电力设施

电力设施的安全稳定运行是国家能源命脉的基石。在现代电力系统中,除了传统的金属和陶瓷部件,各类高分子材料及制品因其优异的绝缘、密封、减震等性能,被广泛应用于绝缘子、电缆附件、密封圈、绝缘护套、复合横担等领域。然而,这些聚合物材料在长期的电、热、机械及环境应力作用下,会不可避免地发生老化,导致性能劣化,进而可能引发设备故障,甚至威胁电网安全。因此,基于标准规范的老化检测服务,已成为电力设施状态评估与寿命管理的关键环节。

一、 电力设施高分子材料老化的挑战

电力设备中的高分子材料长期暴露于复杂严苛的运行环境中:

  • 电老化:局部放电、电痕化、电弧侵蚀。

  • 热老化:长期工作高温或过载导致的温度加速氧化降解。

  • 机械应力:震动、风载、长期形变导致的疲劳。

  • 环境老化:紫外线辐射、臭氧、湿度、盐雾、污染物等。

这些因素协同作用,会导致材料发生化学结构变化(如分子链断裂、交联)、物理性能下降(如硬度增加、弹性丧失)、电气性能劣化(如绝缘电阻下降、介损增加),最终丧失功能。

二、 检测服务依据的核心标准与规范

专业的老化检测服务严格遵循国家、行业及国际标准,确保评估的科学性与权威性。主要参考标准包括:

  1. 预防性试验总纲

    • DL/T 596-2021《电力设备预防性试验规程》:这是电力设备预防性试验的纲领性文件。其中对各类设备(如电缆、避雷器、套管等)的绝缘试验项目、周期和要求做出了规定,间接涵盖了其高分子部件(如外绝缘、橡胶密封件)的整体性能评估。

  2. 绝缘材料性能基础标准

    • GB/T 1408.1-2016《绝缘材料 电气强度试验方法》:测定材料的短时电气强度,评估其耐电压能力。

    • GB/T 1409-2006《测量电气绝缘材料在工频、音频、高频(包括米波波长在内)下电容率和介质损耗因数的推荐方法》:通过介电常数和介质损耗因数(tanδ)评估材料绝缘性能劣化情况。tanδ的显著增大是绝缘老化的重要标志。

    • GB/T 1410-2006《固体绝缘材料体积电阻率和表面电阻率试验方法》:评估材料的绝缘电阻特性。

  3. 材料耐候性与老化试验方法

    • GB/T 16422.2-2014《塑料 实验室光源暴露试验方法 第2部分:氙弧灯》:模拟太阳光辐射老化。

    • GB/T 7762-2014《硫化橡胶或热塑性橡胶 耐臭氧龟裂 静态拉伸试验》:评估橡胶材料抗臭氧老化能力。

    • GB/T 3512-2014《硫化橡胶或热塑性橡胶 热空气加速老化和耐热试验》:评估热氧老化性能。

  4. 电力设备专用部件标准

    • GB/T 11022-2020《高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求》:对开关设备中使用的绝缘子和操作杆等有机材料部件的机械、电气性能及老化试验提出了要求。

    • DL/T 1476-2015《电力安全工器具预防性试验规程》:对绝缘手套、绝缘靴等橡胶制品的预防性试验(如工频耐压、泄漏电流)做出了具体规定。

三、 专业化老化检测服务的主要内容

基于上述标准,针对电力设施高分子材料及制品的检测服务通常包括以下层面:

  1. 目视与形貌检查:检查材料表面是否出现粉化、龟裂、变色、起皱、电痕、蚀损等宏观老化迹象。这是最初步也是最重要的现场检查。

  2. 无损与在线检测

    • 红外热成像:检测因绝缘劣化导致的局部过热。

    • 紫外成像:检测电晕放电和局部放电活动,这些是导致有机绝缘材料电老化的主要原因。

    • 局部放电检测:定量评估绝缘内部或表面的放电水平。

  3. 取样实验室分析

    • 物理机械性能测试:拉伸强度、断裂伸长率、硬度、压缩永久变形等(参考GB/T 528, GB/T 531等),与初始值或标准值对比,判断力学性能劣化程度。

    • 热性能分析:利用热重分析(TGA)、差示扫描量热法(DSC)分析材料热稳定性、玻璃化转变温度等变化。

    • 化学结构分析:傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析特征官能团变化,判断氧化、水解等化学老化进程。

    • 电气性能测试:严格按GB/T 1408、GB/T 1409等标准,测试电气强度、体积电阻率、介损等关键绝缘参数。

  4. 综合诊断与寿命评估
    结合设备运行历史、环境数据、多维度检测结果,并参考标准中的判据,对材料的当前状态进行分级(如良好、注意、异常、严重),并运用寿命模型预测剩余使用寿命,为维修、更换决策提供科学依据。

四、 结语

随着电网向智能化、高可靠性方向发展,对设备状态感知能力的要求日益提高。针对电力设施中高分子材料及制品的老化检测,已不再是简单的“定期更换”,而是演进为一套融合了标准规范、多维度检测技术和数据评估的精准预测性维护体系。依托权威标准(如DL/T 596、GB/T 1408系列等)开展的专业化检测服务,能够有效预警潜在风险,优化运维策略,为保障电力设施全生命周期安全、稳定、经济运行提供不可或缺的技术支撑。

为保障电力设施全生命周期安全、稳定、经济运行提供不可或缺的技术支撑。基于标准的老化检测与精准评估,是预防电力设施绝缘故障、保障电网可靠运行的关键。若您对电力设备中高分子部件的老化检测、状态评估或寿命预测有需求,上海德垲检测 可提供专业的检测、诊断与咨询服务。

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