特高压支柱瓷绝缘子弯曲强度可靠性分析

特高压工程在电气、机械和运行可靠性方面对支柱绝缘子提出了更高的技术要求。从统计学角度提出产品强度设计与配合方面的一些新思路,分析了常规设计方法与笔者推荐的设计思路下瓷支柱绝缘子弯曲负荷试验时的损伤概率,提出:提高特高压瓷支柱绝缘子可靠性的关键是降低瓷材料的分散性;元件设计时,若瓷材料由于工艺等原因的限制分散性较大,可通过提高法兰和水泥胶装结构的强度提高元件可靠性;整柱设计时,非等裕度强度配合可以有效提高瓷支柱绝缘子的可靠性。     

提高瓷材料强度利用率的研究

国内生产实践表明,实心棒形支柱绝缘子的弯曲破坏应力平均值一般为瓷材料抗弯强度的30～40％,且强度分散性较大,其标准偏差系数可达25％左右,这是目前我国棒形支柱绝缘子强度性能差的主要问题。本工作对各种胶装结构与强度的关系进行了研究。选用合适的瓷砂和釉及合理的上砂工艺,在工厂生产条件下制备的圆柱形上砂结构的小试样(相当于35kV级),其弯曲破坏应力平均值达到瓷材料试样的70％,产品试样(相当于110kV级)的弯曲破坏应力平均值达瓷材料试样的60％左右,均匀性系数m可达22,大大提高了瓷材料强度的利用率。     

几种电除尘器绝缘子瓷材料在高温下的弯曲强度试验

试验研究了国内4种电除尘器绝缘子的瓷材料从常温至500℃高温的弯曲强度。结果表明,在500℃以下它们的弯曲强度没有明显变化。因而,采用瓷材料的常温强度来设计工作温度500℃以下的绝缘子是可以的,用常温强度试验代替绝缘子高温强度试验也是可行的。     

30吨高强度悬式瓷绝缘子研制报告

本文着重介绍了研究绝缘子瓷头内外锥角与绝缘子强度关系的结果和30吨悬式瓷绝缘子样品研制情况,对水泥胶合剂的性能与瓷质材料和瓷体结构的相互配合对绝缘子强度的影响,以及伞棱结构与电气性能关系的研究结果也作了介绍。     

支柱瓷绝缘子裂纹数值建模及应力强度因子研究

针对瓷绝缘子等复杂几何模型中三维裂纹建模困难的现状,提出了一种新型的三维裂纹实体数值建模法,通过平板半椭圆形表面裂纹应力强度因子的数值解和理论解的对比分析,验证了提出的裂纹实体建模法的有效性。基于有限元理论,建立了支柱瓷绝缘子的数值仿真模型,计算了瓷绝缘子在无缺陷状态下的应力分布情况,应用本文的裂纹建模法建立了瓷绝缘子的表面裂纹,分析了瓷绝缘子表面裂纹应力强度因子随裂纹尺寸以及裂纹所在位置的变化规律,获得了易导致断裂的危险裂纹尺寸和裂纹危险分布区域,为电力系统中瓷绝缘子的运行维护提供理论指导和技术支持。     

铝质中强度瓷配方的试验和XWP－70耐污悬式瓷绝缘子的研制

介绍了引入煅烧铝矾土的中强度瓷配方试验和ＸＷＰ－７０耐污悬式绝缘子的研制情况，认为采用引入２０％煅烧铝矾土的中强度瓷配方制造的７０ｋＮ悬式绝缘子可靠性较高。对影响瓷质强度和产品机电性能（机电破坏负荷）的诸因素进行了探讨。     

棒形悬式瓷绝缘子的研制

从棒形悬式瓷绝缘子的定义、结构、材料、设计、制造、试验和使用情况分析了棒形悬式瓷绝缘子的性能。结果表明,棒形悬式瓷绝缘子重量轻,抗老化性能好,耐污性能较好,拉伸强度高,不可击穿,使用维护简便。最后指出如何进一步提高棒形悬式瓷绝缘子的耐污性能,使其达到或超过目前复合绝缘子的耐污水平是摆在各制造厂家面前的一大课题。     

瓷试样与棒形支柱绝缘子的强度问题

本文根据几种高强度瓷和普通瓷的强度测定结果,利用数理统计方法进行分析,并与国外对比,找出了差距,提出寻求提高棒形支柱绝缘子抗弯强度的途径。     

超、特高压直流棒形支柱瓷绝缘子关键技术研究

直流输电对绝缘子的防污秽性能提出了较高的要求,导致超、特高压直流棒形支柱瓷绝缘子的制造难度加大。根据超、特高压直流输变电系统对棒形支柱瓷绝缘子的技术要求,介绍了在瓷材料配方中引入工业氧化铝和调整K2O、Na2O的配比,开发出满足直流瓷绝缘子的瓷配方;选用高低参差不齐的深棱伞型,以提高防污性能,解决了生产过程中大直径毛坯的压制、成型、装烧等关键工艺问题;选用高强度水泥进行胶装,更好发挥瓷材料的强度;研究了直流瓷绝缘子污秽试验、特殊的电气试验。研究结果表明:国内超、特高压直流棒形支柱瓷绝缘子制造技术处于国际领先水平,基本可以满足超、特高压直流工程的技术要求。     

架空线路用玻璃或瓷绝缘子串元件在绝缘体机械损伤后的残余强度

<正> 引言诸如电弧、故意破坏行为和其它各种原因的这类外部原因,都能够造成运行中的各种类型绝缘子损伤。象盘形悬式绝缘子那样的B型绝缘子(见IEC 出版物383 《额定电压高于1000伏的架空线路用瓷或玻璃绝缘子的试验》第4条)的绝缘体也可由电气击穿而导致损伤。IEC出版物383不包括检验残余机械强度的试验。如果绝缘子不是完全破坏,它的残余机械强度是重要的。本报告仅考虑盘形悬式钢化玻璃和瓷绝缘子以及长棒形瓷绝缘子。     

受压瓷绝缘子的强度与瓷件尺寸的关系

内部受压空心绝缘子的破坏圆周应力可用有限元分析计算.前文已叙述了用破坏应力和不同尺寸绝缘子的受应力体积来计算韦伯尔系数的新方法.发现破坏应力和前文从瓷棒的三点弯曲和绝缘子的悬臂弯曲试验所得到的破坏应力都遵循通用韦伯尔方程式的应力—体积关系.结果表明,韦伯尔系数7.0和单位体积强度12MPa/m~3是实验用上釉硅质瓷的典型值.     

关于棒形支柱瓷绝缘子的冲击机械强度

胶装好的户外棒形支柱瓷绝缘子机械强度的基本指标,是最小抗弯破坏力。这个指标仅仅表明了绝缘子的静态负荷强度,并且是通过静态试验来检验的。但是在绝缘子的工作过程中,不仅要受到静态负荷的作用而且还要受到动态负荷的作用。同时,正如运行经验所表明,高压电器支柱绝缘子的破坏常常发生在这些电器的操作过程中,即     

棒形支柱瓷绝缘子弯曲应力的有限元仿真分析

利用有限元法,结合ANSYS分析软件,对棒形支柱瓷绝缘子的弯曲应力进行了模拟分析,研究了棒形支柱瓷绝缘子承载时的弯曲应力分布。结果表明,计算的强度与实测结果较好地吻合,说明了该方法对绝缘子的优化设计及其机械强度的可靠性分析具有指导作用,可作为棒形支柱瓷绝缘子设计的辅助计算工具。     

瓷绝缘子用水泥胶合剂耐冻融循环性能改进与试验研究

通过引入ADVA152减水剂、DARA-VAIR110引气剂和硅灰对瓷绝缘子用水泥胶合剂配方进行了改进,并制备了改进型水泥胶合剂试样和瓷绝缘子试品,进行了胶合剂试块冻融循环后的抗压强度、抗折强度、体积变化率试验研究,瓷绝缘子试品冻融循环后的残余机电强度试验研究。试验结果表明,改进型水泥胶合剂能够有效提高瓷绝缘子的耐冻融循环能力。     

35kV支柱瓷绝缘子机械性能研究

高压支柱瓷绝缘子是发电厂和变电站常用电气设备之一,其质量直接影响着电网安全运行。支柱瓷绝缘子主要对刀闸支柱和硬管母线起机械支撑和绝缘作用,弯曲破坏负荷和扭转破坏负荷是支柱绝缘子重要的性能指标。以35 k V支柱瓷绝缘子为样品,对绝缘子样品进行弯曲破坏验、扭转破坏试验和冻融循环试验以及瓷柱的微观结构分析。试验结果表明:支柱瓷绝缘子扭转破坏负荷和弯曲破坏负荷试验后,发生断裂的瓷柱断面位置和形状有明显的不同;冻融循环试验后支柱瓷绝缘子的扭转破坏负荷未见明显变化,而弯曲破坏负荷明显降低;通过XRD图谱发现,试品支柱绝缘子的瓷柱材料为硅质瓷; SEM测试结果发现瓷柱中有较多的分布不均的带状气孔,气孔的形状和数量不仅影响绝缘子的机械性能,还与其抗温度变化的性能有一定的相关性。     

铝质瓷高压绝缘子中石英的消失

绝缘子承受多种机械负荷 ,因此提高瓷的机械强度过去和将来都是永恒的研制课题。为了降低石英瓷中结构应力而导致铝质瓷的开发。典型性的缺陷 ,决定着进一步的研制工作。微观结构决定瓷质性能。从石英 /方石英颗粒的微裂纹以及裂纹的扩张 ,导致绝缘子的强度降低并使之老化。在最新的研制工作中 ,用烧结铝钒土引入 Al2 O3将瓷材料中有害的残余石英通过在坯体烧结过程中形成共熔相而几乎完全熔解。     

用于烧制高压瓷绝缘子的窑炉

用于烧制高压瓷绝缘子的窑炉自从６０年代以来，硅质瓷已逐步被铝质瓷代替，因为铝质瓷的强度和寿命更优。生活瓷和高压电瓷一般采用一次烧成，而目前种类繁多的绝缘子采用间歇式窑炉烧成已成一种普遍趋势。这种窑炉由活动窑车、悬挂式窑门组成，它们具有高绝缘低热损的特...     

高强度耐污闪的瓷复合绝缘子

国内某公司研制开发的高压线路复合伞裙耐污盘形悬式瓷绝缘子(简称瓷复合绝缘子) ,成功地解决了诸如界面结合、精密定位等一系列难题。其成果获得国家专利保护(专利号:双层伞0 2 2 70 62 5.9、钟罩伞0 0 2 2 69481 .1 )。该复合绝缘子在超高压线路中的应用,消除了1 1 0 k V～750 k V线路耐张串中对复合绝缘子机械强度的稳定性所存在的疑虑。瓷复合绝缘子具有以下优点:1该绝缘子的端部连接金具(钢脚、铁帽)全部采用盘形悬式瓷绝缘子的结构,因此具有稳定可靠的机械负荷性能;2该绝缘子在瓷盘表面以及相关界面采用特殊工艺严密的包履热硫化一次…     

污秽瓷绝缘子污闪过程及其电弧特性研究

输配电外绝缘污秽闪络仍然是威胁电网安全运行的重要隐患,目前国内外对于污闪机理的研究仍在开展。通过人工污秽试验研究了瓷绝缘子交流闪络特性,根据拍摄到的闪络过程,研究了绝缘子表面电弧发展规律。继而开展了瓷材料平板模型沿面闪络试验,获取了电弧延伸过程,测得了伏安特性并且计算电弧常数。研究结果表明,交流电压下瓷绝缘子表面电弧发展具有随机性,除了明显延伸的局部电弧之外,其表面还有多处火花放电;导电物种类对瓷表面电弧发展过程有影响,氯化钠下污秽瓷表面的局部电弧伏安特性可用U=112.8 I-0.54表示,而硫酸钙下污秽瓷表面为U=163I-0.39;根据临界闪络理论,瓷绝缘子闪络的污秽影响特征指数与沿面电弧常数之间存在数学关系,且该关系与所得的试验结果基本一致。     

长棒形悬式瓷绝缘子结构性能及发展趋势

介绍了长棒形悬式瓷绝缘子主要机电性能、技术参数和结构造型等方面的特点,对国内外产品技术标准、结构造型发展变化和使用情况进行了分析。结合我国近年来该产品推广使用情况,分析了今后长棒形悬式瓷绝缘子的发展趋势,指出随着我国超高压输电线路可靠性指标对绝缘子提出更高的技术要求。建议:采用氧化铝配方,进一步增强瓷质机械强度和增加设计裕度;采用半导体釉技术是长棒形瓷绝缘子提高耐污性能、防电晕性能有效的措施;长棒形瓷绝缘子使用均压环和招弧角,有效放电间隙变小,可考虑增加200～400 mm有效的绝缘体长度,同时保证产品互换性;长棒形瓷绝缘子在耐张串使用是按等效爬电比距来确定的,在悬垂串上使用还应根据长串耐雷电冲击特性、耐污秽特性来考虑配备,应不断积累相关试验数据。