復合絕緣子芯棒變脆應力腐蝕中酸的來源
國際上對于導致芯棒脆斷的應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,造成局部地醫大氣中硫氧化物和氮氧化物的富集,在遇水凝結過程中,經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。我國的酸雨地區主要集中在長江以南和東南沿海地區,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已經成為繼歐洲和北美之后世界第三大酸雨區。

(2)復合絕緣子芯棒表面濕氣在高場強局部放電下產生的硝酸。當復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)復合絕緣子芯棒內部氣隙在高場強局部放電下產生的草酸。對于環氧樹脂芯棒,引拔過程中可能在芯棒內部夾雜氣隙,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氧樹脂反應,將碳鏈分解,并生成草酸(乙二酸)。其反應過程為式中,R- ,R:為環氧樹脂聚合物碳鏈。
(4)復合絕緣子芯棒引拔時酸酐固化劑吸潮結晶生成酸的晶體并殘留在芯棒表面,運行中吸水產生的酸液。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生酸,并可結晶生成酸的晶體顆粒。若結晶出的酸晶體顆粒在芯棒內部.由于是固體顆粒,并且密封很好,因此不會產生酸液。若晶體顆粒殘留于芯棒表面.運行中或者由于復合絕緣子護套受損,或者由于護套的呼吸作用,坰有可能導致水分到達芯棒表面,這些晶體顆粒吸水可產生酸液,從而導致芯棒的應力腐蝕。以某種酸酐固化劑為例,其水解生成酸的化學式為式中,R為酸酐的碳鏈。
目前,應力腐蝕理論是*被人接受的復合絕緣子芯棒脆斷產生機理,盡管人們對酸的產生途徑尚有不同說法,但均是基于應力腐蝕理論。因此,目前評價芯棒耐脆斷的性能也都是采用應力腐蝕試驗的方法,而且應力腐蝕試驗是迄今惟一可以在實驗室中再現脆斷斷口的手段。為了實現不同的試驗目的,可采用不同的加載方式,此外,國內外對于復合絕緣子芯棒耐應力腐蝕性能試驗方法的參數規定也有所不同。
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