Остаточная механическая прочность является ключевым показателем, используемым для оценки того, какую нагрузку стеклянный изолятор может выдержать после того, как он был поврежден. Это напрямую связано с безопасной и надежной эксплуатацией линий электропередачи при локальном повреждении изолятора. Проще говоря, чем выше остаточная механическая прочность, тем меньше вероятность того, что самовзорвавшийся или механически поврежденный изолятор вызовет полный отказ струны или падение проводника.
Базовая концепция
Остаточная механическая прочность относится к нагрузочной способности на растяжение или изгиб, которую изолятор может по-прежнему выдерживать после частичного механического повреждения (например, самовзрыва изолятора из дискового стекла или локального фрагментации). Это обычно выражается в процентах от первоначальной номинальной механической нагрузки или предельной разрывной нагрузки.
Для стеклянных и фарфоровых изоляторов, используемых на воздушных линиях электропередачи, национальные и международные стандарты четко определяют методы испытаний и минимальные требования к «остаточной механической прочности после механических повреждений», которые используются для оценки запаса прочности изоляторов в поврежденных условиях эксплуатации.
Связь со стеклянными изоляторами
Изоляторы из закаленного стеклаОни характеризуются их видимым самовзрывом с нулевым значением. Когда стеклянный блок самостоятельно взрывается, разбитый стеклянный диск отпадает от струны, но оставшиеся фрагменты стекла и металлические фитинги по-прежнему сохраняют относительно высокую остаточную механическую прочность-обычно более 80% от конечной разрывной нагрузки.
Эта остаточная прочность гарантирует, что даже если одиночный дисковый стеклянный изолятор в струне сам взрывается, вся струна все еще может надежно переносить напряжение проводника, не вызывая разрыва струны или падения проводника. Поэтому в практической эксплуатации коммунальные службы обычно не проводят сложных механических испытаний на стеклянных изоляторах в реальном времени; вместо этого они полагаются на обычные патрульные инспекции для выявления самовзорвавшихся установок и планирования своевременной замены.
Дизайн безопасности и стандартные требования
При проектировании линии электропередачи и выборе продукта обычно применяются следующие требования:
-
Номинальная механическая прочность изолятора должна соответствовать максимальному эксплуатационному напряжению с адекватным коэффициентом безопасности.
-
Остаточная механическая прочность после механического повреждения не должна падать под определенным процентом расклассифицированной механической нагрузки или предельной разрывной нагрузки (как предусмотрено уместными стандартами), обеспечивающ достаточную несущую способность строки изолятора даже когда один или небольшое количество блоков повреждены.
Значение в конструкции и эксплуатации
Для производителей:
Остаточная механическая прочность является важной целью проектирования и контроля качества для стеклянных изоляторов. Это напрямую зависит от процесса закалки, рецептуры материала и координации между высокопрочным цементом и металлической фурнитурой. Превосходные производственные процессы помогают достичь как высокой начальной механической прочности, так и отличной остаточной прочности, обеспечивая долгосрочную механическую стабильность.
Для коммунальных служб и операторов:
Понимание уровней остаточной механической прочности стеклянных изоляторов разных производителей и различных конструкций помогает определить интервалы проверок, оценить эксплуатационные риски и разработать стратегии замены после самовзрыва. Это обеспечивает сбалансированный подход между безопасностью системы и контролем затрат на техническое обслуживание.
Испытание остаточной механической прочности стеклянных изоляторов обычно проводится путем преднамеренного создания типичного состояния повреждения, а затем выполнения теста на механическую нагрузку, чтобы определить, сколько растягивающего усилия или изгибающего момента поврежденный изолятор все еще может выдержать, и сравнить результат со стандартными предельные значения.
Как проверить остаточную механическую прочность стеклянных изоляторов
Тест PЦель и основной принцип
Цель:
Чтобы убедиться, что после повреждения, такого как частичный разрыв диска или самовзрыв, изолятор все еще может надежно выдерживать эксплуатационную напряженность, не вызывая разрыва струны или падения блока.
Принцип:
Часть стекла намеренно повреждается определенным образом для имитации дефектов в процессе эксплуатации. Поврежденный изолятор затем загружается на специальную механическую испытательную машину, и его предельную грузоподъемность в поврежденном состоянии измеряется и сравнивается с номинальной механической прочностью или процентом, указанным в соответствующих стандартах.
Типичная процедура испытания (остаточная прочность на растяжение)
1. Подготовка образца
-
Случайно выберите определенное количество стеклянных изоляторов (например, дисковых подвесных изоляторов) в соответствии с применимым стандартом.
-
Осмотрите образцы для обеспечения неповрежденного возникновения, ядров штуцеров металла, и бездефектных цементированных соединений; запишите первоначально расклассифицированные механическую нагрузку и предельную разрывную нагрузку.
2. Создание состояния повреждения
-
Используйте механическое воздействие (например, удар со стальным шариком) или контролируемый направленный удар для создания типичного трещин или состояния «самовзрыва» в стеклянном диске, гарантируя, что трещина проникает в стеклянный корпус, в то время как металлические фитинги остаются надежно соединенными.
-
Метод повреждения должен соответствовать соответствующим национальным стандартам или стандартам компании для обеспечения репрезентативного повреждения, а не полного распыления.
3. Установка на тестовой машине
-
Установите поврежденный изолятор на машину для испытания на растяжение в соответствии с направлением фактической нагрузки (осевое натяжение для подвесных изоляторов).
-
Обеспечьте совмещение оси нагрузки с осью изолятора, чтобы избежать дополнительных изгибающих моментов, которые могут повлиять на результаты испытаний.
4. Загрузить приложение
-
Приложите нагрузку непрерывно с определенной скоростью (например, равномерно до номинальной растягивающей нагрузки или со стандартной скоростью в кН/мин).
-
Запишите максимальную нагрузку, при которой происходит дальнейший отказ или разрушение поврежденного изолятора; это значение является остаточной разрывной нагрузкой.
5. Оценка результата
-
Рассчитайте остаточную механическую прочность в процентах от исходной предельной разрывной нагрузки или номинальной механической прочности.
-
Если остаточная прочность составляет не менее процента, требуемого соответствующим стандартом (например, не менее определенной доли первоначальной разрывной нагрузки), остаточная механическая прочность партии или конструктивного типа считается приемлемой.
Другие формы испытаний на остаточную прочность
-
Прочность гнуть/удара остаточная: Для изоляторов линии-столба или поперечной руки стеклянных, местное повреждение можно ввести во-первых, следовать гнуть нагрузкой или испытаниями удара для того чтобы определить окончательные гнуть момент или сопротивление удара в поврежденном состоянии.
-
Типовые испытания и выборочные проверки: Остаточные механические испытания на прочность обычно проводятся в рамках типовых испытаний новых продуктов или периодических выборочных проверок. Они не требуются для каждой отдельной единицы при поставке; вместо этого используются статистические методы для контроля общего уровня качества продукции.
