光纤光栅监测复合绝缘子非耐酸芯棒脆断过程

• 作者: 郝艳捧 曹航宇 韦杰 张智敏 潘锐健 黄磊
• 来源期刊: 高电压技术
• 关键词: 光纤布拉格光栅 非耐酸芯棒 脆断 在线监测 应力腐蚀试验
• 年，卷（期）: 2021,（6）
• 所属期刊栏目: 智能传感关键技术及其应用专题|Special Issue on Intelligent Sensors:Key Technologies and Their Applications
• 页码范围: 1998-2006
• 页数: 9页
• 语种: 中文
• DOI: 10.13336/j.1003-6520.hve.20201441

摘要

复合绝缘子脆断是恶性事故,为此研究复合绝缘子脆断监测技术,在10 kV复合绝缘子非耐酸芯棒表面粘贴4根光纤,其中1根级联2个温度光栅,另外3根各级联5个应力光栅,进行温度标定试验、拉力标定试验和应力腐蚀试验.结果表明,非耐酸芯棒应力腐蚀试验中出现了 3个裂纹,其中1个裂纹为脆断断口,其余2个裂纹未脆断.表面多个光栅实现了非耐酸芯棒完整脆断过程的温度与应力监测,发现芯棒应力腐蚀分为4个阶段,阶段1初期无变化,阶段2腐蚀放热,阶段3裂纹起裂,阶段4裂纹快速发展至断裂.从阶段2开始腐蚀区放热,最高高于环境温度2.46℃,温差1℃可以作为复合绝缘子脆断过程中腐蚀放热阶段的早期预警阈值.应力光栅对裂纹的轴向检测距离约20 mm,其波长偏移量1.1λwmax和0.9λwmin(λwmax、λwmin分别为稳定范围的最大值和最小值)可以分别作为裂纹起裂阶段、裂纹严重阶段的早期预警阈值来监测复合绝缘子脆断.该光纤光栅技术为芯棒脆断/朽断机理、防脆断/朽断芯棒材料和复合绝缘子脆断监测提供了技术研究手段.