断路器绝缘拉杆的动态应力计算

一、概述 绝缘拉杆是断路器传递能量和动力及绝缘的元件,是联系断路器本体部分和机构部分的纽带.一般情况下,绝缘拉杆材料采用环氧树脂.在高压断路器中,绝缘拉杆在工作时受力为瞬时突加载荷,运动过程中反力为变载荷,由于种种因素,绝缘拉杆还受到一定的扭曲应力.由于绝缘拉杆为变截面,存在应力集中的情况;在动态运动中,拉杆上各点位移、受力、应力等参数都是时间的函数,随时间的变化而变化.而在产品设计中仅仅注意了静态时绝缘拉杆的受力情况,没有对绝缘拉杆进行动态模拟计算.由于多凭经验,在设计上存在一定的盲目性和不确定性,结果将导致以下结果:     

特高压GIS断路器用管型绝缘拉杆动态受力真型试验与材料压缩特性分析

作为特高压GIS断路器中连接触头与操作机构的关键部件,绝缘拉杆在操作过程中需要承受外载荷作用。为掌握绝缘拉杆动态受力特性、材料力学性能,文中通过在特高压GIS断路器中布置力传感器测得其主绝缘拉杆操作过程中动态受力情况,根据测试结果进行了拉杆材料管型试样的压缩试验,并利用仿真分析了不同长径比拉杆的压缩屈曲特性。试验结果表明,操作过程中主绝缘拉杆受交变冲击载荷作用,操作机构对绝缘拉杆所施加压力峰值与拉力峰值相差不大,且二者均达到110 k N以上,绝缘拉杆材料的压缩特性应得到关注。压缩试验结果表明长度和内、外径将会直接影响管型绝缘拉杆材料压缩性能,大长径比绝缘拉杆更容易在压缩载荷下出现塑性变形和屈曲失稳现象,所能承受的最大压缩载荷更小。基于材料压缩试验,文中通过仿真计算建立了管型绝缘拉杆临界屈曲载荷与长度之间的近似关系式,并提出通过管型试样压缩试验得到原尺寸拉杆临界屈曲载荷的方法。文中研究成果可为特高压GIS绝缘拉杆材料试验、设计制造提供参考。     

断路器绝缘拉杆的可靠性验证

断路器在频繁操作的情况下,其绝缘拉杆有可能因为疲劳破坏而发生断裂。为了确保断路器在整个寿命期内绝缘拉杆不会因为疲劳而断裂或将其控制在某一范围内,可以在断路器绝缘拉杆设计完成后,通过测定绝缘拉杆的运行载荷,然后进行疲劳试验得到绝缘拉杆在预期寿命时的受力状况,最后再对试验数据进行统计分析,以得到绝缘拉杆在寿命期内的可靠度系数,并确认其是否满足设计要求,如果必要,也可以根据试验中的薄弱点进行针对性改良。     

LW6-220型断路器绝缘拉杆脱落故障分析

研究LW6-220型断路器绝缘拉杆脱落原因,提出具体的预防措施(绝缘拉杆松动的直接检查方法和绝缘拉杆松动的试验检查方法),为该型设备能够继续良好的运行提供了强有力技术支持。通过对已经故障的断路器进行理论分析和数据研究,对比还未故障LW6-220型断路器进行分析。得出LW6-220型断路器绝缘拉杆脱落是由材料、工艺、结构以及使用时间引起,介绍了直接检查和试验两种检查方法。LW6-220型断路器由于自身缺陷原因在达到使用年限后会陆续出现绝缘拉杆脱落现象。     

断路器绝缘拉杆的动力学仿真分析与试验研究

笔者以252 kV断路器配弹簧操动机构样机作为研究对象,运用MSC.ADAMS软件对虚拟样机进行动力学的仿真分析,计算出绝缘拉杆在断路器分、合闸过程中的最大动态受力,验证绝缘拉杆的设计,为绝缘拉杆的优化提供依据,并利用应变仪数据采集系统进行试验研究,验证了模拟仿真分析的可行性,为进一步的分析计算打下了良好的基础。     

断路器绝缘拉杆动态性能模拟试验

绝缘拉杆是断路器的主要传动机构,除要求有很强的电气性能外,还应具有良好的机械特性.探究绝缘拉杆操作时的动态特性及响应,对绝缘拉杆材料性能控制、技术规范制定具有重要意义.该文采用断路器模拟机首次对绝缘拉杆进行分、合闸冲击疲劳试验,获得分、合闸冲击下绝缘拉杆的应变分布、响应及操作次数对其的影响规律.结果表明,操作过程中拉杆存在受力不均的现象,操作过程中的冲击响应频率主要分布在0～600Hz之间,应变最大值分布在拉杆触头侧与金属件粘接的位置处;随着操作次数的增加,频率响应的第一特征峰基本保持不变,而高频分量下降.研究结果可为绝缘拉杆材料性能试验方法、要求与规范制定提供参考和依据.     

疲劳破坏在开关柜中的影响

分析了疲劳破坏的产生和断路器绝缘拉杆发生断裂的原因，计算了绝缘拉杆的受力情况及加工要求，提出了提高构件疲劳极限的方法。     

首批国产750 kV断路器绝缘拉杆故障分析

介绍了我国首批国产750 kV断路器在现场发生的2起典型绝缘拉杆故障,对故障原因进行了分析,确定由于拉杆绝缘部分不同材料层间粘接工艺控制问题,造成内部电弧放电击穿,导致拉杆绝缘破坏。针对以上情况提出了改进工艺和增加对绝缘拉杆的局部放电和机械性能试验等措施。     

断路器绝缘拉杆缺陷的超声检测方法研究

绝缘拉杆是GIS断路器内完成电气通断操作的关键结构部件，在高电场、强机械应力等耦合作用下绝缘拉杆缺陷极易引发沿面闪络或击穿故障，直接关系到开关设备乃至电力系统的安全稳定运行。文中利用超声波反射法对超特高压GIS断路器管式绝缘拉杆进行缺陷检测，首先设计了与绝缘拉杆形状相匹配的双晶探头以提高检测精度，对不同直径、不同深度人工气隙缺陷，不同深度的人工压痕缺陷和未投运的同型号绝缘拉杆进行了超声检测试验研究，提出了绝缘拉杆内部气隙、表面损伤以及管壁厚度不均缺陷的检测评估方法。结果表明，该方法能够准确检测出纤维浸渍不充分产生的内部气隙缺陷，生产、运输或者安装过程中绝缘拉杆碰撞导致的表面损伤缺陷和生产过程中模具偏心导致的绝缘拉杆管壁厚度不均缺陷，验证了超声波法对绝缘拉杆缺陷检测的有效性。     

水分含量影响玻璃纤维增强环氧树脂电树枝生长特性研究

绝缘拉杆是气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）断路器和隔离开关的关键部件，用于将运动从接地部分传送到高电位部分，以实现电气连接的通断。但在出厂试验、运输和安装过程中，绝缘拉杆容易吸收空气中的水分，造成局部受潮，影响其绝缘可靠性。该文以GIS绝缘拉杆用玻璃纤维增强环氧树脂（GFRP）为对象，研究了水分含量对GFRP电树枝生长特性的作用规律。结果表明，GFRP受潮后，电树枝通道数量增多，生长速度先减小后增大，电树枝会沿着垂直电场方向的界面发展。分析认为GFRP中水分侵入会导致界面处产生离子交换，破坏界面化学键，加之界面处存在较大的湿失配应力，造成界面脱粘、开裂等现象，降低界面的击穿场强；同时水分会提高界面处相对介电常数，在工频电压下造成局部电场畸变，使电树枝劣化加剧。     

高压柱式断路器绝缘拉杆连接方式试验研究

绝缘拉杆是高压柱式断路器的关键部件之一。介绍了常见的高压柱式断路器绝缘拉杆连接方式,基于六种连接方式进行拉伸试验,得到绝缘拉杆拉力值,确认采用绝缘管内螺纹+绝缘拉杆接头+专用黏接剂的连接方式,高压柱式断路器绝缘拉杆力学拉伸性能较好。     

高压少油断路器绝缘拉杆的带电检测

在高压少油断路器绝缘拉杆靠近地电位端加装带电测量装置,可在设备运行中随时检测绝缘拉杆泄漏电流的变化,从而及时发现少油断路器因进水受潮引起的绝缘下降,预防绝缘事故的发生。     

LW55-800罐式断路器绝缘拉杆的更换

大坝电厂750 kV升压站罐式断路器绝缘拉杆击穿,反映出同一型号断路器拉杆绝缘强度不够,存在安全隐患.为保证750 kV电网安全稳定运行,按照要求对贺兰山750 kV变电站此型号断路器的绝缘拉杆进行了更换,本文重点介绍其更换过程及注意事项.     

一起550kV瓷柱式断路器绝缘拉杆的事故及分析

介绍了一起550 kV瓷柱式断路器绝缘拉杆事故。通过现场一、二次设备的详细检查,故障后试验和返厂试验,以及对该主绝缘事故的缜密分析,发现造成该事故的主要原因为该断路器B相绝缘拉杆存在绝缘缺陷,由此引发局部放电并逐渐造成绝缘劣化,最终导致故障发生。进一步加快推进绝缘拉杆中存在气隙及气隙数量、大小的检测、判断标准的制定和实施十分必要。     

LW_6-220型SF_6断路器常见故障分析

结合辽宁电网LW_6-220型SF_6断路器运行情况,对常见故障进行了分析,指出主要故障原因是由于该型断路器绝缘拉杆松动,导致断路器触头开距缩小、静触指缩短、动触指闭合圆扩张不能和静触指可靠接触、绝缘拉杆在开合过程中因强度不够产生松脱等现象,针对上述问题提出了加装导向装置、取消信号缸的改进措施,改造后运行结果证明该方法可靠。     

六氟化硫断路器绝缘拉杆的研制(摘要)

本文概述了六氟化硫断路器用绝缘拉杆的国内外水平,开发该产品的意义,研制技术路线的确定、六氟化硫断路器用绝缘拉杆的工艺流程及制造工艺。采用挤拉成型、高频加热及真空压力浸渍之工艺方法所制得的大直径、长规格的FA 2—220型和FA 4—550型六氟化硫断路器用绝缘拉杆,其性能测试结果、机械性能和工频耐电压达到进口绝缘拉杆的验收条件,完全符合使用要求。     

官亭变电站800kV GIS断路器绝缘击穿原因分析

官亭变电站800 kV7530 GIS断路器B相在合闸过程中发生跳闸,经过解体检查发现断路器内部绝缘击穿,通过对故障部位的绝缘拉杆、绝缘支撑筒进行外观检查、内检、电场模拟、X光探伤、绝缘试验、质量追查,排除了固体绝缘件本身质量问题,判定导致故障的原因是绝缘拉杆表面55号润滑脂涂抹过多,合闸时发生液化受气流冲到绝缘拉杆沿面,造成绝缘拉杆表面电场畸变,局部电场强度过高导致绝缘击穿。该结论对于今后800 kV甚至1 000 kV的GIS设备运行、制造、安装等方面具有参考意义。     

一起110 k V户外六氟化硫断路器B相拒动故障浅析

110 kV六氟化硫断路器拒动会造成电网事故及人身事故，为避免此类故障的发生，分析一起户外110 kV六氟化硫断路器拒动故障，通过解体检查、试验分析，找到了故障的原因为轴销挡圈损坏脱落，导致灭弧室动侧活塞拉杆和支柱绝缘拉杆轴销处于半脱落状态，在多次分合断路器的过程中，最终轴销脱落，拉杆脱离，提出了优化改进措施，通过加装等电位片，使圆柱销与活塞拉杆、圆柱销与绝缘拉杆接头在孔中可靠接触，有效避免了类似故障的发生，为户外六氟化硫断路器类似故障提供了参考处理措施。     

一起1000 kV GIS断路器操作机构故障分析及改进

针对一起发生在变电站启动调试过程中的1 000 kV GIS断路器主绝缘拉杆断裂的非典型故障,详细说明故障的排查确认过程,并从断路器结构、绝缘拉杆装配情况、绝缘拉杆本身的物理特性与电气特性等方面深入分析故障原因。提出了加强产品工艺管控、统一绝缘拉杆质量检测标准、加装数据传感器等改进措施。     

SF_6高压断路器分合闸绝缘拉杆动态形变的测试分析

介绍了SF6高压断路器分合闸绝缘拉杆动态形变微机测试系统的工作原理与测试方法,给出了某型号高压断路器绝缘拉杆的弯曲变形和杆件拉伸形变量试验数据,并结合测试波形得出了绝缘拉杆变形过程,达到了测量速度快、测试数据直观、精度高、实时性强等效果。