陶瓷絕緣子和玻璃絕緣子金具鏽蝕及預防措施

一、鏽蝕機理

(1)直流絕緣子金具鏽蝕

國內特高壓直流、±500kV 直流輸電線路盤型懸式絕緣子均曾出現鋼帽、鋼腳腐蝕,鋼帽腐蝕集中在鋼帽帽口,鋼腳腐蝕集中在鋼腳與水泥接觸處。鋼帽鏽蝕的產物往往隨雨水附著到絕緣傘盤,造成傘盤表面等值鹽密增加,帶來汙閃風險;鋼腳腐蝕會造成鋼腳直徑縮小,導致機械破壞負荷下降,此外膠裝內部的鋼腳腐蝕後體積膨脹,造成膠裝失效。

直流絕緣子的鋼腳、鋼帽腐蝕源於電解腐蝕產生的陽極腐蝕,在直流電源電動勢作用下,與電源正極相連的金屬電極失去電子,成為陽離子脫離材料表面,形成陽極腐蝕。

在絕緣子表面溼潤時,鋼腳、鋼帽相當於一對電極,傘盤表面水膜相當於電解液,流過的洩露電流將持續產生電解過程。

當導線為正極性時,鋼腳側的電位較高,腐蝕產生在鋼腳與水泥面交界處(即鋅套處,此處相當於正極電極與電解液接觸位置)。

當導線為負極性時,鐵帽側的電位較高,腐蝕產生在鐵帽帽口處(此處相當於正極電極與電解液接觸位置),如圖。


陶瓷絕緣子和玻璃絕緣子金具鏽蝕及預防措施


直流絕緣子鋼腳裝有鋅套,鋼帽裝有鋅環,鋅比鋼活潑,鋅套、鋅環優先受到腐蝕,當鋅套、鋅環缺失,或者鋅套、鋅環一側損失殆盡,鋼腳鋼帽將迅速受到腐蝕。

(2)交流絕緣子金具鏽蝕

交流線路絕緣子表面的電解腐蝕效應較弱,鋼腳、鋼帽出現鏽蝕一般源於整體氧化,長期運行中表面鍍鋅層損失後,內部鋼質開始鏽蝕,一般呈現鋼腳、鋼帽整體變色。

鋼帽的鏽蝕會影響傘盤表面汙穢度,鋼腳的鏽蝕會影響機械強度,鋼腳的鏽蝕危害更嚴重。

二、應對措施

對直流絕緣子應確保鋼腳帶有鋅套、鋼帽帶有鋅環。


陶瓷絕緣子和玻璃絕緣子金具鏽蝕及預防措施

帶鋅套鋼腳


早期直流絕緣子鋼帽沒有鋅環,可採用補裝鋅環方式預防腐蝕。根據上文腐蝕位置的分析可知,鋅環應裝在鋼帽與絕緣傘盤接觸的帽口處。


陶瓷絕緣子和玻璃絕緣子金具鏽蝕及預防措施

鋅環安裝位置


國標GB/T19443—2004規定鋅套應採用純度不低於 99.8%的鋅製造,熔合面積不小於環帽銜接部分的80%,鋅套重量應至少為5 g,外露尺寸大約是總長度的50%。鋅環目前尚無頒佈的標準,但目前±1100 kV特高壓直流絕緣子的技術規範書中已做相應規定,一般要求最大厚度至少6 mm,質量至少150 g。

對於交流絕緣子,當發現鋼帽腐蝕、鋅層破壞時,應對鋼腳予以檢查,如鋼腳已發生腐蝕,應儘快更換;僅鋼帽腐蝕時,可繼續運行,但應加強監測,防止表面汙閃的發生。


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