復(fù)合絕緣子芯棒變脆應(yīng)力腐蝕中酸的來源
國際上對于導(dǎo)致芯棒脆斷的應(yīng)力腐蝕中酸的來源也有爭議,目前主要的幾種說法歸納如下。
(1)外部酸雨。當復(fù)合絕緣子護套受損或接頭密封失效時,芯棒可能會受到酸雨的侵蝕,從而有應(yīng)力腐蝕的可能。酸雨是pH值小于5.6的酸性降水,其形成過程極其復(fù)雜。目前一般認為酸雨是由于人為排放的硫氧化物(主要是SO。,其次是SO。)和氮氧化物(主要是NO,其次是N02)進人大氣后,造成局部地醫(yī)大氣中硫氧化物和氮氧化物的富集,在遇水凝結(jié)過程中,經(jīng)某些污染物的催化分別形成硫酸和硝酸,隨雨雪降落形成酸雨。我國的酸雨地區(qū)主要集中在長江以南和東南沿海地區(qū),近年來由于硫氧化物和氮氧化物的排放量日漸增多,酸雨的問題已日漸突出,目前以中國為主的東北亞地區(qū)已經(jīng)成為繼歐洲和北美之后世界第三大酸雨區(qū)。

(2)復(fù)合絕緣子芯棒表面濕氣在高場強局部放電下產(chǎn)生的硝酸。當復(fù)合絕緣子護套缺陷或受損時,芯棒表面會形成氣隙。由于空氣中含有氮氣,在放電情況下,氮氣能被空氣中的氧氣氧化成二氧化氮,即
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N7+20,放—一2N02 (8-7)當氣隙中同時有水分存在時,二氧化氮溶解于水可生成硝酸,即
4N07+00+2H7——一4HN03 (8-8)
(3)復(fù)合絕緣子芯棒內(nèi)部氣隙在高場強局部放電下產(chǎn)生的草酸。對于環(huán)氧樹脂芯棒,引拔過程中可能在芯棒內(nèi)部夾雜氣隙,或者由于高壓絕緣子護套受損而在芯棒表面形成氣隙。在這些氣隙中如果由于高場強產(chǎn)生局部放電,可以生成氮氧化物如N2 0,N02和N2 03等,這些氧化物可以進一步與芯棒中的環(huán)氧樹脂反應(yīng),將碳鏈分解,并生成草酸(乙二酸)。其反應(yīng)過程為式中,R- ,R:為環(huán)氧樹脂聚合物碳鏈。
(4)復(fù)合絕緣子芯棒引拔時酸酐固化劑吸潮結(jié)晶生成酸的晶體并殘留在芯棒表面,運行中吸水產(chǎn)生的酸液。該理論由Claude de Tourreil等人于2000年提出,認為在芯棒引拔過程中酸酐固化劑可能會吸潮產(chǎn)生酸,并可結(jié)晶生成酸的晶體顆粒。若結(jié)晶出的酸晶體顆粒在芯棒內(nèi)部.由于是固體顆粒,并且密封很好,因此不會產(chǎn)生酸液。若晶體顆粒殘留于芯棒表面.運行中或者由于復(fù)合絕緣子護套受損,或者由于護套的呼吸作用,坰有可能導(dǎo)致水分到達芯棒表面,這些晶體顆粒吸水可產(chǎn)生酸液,從而導(dǎo)致芯棒的應(yīng)力腐蝕。以某種酸酐固化劑為例,其水解生成酸的化學(xué)式為式中,R為酸酐的碳鏈。
目前,應(yīng)力腐蝕理論是*被人接受的復(fù)合絕緣子芯棒脆斷產(chǎn)生機理,盡管人們對酸的產(chǎn)生途徑尚有不同說法,但均是基于應(yīng)力腐蝕理論。因此,目前評價芯棒耐脆斷的性能也都是采用應(yīng)力腐蝕試驗的方法,而且應(yīng)力腐蝕試驗是迄今惟一可以在實驗室中再現(xiàn)脆斷斷口的手段。為了實現(xiàn)不同的試驗?zāi)康?,可采用不同的加載方式,此外,國內(nèi)外對于復(fù)合絕緣子芯棒耐應(yīng)力腐蝕性能試驗方法的參數(shù)規(guī)定也有所不同。
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