Residual Mechanical Strength of Glass Insulators

Resistência mecânica residual é um indicador chave usado para avaliar quanta carga um isolador de vidro ainda pode suportar depois de ter sido danificado. Está diretamente relacionado à operação segura e confiável das linhas de transmissão quando ocorre dano local a um isolador. Simplificando, quanto maior a resistência mecânica residual, menor a probabilidade de um isolador auto-explodido ou mecanicamente danificado causar uma falha completa da corda ou queda do condutor.

A resistência mecânica residual refere-se à capacidade de carga de tração ou flexão que um isolador ainda pode suportar após danos mecânicos parciais (como auto-explosão de um isolador de vidro de disco ou fragmentação local). Geralmente é expresso como uma porcentagem da carga mecânica nominal original ou carga de ruptura final.

Para isoladores de vidro e porcelana usados em linhas aéreas de transmissão, padrões nacionais e internacionais definem claramente métodos de teste e requisitos mínimos para “resistência mecânica residual após danos mecânicos”, que são usados para avaliar a margem de segurança de isoladores sob condições operacionais danificadas.

Isoladores do vidro temperadoSão caracterizados por sua auto-explosão visível de valor zero. Quando uma unidade de vidro se autoexplode, o disco de vidro quebrado cai da corda, mas os fragmentos de vidro e acessórios metálicos restantes ainda mantêm uma resistência mecânica residual relativamente alta-tipicamente mais de 80% da carga final de ruptura.

Essa força residual garante que, mesmo que um único isolador de vidro de disco em uma corda exploda, a corda inteira ainda possa transportar a tensão do condutor de forma confiável sem causar quebra ou queda do condutor. Portanto, na operação prática, as concessionárias geralmente não realizam testes mecânicos complicados em isoladores de vidro; em vez disso, eles dependem de inspeções de patrulha de rotina para identificar unidades autodetonadas e agendar a substituição oportuna.

Na linha de transmissão e seleção do produto, os seguintes requisitos são comumente aplicados:

• A resistência mecânica nominal do isolador deve satisfazer a tensão máxima de funcionamento com um fator de segurança adequado.

• A resistência mecânica residual após dano mecânico não deve cair abaixo de uma porcentagem especificada da carga mecânica nominal ou da carga final de ruptura (conforme estipulado pelas normas relevantes), garantindo capacidade suficiente de suporte de carga da corda do isolador mesmo quando uma ou um pequeno número de unidades estiver danificado.

Para os fabricantes:
A resistência mecânica residual é um alvo crítico do projeto e do controle de qualidade para isoladores de vidro. Depende diretamente do processo de têmpera, da formulação do material e da coordenação entre cimento de alta resistência e acessórios metálicos. Processos de fabricação superiores ajudam a alcançar alta resistência mecânica inicial e excelente resistência residual, garantindo estabilidade mecânica a longo prazo.

Para utilitários e operadores:
Compreender os níveis de resistência mecânica residual de isoladores de vidro de diferentes fabricantes e de diferentes projetos ajuda a determinar intervalos de inspeção, avaliar riscos operacionais e desenvolver estratégias de substituição após eventos de autoexplosão. Isso permite uma abordagem equilibrada entre a segurança do sistema e o controle dos custos.

O teste da resistência mecânica residual dos isoladores de vidro geralmente é realizado criando intencionalmente uma condição de dano típica primeiro e depois realizando um teste de carga mecânica para determinar quanta força de tração ou momento de flexão o isolador danificado ainda pode suportar e comparar o resultado com valores-limite padrão.

Teste PPropósito e princípio básico

Finalidade:
Para verificar que após dano tal como a ruptura parcial do disco ou a auto-explosão, o isolador pode ainda confiantemente levar a tensão do serviço sem causar a ruptura da corda ou a queda da unidade.

Princípio:
Parte do vidro é deliberadamente danificada de uma maneira especificada para simular defeitos em serviço. O isolador danificado é então carregado em uma máquina de teste mecânica dedicada, e sua capacidade de carga final na condição danificada é medida e comparada com a resistência mecânica nominal ou a porcentagem especificada nos padrões relevantes.

1. Preparação do espécime

• Selecionar aleatoriamente um número especificado de isoladores de vidro (por exemplo, isoladores de suspensão tipo disco) de acordo com a norma aplicável.

• Inspecione os espécimes para assegurar a aparência intacta, os encaixes sadios do metal, e junções cimentadas defeito-livres; registre a carga mecânica avaliado original e a carga de ruptura final.

2. Criação de Condição de Danos

• Use impacto mecânico (como impacto de esfera de aço) ou golpe direcional controlado para produzir rachaduras típicas ou uma condição de “auto-explosão” no disco de vidro, garantindo que a fratura penetre no corpo de vidro enquanto os acessórios metálicos permanecem firmemente conectados.

• O método de dano deve cumprir as normas nacionais ou empresariais relevantes para garantir danos representativos em vez de pulverização completa.

3. A instalação na máquina do teste

• Monte o isolador danificado em uma máquina de testes elástica de acordo com o sentido real da carga do serviço (tensão axial para isoladores da suspensão).

• Assegure o alinhamento do eixo de carga com o eixo do isolador para evitar momentos de flexão adicionais que possam afetar os resultados do teste.

Aplicação 4. Load

• Aplicar continuamente a carga à taxa especificada (por exemplo, uniformemente até à carga de tracção nominal ou a uma taxa definida por norma, em kN/min).

• Registre a carga máxima na qual ocorre falha ou colapso adicional do isolador danificado; esse valor é a carga de ruptura residual.

5. Avaliação do Resultado

• Calcule a resistência mecânica residual como porcentagem da carga de ruptura final original ou da resistência mecânica nominal.

• Se a resistência residual não for inferior à percentagem exigida pela norma pertinente (por exemplo, não inferior a uma proporção especificada da carga de ruptura original), a resistência mecânica residual do lote ou do tipo estrutural é considerada aceitável.

• Resistência residual de flexão/impacto: Para isoladores de vidro de linha ou braço cruzado, o dano local pode ser introduzido primeiro, seguido de testes de carga ou impacto para determinar o momento de flexão final ou a resistência ao impacto na condição danificada.

• Testes de tipo e amostragem: Testes de resistência mecânica residual são geralmente realizados como parte do teste de tipo para novos produtos ou inspeções periódicas de amostragem. Eles não são necessários para cada unidade individual na entrega; em vez disso, métodos estatísticos são usados para controlar os níveis gerais de qualidade do produto.