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公司新闻-芯棒脆断的特征
发布时间：2011-07-22
在实际运行中．还会出现芯棒脆断这种异常断裂模式。对于单串绝缘子，脆断意味着掉线．严重的甚至会引发倒塔事故；对于双串绝缘子，其中一支脆断则可增加另一支绝缘子故障的危险性。因此脆断事故属电力系统最忌讳的恶性事故之一。由于国际上对脆断产生的机理有争议，同时缺乏降低脆断发生概率的措施以及对其进行有效检测的手段，因此，脆断研究重要而紧迫。
芯棒是一种单向纤维增强复合材料，并且通常不是脆性极高的材料。芯棒短时拉伸断裂形态是纤维在芯棒中不同位置的逐渐断裂，同时伴随大量的纤维与树脂基体的分离分层觋象，断口粗糙如扫帚或齿牙形。对于复合绝缘子芯棒而言，其短时拉伸断裂一般是从应力集中的金具与芯棒连接区域起始。此外，芯棒在能导致绝缘子强度蠕变的负荷作用下的破坏形态也与此相似，统称为芯棒的通常断裂模式。
然而．在实际运行中芯棒有时会发生异常的脆性断裂(简称脆断，brittlefracture)现象．脆断的基本特征表现为断口处有部分面积呈现出与脆性材料断裂特征相对应的平整断面。该平整断面的方向垂直于轴向，且通常占芯棒总截面的大部分面积．有时可达9011以上，剩下的另一部分断面则与普通复合材料的断裂特征相对应，呈扫帚或齿牙形：在实际运行中．当芯棒由于某种原因出现脆断裂纹，并逐渐扩展，直至其余截面部分承担的平均应力超过芯棒材料的强度极限时，芯捧破坏便由脆断演变为通常的短时拉伸破坏，因此会出现一部分与通常断裂模式相对应的粗糙断面。运行中芯棒脆断的断日多数为单一平整断面，假设芯棒的拉伸强鏖为X。，运行中发生脆断时的实际载荷为F，非平整断面投影至横向截面的面积为S．则S与F的关系在理论上成正比，即满足式：
(a)通常断裂形态；(b)单一平整脆断断口；(。)台阶式脆断断口
除了具有横向平整断面的基本特征之外．芯棒脆断的其他特征包括：①大多数脆断发生的位置靠近高压端金具口部以外．此处是复合绝缘子电场强度和机械应力最高的区域，但也有少数发生在距金具稍远或金具以内的位置。②脆断绝缘子所承受的机械负荷并不高，一般在lkN至20%- 30%SML之间。若按照绝缘子强度蠕变的规律来推算．芯棒不会在此运行时间内出现断裂现象。③芯棒脆断事故发生的时间难以预计。从现场运行资料看，短至1个月，长至十几年均有可能发生。表8.1所示为芯棒通常断裂和脆断的主要特征的区别。
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