10 kV绝缘横担的轻量化设计及应用研究

为充分发挥绝缘横担轻质高强的特点,提高绝缘横担的使用寿命,满足腐蚀严重区域的使用需求,引进高强铝合金材料对10 kV绝缘横担进行轻量化设计及应用研究.从横担芯体、中间固定金具及配套附件三个方面对绝缘横担进行了轻量化的结构设计,采用有限元软件进行了详细的计算分析,为试制提供技术支撑.采用高强铝合金材料对方棒和T形绝缘横担的中间固定金具和配套抱箍进行了试制,并进行了抗弯、抗拉和抗扭测试,结果均满足要求.为了验证铝合金材料金具在绝缘横担中使用的稳定性,对方棒绝缘横担进行了热机循环试验,然后对两端金具进行抗拉试验,结果表现良好.经统计,高强铝合金材料在10 kV绝缘横担中的应用,大幅降低了整体质量(减轻近40％),可大大减少安装运输成本.     

不同结构型式的配网复合绝缘横担电气性能研究

为了更好指导复合绝缘横担的应用,通过试验对比研究了方管复合绝缘横担及方棒复合绝缘横担的雷电冲击电压、湿工频闪络电压、污秽闪络电压及污秽覆雪闪络电压的变化情况.结果表明:10 kV方管复合绝缘横担的50％干雷电闪络电压为388.3 kV,高于方棒复合绝缘横担的370.0 kV,但方管复合绝缘横担的湿工频耐受电压、污秽工频耐受电压及污秽覆雪闪络电压均低于方棒复合绝缘横担,最后提出了不同运行环境下复合绝缘横担差异化的应用方案.     

高温水环境对复合材料绝缘横担性能的影响研究

为更好地指导配网用复合材料绝缘横担应用,依据GB/T 20142—2006要求对密封处理及未密封处理的两类复合材料绝缘横担进行了42 h水煮(0.1％NaCl)试验,研究高温水环境对两种处理方式绝缘横担性能的影响.对水煮前后吸水率、额定弯曲负荷、拉伸强度、弯曲强度、干工频电压、干雷电冲击电压及电气强度等性能进行对比测试,同时采用SEM进行断口微观形貌分析.结果表明:在高温水环境下,密封处理绝缘横担性能优于未密封处理绝缘横担,但两种处理方式的绝缘横担额定弯曲负荷均大于6.5 kN,雷电冲击耐受电压均大于350 kV,拉伸强度和弯曲强度分别大于680 MPa和1000 MPa,表现出良好的力学及电气性能.     

温度对铜表面喷涂层冷热疲劳性的影响及失效机理

文中用等离子喷涂在CuCo2Be表面制备了Cr3C2-NiCr涂层,并分别在500,550,600,650℃进行热震试验,研究温度对其疲劳寿命的影响;选用XRD,SEM,EDS等研究了涂层及化合物相的形成、不同温度热震后涂层内、外表面的微观形貌、氧化产物等.结果表明,涂层呈现层状,化合物为角状Cr3C2-NiCr,涂层与界面的结合以机械结合为主;XRD分析发现涂层中形成了一定非晶相,热震后涂层中存在铜、镍氧化物.分析其热震失效机制为:500℃时主要是热膨胀系数突变引起的应力与氧化共同作用;随热震温度升高,涂层与基体结合处应力增大,涂层失效机制逐步转变为应力主导失效.     

添加1％Mo提高针阀体用钢18Cr2Ni2的强韧性

新一代柴油发动机对针阀体钢的强韧性提出了更高的要求.基于典型的针阀体用钢18Cr2Ni2,添加1％(质量分数,下同)Mo元素制备了18Cr2Ni2Mo钢,并对比了两种钢淬回火后的力学性能.采用OP、FESEM、TEM、XRD等方法分析了两种钢的显微组织,利用APT原子探针层析技术研究了钢中元素的空间分布.结果表明,Mo的添加增强了固溶强化、细晶强化及位错强化的效果;此外,有迹象显示Mo抑制了淬火过程中微孪晶马氏体的生成,改善了钢的韧性.因此,新型针阀体钢18Cr2Ni2Mo的性能显著提高,强塑积从11.73 GPa％提升至18.18 GPa％,冲击吸收功从46.3 J提高到71.0 J.     

环氧硬质复合绝缘子的应用研究

针对目前架空输电线路硅橡胶复合绝缘子存在被鸟啄伤、强风损伤的问题,通过对原材料的选取、成型工艺的控制、结构设计的优化,研制出了一种环氧硬质复合绝缘子。经测试,该产品表现出了优异的电气性能和机械性能,从根本上解决了复合绝缘子被鸟类啄伤的问题,提高了输电线路运行的可靠性。     

110 kV复合绝缘横担结构设计及工程应用研究*

为在输电线路中推广复合绝缘横担,以110 kV输电线路改造工程为背景,提出了一种线路用复合绝缘横担设计方法。从复合绝缘横担的大风、覆冰、安装及断线四种工况荷载计算着手,对复合绝缘横担开展结构设计。采用有限元软件建立两拉 两压结构形式的力学分析模型,在四种工况下对横担进行力学计算,通过力学真型实验验证了复合绝缘横担结构的稳定性和安全性。该方法设计的复合绝缘横担满足该线路安全运行要求,并成功挂网多条110 kV输电线路;针对不同线路塔型设计工作量大、生产周期长的问题,开展典型化设计工作是未来发展的趋势。     

10kV复合材料电杆在大风作用下的安全可靠性研究

针对10 k V复合材料电杆在沿海防风加固工程中的应用,计算分析了10 k V复合材料电杆抗风能力,结果表明10k V复合材料电杆能够抵抗至少17级的台风。利用随机理论模拟动态风速,通过有限元软件ANSYS计算分析了10 k V复合材料电杆配电线路在平均风和脉动风共同作用下的动态响应。结果表明:电杆底部弯矩变化范围较大,最大值甚至达到标准弯矩的4倍;同时,电杆顶部位移比较大,但是导线间距仍在安全范围内。通过比较可以看出,无论是承载能力还是动力学特性,复合材料电杆相比水泥杆更具有优势。     

插接式复合材料单杆塔有限元分析

以某法兰式复合材料单杆塔工程为背景,在相同设计条件下设计了插接式复合材料单杆塔,并利用有限元软件ANSYS对其在三个典型工况下的应力、挠度和结构稳定性进行了计算分析。结果显示插接部位环向应力过大,且为结构的薄弱位置。对插接部位提出的两种补强方案进行了计算分析,结果表明对内插管采用钢内衬补强的效果比较明显。文章最后对插接式单杆塔进行了抗扭设计,提出了胶接和螺栓配合的方式防止扭转。     

配网用复合材料绝缘横担老化特性研究

采用人工加速老化试验方法对配网用复合材料绝缘横担的老化特性进行研究,开展了5 000 h紫外老化、1 000 h湿热老化、1 000 h氙灯老化、90 d酸碱(5%HCl、10%NaOH)老化等试验,研究不同老化条件对配网用复合材料绝缘横担力学性能和电气性能的影响。同时,对在自然暴露条件下的某试点线路挂网运行4年多(超过35 000 h)的复合材料绝缘横担进行了取样研究。结果表明:在加速老化条件及自然暴露老化条件下,复合材料横担的弯曲模量保留率均在90%以上,雷电冲击耐受电压仍可达350 kV以上,表面电阻率可达1015Ω以上,复合材料绝缘横担表现出良好的耐老化性能。