复合绝缘子机械拉伸负荷-时间试验原理

引言

复合绝缘子机械拉伸负荷——时间试验的背景和所收集到的试验资料，在A. 5参考文献〔1〕中。通常，承受机械负荷的复合绝缘子的机械强度随时间而降低，降低程序取决于负荷的大小和持续时间，这是由于芯棒所使用的材料与传统的绝缘子相反，通常有蠕变的倾向。

复合绝缘子的机械强度与负荷施加时间的对数关系曲线可以假定为一条具有负值斜率的直线。时间刻度按对数关系刻度。一等长区段的两界限间的比为10（如1 min〜10 min）。

在线路的使用寿命内，施加到绝缘子上的负荷也可以用类似的方法表示为负荷——时间值。本试验的目的是可以让使用者检验在线路使用期，估计平均50年内预期负荷下绝缘子机械耐受——时间曲线的状况。

本标准中规定了以下两种试验：

——设计试验:“芯棒负荷——时间试验”，以检验绝缘子强度——时间曲线的*斜率（见5.2）； ——型式试验:“机械负荷——时间试验”，其目的是检验绝缘子在经受0. 7倍规定机械负荷持续 96小时后的规定机械负荷（SML）（见6.4）.

此设计和型式试验可以证实绝缘子的强度一时间曲线具有一个能接受的*斜率，并且可以证实绝缘子耐受住了制造者给出的额定机械负荷。A.4中给出了根据使用者要求的负荷和保证值（斜率和额定机械负荷）来选择绝缘子的例子。

设计试验：芯棒负荷-时间试验（图A. 1）

负荷/ %

1 min破坏负荷

图A. 1绝缘子的强度-时间曲线斜率的检验

本试验的目的是检查绝缘子强度与时间的对数关系曲线的斜率是否不大于某一规定值。

通常，该曲线的斜率没有规定。但实际上常见的*值在（5%〜7%）1 min破坏负荷时间对数刻度。

为了安全起见，同意规定此强度——时间曲线的斜率不得超过8%芯棒1 min破坏负荷时间对数刻度。

求得该斜率的*简单办法是做两个机械破坏负荷试验：一个是在1 min期间的，另一个是在96 h 期间的。但是，要预知能给出平均破坏时间为96h的负荷是很难的。这是因为，对于相同的1 min破坏负荷，如果曲线的斜率是6%而不是8%,则按96 h试验8%斜率算岀的这个负荷要维持到平均10个星期。

因此，做这一试验的实际方法是，首先做1 min破坏负荷试验，然后再做96 h耐受试验，从中再估算出96 h破坏负荷。

注：96 h持续时间实际上是根据其位于对数坐标中1 min〜50年的中间位置并考虑一些试验室的具体做法而选取的。

1 min破坏负荷试验

1 min平均破坏负荷（M’Q和该数值分散性的标准偏差（处）二者是必要的，后者用来计算96 h耐受值。

通常是做3只绝缘子的1 min破坏负荷试验并算出其平均值（Mav）o然后选取一个定值作为其标准偏差。按目前国际上的经验，建议此值但是，如果对某一等级绝缘子进行了较大数量的试验（超过10次），则可以算出处的真实值并用来确定96 h耐受值。

96 h耐受试验

为了检验强度曲线的斜率不超过每时间对数刻度8%Mw，取平均96 h破坏负荷（M96）至少等于 0.7 Mg就足够。

事实上：

96 h = 5 760 min = 3. 76时间对数刻度

因此：

M96-Mbv（1-3. 76X0. 08）=0. 7 Msvc

因而相应于试验通过概率为90%的96 h耐受负荷可以从高斯分布算得，该统计表给出：

对于1次试验：Mg—1.282緜

对于2次试验：M对一1. 645^

对于3次试验:M^-1.820^

对于3只被试绝缘子取知=0.08 M",则96 h耐受值为：

0. 7 820X0. 08）=0. 60 Mav

如果3只绝缘子均通过了此试验,则平均96 h破坏负荷至少等于0.7 的概率为90% ,且绝缘子

强度曲线的斜率等于或小于每时间对数刻度8% Mavo

型式试验：机械负荷-时间试验

本试验的目的是检验绝缘子的额定机械负荷，同时考虑负荷的累积效应。为此首先施加0. 7倍额定机械负荷，持续96 h,然后施加额定机械负荷持续1 min。

选取0. 7倍额定机械负荷值进行96 h耐受试验,是因为它对应于已由设计试验检验过的绝缘强子强度一时间曲线的保证斜率每时间对数刻度8% （见A.2.2）。

用户可利用从本试验得到的信息来校核绝缘子机械耐受特性是否位于线路预期负荷之上。

设计和型式试验结果的使用

用户的负荷-时间直线（图A.2）

在线路的寿命期内，作用在绝缘子上的负荷可以初步近似地由类似于复合绝缘子机械强度-时间曲线的形式用一直线来表示。

如图A.2中所示的直线可由用户根据下面定义的拉伸负荷OML、EML、MML对应于时间对数刻

度来绘出。

图A.2使用者负荷-时间直线

常规机械负荷(OML)

常规机械负荷代表了在无冰的情况下，导线、金具、间隔棒等组成的绝缘子悬垂组重量或是耐张组中导线的拉伸负荷,并考虑到*常见的温度和*常见的风速。这个负荷和相应的温度应由用户根据* 普遍的运行条件来确定。

超常规机械负荷(EML)

超常规机械负荷是指整套装置预计在整个寿命期内总计*长持续期间为一周的负荷。

此负荷和相应的温度应由用户根据运行条件来确定。EML要超过上面定义的OMLo并假定在此超常规负荷下绝缘子将不会出现*变形。

*机械负荷(MML)

此负荷是指绝缘子在整个寿命期，且是很短时间内(例如1 min)可能承受到的*负荷，并高于超常规机械负荷。

注：在绝缘子使用期内，在此负荷下绝缘子不应发生机械上的分离，但允许出现*变形。

用户的负荷时间直线的覆定以及与绝缘子的机械耐受时间曲线的比较

确定用户的负荷-时间直线仅需两个负荷，而且足以检査第三个负荷点是否落在该直线上或在其下面。

这些负荷是用户根据运行条件确定的，如果用户知道实际负荷的累计频度曲线，即可直接采用此曲线。如果确定负荷-时间直线*点的负荷按主管部门规定的基本负荷，加上安全因数进行确定，则该负荷可按其预期时间长度在图表上标出。确定负荷-时间直线的第二个点的负荷仍是常规机械负荷 (OML)o

很明显，也可用其他方式绘制此直线。

绝缘子机械耐受-时间曲线(图A. 3)定义了一个特定负荷可以施加的时间，而在随后进行的1 min 机械负荷试验时，高于额定机械负荷破坏的概率很高。

在短于50年的运行期内，机械耐受-时间曲线均应高于负荷-时间直线。

示例

作为对使用者的指导，通常的做法是在某一温度或非极端的气候条件下使用以下已定义的各机械负荷值间的比值：如MML取为单元值(L 0),EML大约可取为0. 6,而OML取在0. 2和0. 33之间。这些比值基于予期约50年寿命期。在*坏的情况下取OML=0. 33XMML,此负荷-时间直线的*小

图A.3使用负荷-时间直线与绝缘子耐受-时间曲线间的比较

斜率为每时间对数刻度9%MML°

图A. 3示岀了用户的负荷-时间直线和由设计试验和型式试验验证过的绝缘子的机械耐受-时间曲线间的比较。

参考文献

m “复合绝缘子*低要求的技术依据”。国际大电网会议工作组22.10“复合绝缘子”提出的报告, Electra No 88,1983 年 5 月。