km，雙回路全長0.075 km。2015年1月24日，500 kV樊白Ⅱ線03:23故障跳閘，選相A相，重合不成功。上午6:10分，運維單位故障巡視人員在225號發(fā)現(xiàn)中相（A相）絕緣子斷裂，確定為故障點。

故障桿塔225號塔型為ZLM（3），呼稱高36 m，絕緣配置為3只懸垂單聯(lián)復(fù)合絕緣子，型號為FX?BW4-500/180，復(fù)合絕緣子結(jié)構(gòu)高度為4 360 mm，絕緣距離為4 060 mm，最小爬電距離為11 000 mm。濕工頻耐電壓為1 430 kV，濕操作沖擊電壓為1 700 kV。線路垂直檔距為460 m，單相垂直荷載為2.08 t（不含間隔棒、絕緣子及金具）。

故障斷裂的絕緣子于2006年5月掛網(wǎng)使用，具體型號參數(shù)見表1。

表1 復(fù)合絕緣子主要尺寸和電性能Table 1 Main dimensions and electrical performance of composite insulators

距離故障塔位最近的行政區(qū)域為南陽市宛城區(qū)，天氣數(shù)據(jù)為1月24日故障發(fā)生時刻前后，故障區(qū)段天氣情況為陰天，氣溫在6℃左右，北風(fēng)3級左右，相對濕度為47%。

1.2 外觀檢查與憎水性測試

故障絕緣子端部金具的工藝為常規(guī)壓接式。觀察端口發(fā)現(xiàn)斷裂發(fā)生在高壓側(cè)（球頭側(cè)）第一片大傘裙與小傘裙之間，芯棒斷面除邊緣處有少量“拉絲”現(xiàn)象外，大部分?jǐn)嗝嬲R，具有一定的脆斷特征，見圖1和圖2。

圖1 球窩側(cè)斷面Fig.1 Ball socket side section

圖2 球頭側(cè)斷面Fig.2 Ball head side section

仔細(xì)檢查整支斷裂絕緣子，絕緣子硅橡膠護套彈性良好，外觀完整，對芯棒的覆蓋和嚴(yán)密，無明顯缺陷。硅橡膠斷口新鮮完整，無陳舊性傷痕，在絕緣子斷裂過程中被扯斷的特征明顯。

護套與護套內(nèi)也在一定厚度上有白色口區(qū)域，見圖3。剝開斷向接地端方向的護套，可以發(fā)現(xiàn)芯棒界面粘接性能較差，可以輕松剝離護套。芯棒上有一條白色粉化水解狀的帶狀區(qū)域，在距離高壓端金具4～5 cm處發(fā)白最嚴(yán)重，最寬處寬度大于1 cm，與該位置對應(yīng)的看到芯棒表面的白色粉化區(qū)域一直延續(xù)到圖中標(biāo)示的8號傘附近，說明絕緣子老化現(xiàn)象已經(jīng)比較嚴(yán)重。

圖3 護套檢查Fig.3 Sheath inspection

傘裙材料的老化較嚴(yán)重，見圖4，這可能會造成硅橡膠材料透水性提高。傘裙邊沿一側(cè)的粉化現(xiàn)象比較嚴(yán)重，另一側(cè)沒有明顯痕跡。判斷可能是向陽側(cè)傘裙粉化，也可能是搬運過程中摩擦導(dǎo)致的粉化。斷裂絕緣子高壓端附近護套表面的積污相較中端和低壓端嚴(yán)重，根據(jù)文獻[13-16]，復(fù)合絕緣子在表面局部場強下積污的增加，是污穢顆粒物在電場力作用下向絕緣子表面運動的結(jié)果，這說明斷裂復(fù)合絕緣子在高壓端內(nèi)缺陷附近的電場大大增加，因此造成了積污的增加。同時，對故障絕緣子和相鄰桿塔取樣絕緣子的憎水性測試的結(jié)果表明，故障絕緣子高壓端的憎水性等級在HC5～HC6之間，而取樣絕緣子則為HC3～HC4之間，這與前面的結(jié)論也相吻合。

圖4 傘裙材料觀察Fig.4 Material observation of umbrella skirt

1.3 解剖檢查

將故障復(fù)合絕緣子返廠進行解剖試驗，解剖部位包括故障點兩側(cè)的A、B兩個部分，標(biāo)注在絕緣子上，見圖5。

圖5 解剖位置Fig.5 Anatomical position

首先觀察故障點斷面，可以看到故障復(fù)合絕緣子存在3處較為光滑平整的斷面，分別標(biāo)注為A1、A2和A3，見圖6。

圖6 斷面位置Fig.6 Position of section

圖中橫斷面A1處于第一臺階面，橫斷面A2處于第二臺階面，整個水平斷面約占芯棒截面積的50%。縱斷面A3較為平整，在可見范圍內(nèi)肉眼難以觀察到誘發(fā)芯棒斷裂的細(xì)紋。另外，在芯棒斷裂處的芯棒與硅橡膠護套交界面處存在硅橡膠粉化層。

在對圖5中A處的解剖過程中發(fā)現(xiàn)，硅橡膠與芯棒的粘接性能較差，可以觀測到明顯的界面分化或剝離現(xiàn)象，芯棒淺層可觀測到一條綠色條紋（后經(jīng)酒精擦拭可去除，判斷為記號筆痕跡）。此外，在芯棒的另一側(cè)，可觀察到斷裂過程中芯棒抽絲產(chǎn)生的白色內(nèi)部條紋，見圖7。

圖7 故障點上方A處解剖結(jié)果Fig.7 Anatomical results of point A at the top of the fault point

對圖5中斷口下方的B處進行解剖后，發(fā)現(xiàn)在靠近金具端部芯棒表面存在明顯的白色通道，該通道與斷口處的斷面臺階對應(yīng)，初步判斷該通道與斷裂有直接關(guān)系。對該通道下方的端部金具密封處進一步解剖，端部密封膠粘接良好，未發(fā)現(xiàn)肉眼可見的透水孔洞。在斷口背面部分，芯棒在金具端存在不規(guī)則裸露面，這是由拉斷時的抽絲造成的。值得注意的是，在其正下方的端部密封處存在一個直徑約3 mm的孔洞，解剖密封膠后發(fā)現(xiàn)該孔洞正下方存在污穢物，見圖8。

圖8 故障點下方B處解剖結(jié)果Fig.8 Anatomical results of point B at the lower part of the fault point

1.4 拉力測試和耐應(yīng)力腐蝕試驗

搶修過程中，在故障桿塔及臨近桿塔，共拆下復(fù)合絕緣子6支，分別編號為1-6，進行抽檢和對比試驗，其中5號和6號2只進行破壞試驗，其余4只進行額定拉力1 min試驗，另外將絕緣子出廠拉力測試和破壞試驗結(jié)果分別編號為7-8和9-10，綜合試驗結(jié)果見表2。

上述出廠和抽樣試驗結(jié)果顯示，一支復(fù)合絕緣子的機械破壞負(fù)荷值為0.91SML，另外5支均能承受1 min額定拉力，其中2支按要求進行破壞試驗，破壞拉力值分別為236 kN和247 kN。標(biāo)準(zhǔn)DL/T 864—2004《標(biāo)稱電壓高于1 000 V交流架空線路用復(fù)合絕緣子使用導(dǎo)則》中對于機械破壞的要求如表3所示?？梢钥闯?，在3-5年檢測周期的情況下，抽檢絕緣子拉力測試結(jié)果符合要求。

表2 抽樣絕緣子拉力試驗結(jié)果Table 2 Test results of tensile test of sample insulator

表3 機械特性檢測標(biāo)準(zhǔn)Table 3 Mechanical characteristic testing standard

將發(fā)生故障絕緣子按照試驗要求處理后，在試驗載荷135 kN、酸濃度1 mol/L的試驗條件下對絕緣子芯棒材質(zhì)進行耐應(yīng)力腐蝕測試，結(jié)果在試驗20～22 h之間，發(fā)生斷裂。另對本次現(xiàn)場采樣取下的絕緣子進行耐應(yīng)力腐蝕試驗，結(jié)果見表4。標(biāo)準(zhǔn)DL/T864—2004表示，試樣在96 h內(nèi)未出現(xiàn)斷裂為通過試驗，因此只有2支通過試驗。

表4 耐應(yīng)力腐蝕抽樣試驗結(jié)果Table 4 Sampling test results of stress corrosion resistance

1.5 紅外分析

根據(jù)500 kV樊白Ⅱ線故障情況，對500 kV樊白Ⅱ線相同生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的復(fù)合絕緣子開展了帶電紅外檢測工作。此次檢測，共計檢測桿塔46基，復(fù)合絕緣子162只。經(jīng)檢測，復(fù)合絕緣子表面溫度與環(huán)境參照體最大溫差為6.1℃，為254號塔中相大號側(cè)絕緣子測得，但絕緣子并無異常熱點，初步判定絕緣子無問題，檢測照片及記錄見圖9和圖10。

圖9 254號塔中相側(cè)絕緣子Fig.9 254號tower middle phase insulator

圖10 222號塔左相絕緣子Fig.10 222號tower left phase insulator

1.6 元素分析

取2只故障絕緣子經(jīng)X射線光電子能譜（XPS）檢測，可以發(fā)現(xiàn)在斷裂絕緣子芯棒所使用的玻璃纖維中，硼（B）元素含量為5.8%，鈉（Na）元素（堿金屬）含量為1.3%～1.9%。同時查找和記錄了采樣絕緣子和市面上耐酸芯棒的元素含量[17]，一起列于表5中。

表5 元素分析結(jié)果Table 5 Elemental analysis results

無堿玻璃纖維又稱E纖維，是一種鋁硼硅酸鹽玻璃，其內(nèi)部R2O含量在0.8%以下，它是目前市面上使用最廣泛的玻璃纖維中主要成分。E纖維具有很多優(yōu)點，但是在受到無機酸類侵蝕的情況下極易受到腐蝕，這成了限制其使用范圍擴大的主要因素。根據(jù)文獻[18]和[19]所述，E纖維（無堿玻璃纖維）中的硼元素含量為2.5%，堿金屬含量為0～2.5%。另外文獻[16]中表示，無硼纖維的使用是耐酸芯棒提高耐腐蝕性能的主要因素。因此結(jié)合表5中的對比結(jié)果可知，脆斷絕緣子芯棒所使用的玻璃纖維并不是無硼纖維，堿元素和硼元素含量較高，芯棒為非耐酸芯棒。

在DL810—2002中附錄C規(guī)定，芯棒在67%額定載荷下，在濃度為1 mol/L的硝酸溶液中不間斷耐受96 h，即為通過應(yīng)力腐蝕試驗，認(rèn)為該芯棒為耐酸芯棒。結(jié)合耐應(yīng)力腐蝕的試驗結(jié)果來看，故障絕緣子所使用芯棒正處于耐酸芯棒發(fā)展階段，無硼纖維生產(chǎn)技術(shù)不太完善，本次故障絕緣子為非耐酸芯棒。

2 芯棒脆斷機理分析

2.1 應(yīng)力腐蝕理論

從當(dāng)前國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀來看，人們對于導(dǎo)致芯棒脆斷的原因和具體過程并沒有統(tǒng)一的認(rèn)識。應(yīng)力腐蝕理論[20]是最常使用以進行脆斷過程模擬，研究脆斷機理的理論工具。應(yīng)力腐蝕是由殘余或外加應(yīng)力導(dǎo)致的應(yīng)變和腐蝕聯(lián)合作用產(chǎn)生的材料破壞過程。應(yīng)力腐蝕導(dǎo)致材料的斷裂稱為應(yīng)力腐蝕斷裂。

應(yīng)力腐蝕理論認(rèn)為應(yīng)力腐蝕的機理是零件或構(gòu)件在應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)作用下，表面的氧化膜被腐蝕而受到破壞，破壞的表面和未破壞的表面分別形成陽極和陰極，陽極處的金屬成為離子而被溶解，產(chǎn)生電流流向陰極。由于陽極面積比陰極的小得多，陽極的電流密度很大，進一步腐蝕已破壞的表面。加上拉應(yīng)力的作用，破壞處逐漸形成裂紋，裂紋隨時間逐漸擴展直到斷裂。這種裂紋不僅可以沿著材料邊界發(fā)展，而且還能穿過晶粒發(fā)展。具體過程見圖11。

圖11 應(yīng)力腐蝕過程Fig.11 Stress corrosion process

應(yīng)力腐蝕理論能夠較好地模擬現(xiàn)場脆斷情況，根據(jù)前述應(yīng)力腐蝕的機理，認(rèn)為在芯棒老化的初期過程中，芯棒結(jié)構(gòu)中的玻璃纖維能夠與外部無機酸進行離子交換，從而在玻璃纖維表面形成較大的泄漏電流，結(jié)合結(jié)構(gòu)部件之間的拉應(yīng)力作用，導(dǎo)致玻璃纖維表面出現(xiàn)裂紋并最終斷裂。但這種理論不能很好地解釋脆斷發(fā)生的隨機性和概率性。盡管如此，仍可以通過總結(jié)已發(fā)生的脆斷情況來尋找解決方案。

2.2 機械應(yīng)力作用

瓷絕緣子和玻璃絕緣子在運行過程中，他們的機械強度基本不隨運行時間的增長而降低，即在若干年之后，仍然能夠保證機械強度在額定機械負(fù)荷MSML之上。但對復(fù)合絕緣子而言，其機械強度隨時間進行存在蠕變現(xiàn)象，會隨著運行年限的增長而逐漸降低。

對芯棒而言，蠕變破壞是指在低于短時破壞負(fù)荷的拉伸負(fù)荷的長時間作用下芯棒的斷裂。在此過程中，由于外加的載荷維持在較低水平并不上升，局部損傷的積累和擴展速度很慢，因而蠕變破壞所需時間很長。但是，只要外加載荷達(dá)到了引起芯棒內(nèi)部纖維逐步斷裂、發(fā)展的負(fù)荷，那么內(nèi)部的破壞就會開始累積，芯棒強度開始下降，到一定程度之后仍然會引發(fā)斷裂事故。

參考標(biāo)準(zhǔn)IEC1109-92，得到復(fù)合絕緣子的運行負(fù)荷與機械耐受負(fù)荷曲線，見圖12。

圖12 復(fù)合絕緣子的運行負(fù)荷與機械耐受負(fù)荷曲線Fig.12 Operating load and mechanical endurance load curve of composite insulator

在圖中，曲線1、2、3分別代表絕緣子承受機械負(fù)荷、蠕變強度曲線和絕緣子長期耐受負(fù)荷曲線；O.M.L為日常機械負(fù)荷，M.M.L為最大機械負(fù)荷，S.M.L為標(biāo)稱額定機械負(fù)荷，Mav為短時拉伸破壞負(fù)荷，Mw為長期持續(xù)加載下最低持續(xù)耐受負(fù)荷。IEC61109標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，絕緣子強度蠕變曲線斜率絕對值應(yīng)≤8%，因此，圖中曲線3要求下降斜率≤8%。在實際選用復(fù)合絕緣子時，應(yīng)該將蠕變影響考慮進去，留有足夠裕度，且滿足蠕變斜率的要求。

2.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計問題

復(fù)合絕緣子與盤形懸式絕緣子串的結(jié)構(gòu)有很大差別，盤形懸式絕緣子串的片與片之間有許多金屬件，例如鋼帽和球頭等，復(fù)合絕緣子整體為全絕緣結(jié)構(gòu)，并且其芯棒和傘裙的直徑也比盤形絕緣子小，同時，復(fù)合絕緣子的極間電容量很小，所以其絕緣部分的沿面場強和電壓分布極不均勻。隨著電壓等級的提高，這種情況更加明顯。因此在330 kV及以上電壓等級的線路上，復(fù)合絕緣子兩端必須加裝均壓環(huán)，以改善整體的電壓分布均勻度。即便如此，復(fù)合絕緣子上的電壓梯度仍然很大，端部金具在運行時仍然會產(chǎn)生很大的場強。

復(fù)合絕緣子的芯棒是采用環(huán)氧樹脂玻璃纖維擠拉成型的，其高壓端特別是場強較高的部位是最容易發(fā)生脆斷的部位。高場強可以加速芯棒裸露處的飽和水介質(zhì)沿著玻璃纖維經(jīng)過滲透性較好的環(huán)氧樹脂向濃度低的部位擴散，高場強的芯棒周圍有水介質(zhì)存在。場強集中的高壓端附近在異常自然條件或過電壓情況下容易產(chǎn)生電暈，使得其表面空氣中的N2反應(yīng)生成NO2，而NO2的滲透性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)強于N2，向內(nèi)部的擴散過程更為顯著，與水介質(zhì)反應(yīng)之后可以生成硝酸，從而加速芯棒的腐蝕。

2.4 端部密封問題

總結(jié)國內(nèi)外的多起脆斷事故可以發(fā)現(xiàn)，發(fā)生故障的復(fù)合絕緣子很多都存在護套或端部密封破損的問題。許多老式的復(fù)合絕緣子，端部材料都采用了室溫硫化硅橡膠，相比于高溫硫化硅橡膠，耐電性能和抗老化性能均較差，一旦運行年限過長，很容易因為放電和老化等原因產(chǎn)生破損，破壞端部密封效果。這類事故中由于設(shè)計的不合理或維護的不到位造成密封不嚴(yán)，給水分或外部酸液的深入提供了可能。根據(jù)應(yīng)力腐蝕機理，水介質(zhì)或酸液的存在是造成應(yīng)力腐蝕的必要條件，尤其是外部酸液的存在，對于泄漏電流的產(chǎn)生和腐蝕過程的加速會起至關(guān)重要的作用。

目前，工業(yè)發(fā)展排放的含硫廢氣使得酸雨問題愈加嚴(yán)重。在密封不良的情況下，酸雨滲入芯棒內(nèi)部與其直接接觸，而復(fù)合絕緣子具有護套薄，傘裙耐漏電起痕性能較差的特點，與酸雨長期接觸后護套易被燒蝕損壞，芯棒性能下降，在強度低于一定程度之后即會發(fā)生脆斷事故。

2.5 芯棒耐酸性能限制

芯棒玻璃纖維中硼的含量決定著芯棒的耐酸性能。硼元素在無堿玻璃纖維的玻璃結(jié)構(gòu)中主要以BO3和BO4的形式存在，他們與硅元素公用-O-并直接構(gòu)成玻璃的骨架。硼元素本身的化學(xué)性質(zhì)決定了其受到無機酸的影響較大，在受到外界無機酸類侵蝕時，硼元素首先被反應(yīng)形成酸液可以流過的通道，使得酸液能夠更快侵入纖維結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，并很大程度上擴大了玻璃骨架與酸液的接觸面，從而加快酸液侵蝕速度。

2006之前，我國沒有企業(yè)可以掌握無硼纖維的生產(chǎn)技術(shù)，根據(jù)國網(wǎng)公司使用耐酸芯棒的要求，國內(nèi)廠家基本都是從法國圣戈玻璃纖維有限公司購買無硼纖維作為原材料來生產(chǎn)耐酸芯棒，由于當(dāng)時技術(shù)并不十分成熟，因此，所制成的芯棒的耐酸性能是不穩(wěn)定的。最新研制出的無硼纖維耐酸芯棒具有比普通芯棒更好的耐酸性能，因此可以大大降低脆斷發(fā)生的可能性。

3 預(yù)防措施

復(fù)合絕緣子在近年來經(jīng)過不斷的改造和發(fā)展，在材料和工藝等方面均已取得長足的進步。但由于其在電力輸電線路上的廣泛應(yīng)用，一旦發(fā)生脆斷事故，后果仍然不可小視。結(jié)合前面對復(fù)合絕緣子芯棒脆斷機理的分析，提出以下幾點預(yù)防脆斷的建議：

1）采用雙懸垂串、“V”形或“八”字形串絕緣子，使用玻璃絕緣子與特制復(fù)合絕緣子相組合的方式，拉開復(fù)合絕緣子均壓環(huán)和接頭處與高壓端的距離，改善電場分布，降低導(dǎo)線端承受電壓。

2）定期對絕緣子進行密封性能檢測，使用多層密封工藝，并對早期密封性能不滿足要求的絕緣子盡快進行更換。目前很多使用年限過長的復(fù)合絕緣子，護套厚度較薄，且使用室溫硫化硅橡膠進行密封，性能較差，需要對此類絕緣子加強抽檢工作。

3）采用耐酸芯棒復(fù)合絕緣子，對耐酸芯棒發(fā)展初期使用的耐酸性能不符要求的絕緣子盡早進行更換。同時，需要結(jié)合絕緣子的具體使用年限以及運行情況等，進行狀態(tài)評估和記錄，及時發(fā)現(xiàn)安全隱患。

4 結(jié)論

對故障復(fù)合絕緣子進行了多項試驗，包括外觀檢查、憎水性測試、解剖檢查、拉力和耐應(yīng)力測試、紅外以及元素等多個方面。結(jié)合試驗結(jié)果，分析并總結(jié)了復(fù)合絕緣子芯棒斷裂的機理，得到如下結(jié)論：

1）斷裂復(fù)合絕緣子護套老化現(xiàn)象已經(jīng)較為嚴(yán)重，且積污分布和憎水性測試說明在高壓端附近電場強度較大，受腐蝕作用也更為顯著。

2）解剖發(fā)現(xiàn)故障復(fù)合絕緣子存在3層較為明顯的光滑斷面，在芯棒斷裂處的芯棒與硅橡膠護套交界面處存在硅橡膠粉化層，硅橡膠與芯棒的粘接性能較差，可以觀測到明顯的界面分化或剝離現(xiàn)象，老化已經(jīng)較為嚴(yán)重。

3）抽檢試驗中絕緣子可以通過拉力測試，耐應(yīng)力測試未通過。元素分析顯示，芯棒材料中硼元素含量較高，芯棒屬于非耐酸芯棒。

4）結(jié)合故障絕緣子測試結(jié)果，指出機械應(yīng)力作用、電壓分布不均、密封性能欠佳和芯棒耐酸性能的不足是目前芯棒斷裂的主要原因，并針對上述原因提出強度匹配、采用雙懸垂串、密封檢測和采用耐酸芯棒等預(yù)防措施。

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