大直径复合绝缘子法兰胶装节点损伤及结构参数影响研究

为研究大直径复合绝缘子承载力特性及法兰胶装节点破坏过程,建立基于内聚力材料模型(CZM)的复合支柱绝缘子法兰胶装节点精细化有限元模型,模拟法兰节点区域在弯矩荷载作用下的破坏,并分析结构参数对大直径复合绝缘子承载能力的影响.分析结果表明,大直径复合绝缘子承载过程分为套管线性承载阶段和法兰节点非线性承载阶段,胶装节点脱粘破...     

棒形悬式复合绝缘子压接结构耐温特性研究

复合绝缘子端部金具和芯棒装配的压接式工艺是靠金具和芯棒间的形变应力产生的静摩擦力承担机械强度。金具和芯棒二者之间的材质不同,热膨胀系数也不同,当受热后金具和芯棒的形变也随之改变,因此,理论上说受热对压接强度有一定的影响。笔者通过对比试验得出:一定范围内的温度变化对压接式复合绝缘子的性能没有影响。     

复合绝缘子压接技术及影响因素

阐述复合绝缘子压接的工艺过程:当金具和芯棒之间静摩擦力达到1.5~1.6倍的绝缘子MSL机械拉脱负荷时,这种压接连接认为是可靠的。指出压接关键技术要点:金具与芯棒接触表面处理;绝缘子强度等级和压接力大小的确定。分析了影响压接质量可靠性的因素:金具材质硬度、芯棒弹性模量。为提高复合绝缘子压接组件性能一致性和产品稳定性,应注重金具压接区布置,确定压接段数,选择合适的压接机。     

基于RBF神经网络和有限元技术的高压支柱绝缘子 机电模拟及均压结构优化研究

高压支柱绝缘子在电力系统中应用广泛,支柱绝缘子电气、机械性能与电力系统运行稳定性关系密切,本文基于有限元技术对高压支柱绝缘子机电性能进行精细化建模分析。计算结果表明:支柱绝缘子电气方面最大电场强度位于高压侧均压环表面,且机械方面第一主应力最大值150MPa主要集中在法兰支撑片位置。进一步提出PSO-RBF混合算法对支柱绝缘子均压结构参数进行优化设计,运行结果表明:PSO-RBF神经网络对原始有限元计算数据点非线性拟合映射效果良好,在原本数据点基础上进行了高精度延拓,且算法具有较好收敛性。非线性反演优化计算得到均压环结构参数输出向量为[D=1420,d=145,H=255]mm,大均压环、小均压环、法兰结构和瓷护套表面最大电场强度目标向量为[920,700,550,440]V/mm,满足设定控制参数要求。本文对特高压电压等级支柱绝缘子进行大场域、多介质的建模仿真计算,得到支柱绝缘子机械、电气性能以及支柱绝缘子相关均压环、屏蔽环配置参数,可为特高压及以下电压等级支柱绝缘子的绝缘结构设计与金具配置提供理论依据。     

基于匹配追踪的L模态超声导波检测复合 绝缘子芯棒缺陷研究

传统的复合绝缘子缺陷检测方法主要集中在芯棒外部结构的缺陷上,并不能有效发现芯棒本身中的缺陷,为此提出了一种针对芯棒本身缺陷且能定量估计缺陷大小的检测方法:基于匹配追踪的L模态超声导波检测。通过建立芯棒模型分析了L模态超声导波在芯棒中的传播特性,确定了导波检测的频率范围。基于理论分析,以10周期40 k Hz的导波为激励信号,选取芯棒缺陷轴向长度为8 mm和2 mm,进行了有限元仿真和实验。仿真和实验结果表明:L模态超声导波能准确地检测出复合绝缘子芯棒中的缺陷,且通过Gabor原子构建波形字典,运用匹配追踪算法估计出芯棒缺陷轴向长度的相对误差分别为5. 4%和16. 35%。理论分析、有限元仿真和实验一起验证了该方法的可行性、有效性,为复合绝缘子芯棒缺陷的检测和定量分析提供了一种新的思路。     

UC控制棒形悬式复合绝缘子端部压接可靠性的研究

棒形悬式复合绝缘子机械可靠性是产品最关键的性能之一,根据采用界面压接金具和芯棒互相作用的机理和特点,使用同时控制压接力和压接尺寸的UC控制压接机,在选择合适的压接模具和操作模式连接下,达到优异的机械性能。声发射技术是监测复合绝缘子压接界面结构组装性能的有效手段,能即时反馈复合绝缘子端部压接界面状态。利用压接曲线的分析应用和声发射波形的监测,来确定复合绝缘子的压接参数和监测产品界面压接的质量,极大的提高了压接界面可靠性,保证了特高压复合绝缘子产品稳定的机械性能。     

±800 kV直流系统用棒形支柱瓷芯复合绝缘子电场分布计算及均压环配置优化

介绍了±800 kV直流系统用棒形支柱瓷芯复合绝缘子电场分布计算及均压特性研究的情况。采用有限元、边界元数值计算方法,对±800 kV直流系统用棒形支柱瓷芯复合绝缘子进行电压分布和电场分布三维有限元计算,分析了均压环的结构型式、环径、管径及安装位置对电场分布的影响,得出±800 kV直流系统用棒形支柱瓷芯复合绝缘子的均压环优化设计方案:母线侧,大均压环环径为1200～1500mm、截面直径为150～180mm、低于母线侧法兰下端面200mm,小均压环环径为600～650 mm、截面直径为60 mm、低于母线侧法兰下端面100 mm;支架侧均压环环径为1 000～1 200 mm、截面直径为120 mm、高于支架侧法兰上端面200 mm。     

复合绝缘子机械性能综述

根据有机复合绝缘子芯棒的材质结构特点和芯棒与金具连接部位力的传递原理，分析了芯棒与金具采用压接、外楔和内楔等各种连接方式对绝缘子整体机械性能的影响，指出内楔连接界面结构不但拉伸玻坏强度高，而且其机械性能长期稳定性好。     

大芯体压接式支柱复合绝缘子的研制

大芯体压接式支柱复合绝缘子从结构设计、芯体尺寸、材料选用、成型工艺、压接装配等方面进行了研究,满足即使在恶劣环境中的使用要求。端部法兰金具与大直径芯体采用压接工艺装配连接,解决了现有胶装式支柱复合绝缘子在弯曲负荷下的偏移值过大的问题,刚性明显得到提高。外绝缘选用LSR高温硫化液态硅橡胶材料,注射生产效率提高,性能更稳定。在交流550 kV、363 kV、252 kV、126 kV,直流±500 kV、±400 kV电压电站系统中,压接式支柱复合绝缘子的性能优点表现得尤为突出,芯体直径选用Φ130～Φ220 mm,提高了产品抗弯、抗扭负荷的安全裕度,显著提升系统运行的可靠性,是胶装式复合支柱的替代选择。     

±800kV直流系统用棒形支柱瓷芯复合绝缘子电场分布计算及均压环配置优化

介绍了±800kv直流系统用棒形支柱瓷芯复合绝缘子电场分布计算及均压特性研究的情况。采用有限元、边界元数值计算方法。对±800kv直流系统用棒形支柱瓷芯复合绝缘予进行电压分布和电场分布三维有限元计算。分析了均压环的结构型式、环径、管径及安装位置对电场分布的影响．得出±800kv直流系统用棒形支柱瓷芯复合绝缘子的均压环优化设计方案：母线侧．大均压环环径为1200-1500mm、截面直径为150-180mm、低于母线侧法兰下端面200mm,小均压环环径为600～650mm、截面直径为60mm、低于母线侧法兰下端面100mm;支架侧均压环环径为1000-1200mm、截面直径为120mm、高于支架侧法兰上端面200mm。     

复合绝缘子芯棒材质构成对压接连接界面结构组装参数的影响

复合绝缘子所采用的纤维浸渍树脂拉挤成型芯棒 ,其材质构成的波动 ,将较大地影响产品压接连接界面结构组装时芯棒弹性变形的性能参数 ,应适当调整修正 ,保证产品界面连接的稳定性     

±1100kV特高压直流换流阀地震响应分析

位于地震高烈度区的换流站中,换流阀塔的抗震性能对换流站的安全运行有很大影响。以±1100kV特高压直流换流站内的高端换流阀厅及换流阀塔为原型,建立其有限元模型并进行时程响应的分析计算。结果表明:在加速度峰值为0. 2g的地震作用下阀塔底部水平位移响应可超过0. 7m,且拉杆绝缘子最大应力为290MPa。建议改进换流阀塔悬挂结构的构造措施,以防止悬挂绝缘子屈曲,并降低阀塔底部的水平位移响应。     

±800kV直流系统用棒形支柱瓷芯复合绝缘子研究

介绍了机械固定用±800kV棒形支柱瓷芯复合绝缘子的设计、计算、制造、试验等试制情况。根据产品的使用特点,对高温硫化硅橡胶伞套材料配方进行了改进与完善;采用"ANSYS"三维有限元对金属附件进行了分析论证;对水泥胶合剂和硅橡胶与瓷芯棒用粘接剂进行了一系列的摸索研究;通过对绝缘子的电场分布计算,优化了绝缘子的整体结构设计和均压环配置;同时,进行了特高压输电系统用支柱绝缘子的结构抗震稳定性计算。试验结果表明,产品通过了所要求的23项定型试验。     

基于光传感复合绝缘子智能监测技术探讨

探讨了一种基于光传感复合绝缘子智能监测技术,该技术在复合绝缘子的芯棒基体内植入布拉格光栅构成智能芯棒结构,这种结构能在线检测复合绝缘子内部温度与应力的变化,从而可以实时监测复合绝缘子的运行状态,并判断出复合绝缘子内部缺陷,实现对在线运行复合绝缘子的状态评估及寿命预测。     

复合绝缘子芯棒发热的热传导特性研究

近年来我国复合绝缘子由于芯棒发热导致异常温升的故障时有发生,给电网安全运行带来隐患.为了研究芯棒发热的热传导特性,以及复合绝缘子内外温度的关系,笔者通过理论推导,建立了芯棒发热的热传导模型,并开展仿真与实验研究.结果 表明,当复合绝缘子芯棒发热时,硅橡胶护套中径向温度成对数分布,芯棒表面温度与护套表面温度为一次函数关系...     

一种10kV线路用内置压敏电阻柱式复合绝缘子研制

传统线路避雷器与线路绝缘子彼此独立设计与生产,现场组装时存在安装复杂、综合成本高、故障风险点多等应用不足,将避雷器与绝缘子集成一体化设计是一种解决方案.针对已有10 kV架空线路用内置压敏电阻柱式绝缘子研究的不足,提出并研制了一种新型结构的内置金属氧化物压敏电阻的柱式复合绝缘子,研究确定了技术参数,设计定型结构形式为压敏电阻单元和绝缘支柱串联组合并且共用一根绝缘芯棒,并将压敏电阻单元置于绝缘支柱的高压侧,绝缘支柱及其端部设置的放电电极和安装法兰共同构成压敏电阻单元的外串联间隙,并针对组合体压敏电阻单元和绝缘支柱间相互依存和干扰的特点,提出了电压分布、短路、组合干扰试验项目和方法,联合各自的常规试验项目,全面试验验证了装置功能有效、性能稳定、运行安全.研制的装置已工程应用一万只以上,运行状态和防雷效果良好.     

进口500kV复合绝缘子断裂原因分析与研究

对X.M公司、M.K公司和D.H公司产500 kV复合绝缘子的断裂原因分析、试验、研究、论证和模拟仿真电场分布理论计算,结果表明:X.M公司的复合绝缘子存在严重的质量问题;M.K公司的复合绝缘子在采取措施后可以继续使用;D.H公司非标加工的500kV/300kN级复合绝缘子,其芯棒密实性、渗透性能不符合标准要求;建议500 kV复合绝缘子应选用耐酸芯棒,优质、合理的硅橡胶配比胶料,经高温硫化的伞套材料;采用迷宫形端部金具密封结构及高温硫化硅橡胶模压密封,且护套整体厚度至少≥5 mm;对500 kV复合绝缘子下端部50 cm区域内适当增加护套厚度;对均压环的环径和管径大小最佳尺寸以及安装位置,还需试验验证,以优化合理配置均压环,确保有效提高复合绝缘子的使用寿命,确保500 kV线路电网的安全运行。     

光传感器在复合绝缘子芯棒应力测量的应用研究

介绍了在芯棒中植入光纤光栅的复合绝缘子,并通过光纤光栅来在线监测复合绝缘子芯棒应力的变化,从而用于实时监测复合绝缘子的运行状态。先后对光纤光栅复合绝缘子进行了实验室应力测量试验和110 kV输电线路挂网试验,试验结果表明:光传感器能用于复合绝缘子芯棒应力的测量,可实时监测复合绝缘子的运行状态。     

特高压空心复合绝缘子机械强度有限元计算分析

以荆门特高压变电站使用的1 000 kV空心复合绝缘子为计算模型,采用有限元计算方法,从法兰壁厚和加强筋分布形式、胶装比对机械强度的影响、密封结构的长期稳定性等3个方面开展了仿真计算,并对绝缘子的机械强度裕度进行计算分析。结果表明,现有特高压空心复合绝缘子的弯曲强度裕度较高,整体安全系数为3.35。但密封结构处胶粘剂与法兰粘接面安全系数最小,在极端异常条件下,可能引发产品密封结构破坏。设计时应重点考虑密封结构的稳定性,并安装SF6密度监测仪器。     

棒形悬式复合绝缘子伞裙和护套间界面粘接性能研究

主要研究为采用端部压接式、芯棒挤包护套伞裙套装工艺生产的棒形悬式复合绝缘子。为了确保棒形悬式复合绝缘子伞裙和护套间界面粘接性能,保证线路运行安全性,分别对样品进行耐盐水性能、耐低温性能、水扩散试验、X射线及陡波冲击耐受电压试验等方法对伞套界面强度进行研究。研究表明:通过上述试验棒形悬式复合绝缘子伞裙和护套间界面粘接性能良好,满足输电线路运行要求。