高压支柱瓷绝缘子异常发热原因分析及预防措施

针对某变电站35 kV主变闸刀支柱瓷绝缘子异常发热问题,通过分析加压模拟测温、直流泄漏电流检测、绝缘电阻测试和超声波检测试验的结果,初步认为支柱瓷绝缘子异常发热的原因是瓷绝缘子内部存在疏松或裂纹等结构缺陷。为此,对该瓷绝缘子进行了解剖检查和空隙性吸红试验,结果表明瓷绝缘子内部确实存在疏松(黄芯)、裂纹缺陷。最后,对该瓷绝缘子异常发热问题,提出了一系列预防措施以供借鉴和参考。     

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。     

超声法在支柱瓷绝缘子探伤中的应用

支柱瓷绝缘子存在的缺陷严重威胁电网的安全运行。介绍了采用超声法对支柱绝缘子进行探伤的基本原理,探伤方法主要有纵波斜角超声波检测和爬波超声波检测两种,纵波斜角超声波检测速度较慢,但可检测瓷件的中心部位;爬波超声波检测速度较快,探测表面下1～15mm的裂纹非常敏感。列举了采用爬波方法在现场检测的实例,建议:在停电时间允许的情况下,应结合爬波和纵波两种方法对支柱绝缘子内部的缺陷进行全面检测。检测时,根据瓷瓶的大小,选择合适尺寸的探头。同时还应根据被检瓷件的材料(高强瓷或普通瓷),选择同类别的试块和探头。     

低温环境下支柱瓷绝缘子力学特性分析及临界裂纹尺寸研究

高压支柱瓷绝缘子的断裂会对电力系统的安全稳定运行带来严重威胁,而支柱瓷绝缘子的断裂事故在冬季低温环境中尤为多见。为分析低温环境下支柱瓷绝缘子的力学特性,建立了支柱瓷绝缘子的热-结构耦合有限元模型及胶装区域孔隙结冰膨胀的数值计算模型,计算分析了不同环境温度下、不同位置和不同程度结冰膨胀时的应力分布规律及相应的最小临界裂纹尺寸变化规律,研究表明:环境温度的降低、膨胀程度的增大可导致支柱瓷绝缘子所受的最大拉应力随之增大,最小临界裂纹尺寸则相应地逐渐减小。本文研究成果可为支柱瓷绝缘子在低温环境下的运行维护及健康状况评估提供理论参考和技术支持。     

±800kV支柱瓷芯复合绝缘子与瓷绝缘子 仿真计算比较研究

采用有限元计算方法,分别对瓷芯复合支柱绝缘子和瓷支柱绝缘子在静力及地震动作用下进行计算,对比分析了两种绝缘子在静力及地震谱作用下的位移和应力。在相同外载作用下,±800 kV瓷芯复合支柱绝缘子和瓷支柱绝缘子的最大位移基本一致,瓷芯复合支柱绝缘子应力均匀变化,而瓷支柱绝缘子应力变化较大,瓷根部位置以及伞裙根部的应力值均大于70 MPa。     

瓷绝缘子临界裂纹尺寸的新型数值计算方法研究

针对电力系统中瓷绝缘子等复杂几何构件临界裂纹尺寸计算困难的问题,提出了一种基于断裂力学和有限元相关理论的临界裂纹尺寸新型数值计算方法,通过含圆孔平板临界裂纹尺寸解析解与数值解的对比分析,对本文提出的临界裂纹尺寸计算方法的有效性进行了验证。建立支柱瓷绝缘子的有限元模型,应用本文的临界裂纹尺寸数值计算方法分析了不同位置和不同长深比下的临界裂纹尺寸大小及其变化规律,获得了支柱瓷绝缘子的最小临界裂纹尺寸及其分布位置,为电力行业中瓷绝缘子的故障诊断及维护提供有效的技术指导。     

±800kV特高压直流支柱瓷绝缘子的研制及应用

根据±800kV特高压直流输电工程中支持平波电抗器用支柱瓷绝缘子机械、电气、耐地震等性能的要求,较详细地介绍了±800kV直流系统中平波电抗器用支柱瓷绝缘子的产品设计、试制及试验等研制情况,支柱瓷绝缘子的污秽外绝缘设计,瓷外表面PRTV涂层的特点、优点,耐地震计算分析和性能评价。试验结果表明,所研制绝缘子的机械、电气等...     

机械振动疲劳条件下装配缺陷盘形悬式瓷绝缘子串元件劣化试验研究

采用自制试验装置,对无装配缺陷的和铁帽、钢脚歪斜、偏心的盘形悬式瓷绝缘子串元件进行振动疲劳试验,以评价装配缺陷对瓷绝缘子劣化及服役可靠性的影响.结果表明,经过振动疲劳试验后,无装配缺陷的瓷绝缘子基本无结构损伤,绝缘电阻>200 GΩ;相反,振动疲劳在存在装配缺陷瓷绝缘子内外水泥胶装层中诱发微裂纹以及胶装层与瓷件界面脱粘...     

一起220kV隔离开关支柱瓷绝缘子断裂事故的原因分析

分析表明,造成某变电站一支220 kV隔离开关支柱瓷绝缘子断裂的主要原因是制造质量不良,恶劣气象条件的作用和普通石英质瓷的特性则是此次断裂事故的诱因.超声探伤(爬波)检测对于发现支柱瓷绝缘子缺陷存在一定的局限性,对于怀疑存在机械性能缺陷的支柱瓷绝缘子,条件许可时,应通过机械破坏负荷试验以及孔隙性试验进行确认.     

动态载荷下支柱瓷绝缘子的应力特征研究

支柱瓷绝缘子的脆性断裂故障给电力系统的安全稳定运行造成了严重的影响,而支柱瓷绝缘子在动态载荷下的运行条件要更加恶劣,断裂故障亦更加频繁。为分析动态载荷下支柱瓷绝缘子的应力特征分布规律,基于热-结构耦合数学模型建立了支柱瓷绝缘子有限元数值仿真模型,并分别建立了相应的动态风力、短路电动力和地震动态载荷的数学模型,对动态风力、短路电动力和地震波作用下的应力特征及最大拉应力动态变化特征进行计算分析。     

变电站瓷支柱绝缘子断裂故障分析及预防措施

变电站瓷支柱绝缘子断裂事故对电网安全稳定运行构成了严重威胁。结合典型的变电站瓷支柱绝缘子断裂故障,分析了变电站瓷支柱绝缘子断裂基本特征,揭示了断裂故障的根本原因,并在此基础上提出防止瓷支柱绝缘子断裂故障的预防措施。结果表明:瓷支柱绝缘子断裂大部分发生在金属法兰和绝缘瓷件的结合部位;故障发生常伴有运行环境突变。制造工艺不良、运行维护工作不到位是导致瓷支柱绝缘子故障的主要原因。为防止支柱绝缘子断裂,必须严格进行抽样试验;加强防水胶涂抹检查、超声波探伤等运维工作。     

1000 kV交流特高压支柱瓷绝缘子制造技术

根据晋东南-荆门1 000 kV特高压交流试验示范工程对支柱瓷绝缘子机械、电气、耐地震等性能的要求,首次采用污耐压法对其进行了污秽外绝缘设计、耐地震计算分析和耐地震性能评价、成功地研制了结构高度10m、额定弯曲破坏负荷16kN、扭转破坏负荷10 kN.m、爬电距离30 250 mm的1 000 kV特高压工程用支柱瓷绝缘子。该支柱绝缘子由五个单元件组成,具有优良的机械强度特性、污耐压特性和耐地震能力,可运行于c级污秽等级。试验验证和运行经验皆表明研制的支柱瓷绝缘子的电气、机械特性等满足晋东南-荆门1 000 kV特高压交流试验示范工程的要求。     

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。     

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。     

1000 kV交流系统用棒形支柱瓷绝缘子研究

在国家发展1 000 kV特高压输变电网络的情况下,作为配电设备的关键产品-棒形支柱瓷绝缘子的国产化,是电瓷行业面临的主要任务。根据输变电系统对棒形支柱瓷绝缘子的技术要求,介绍了1 100 kV棒形支柱瓷绝缘子的设计、计算、制造、试验等试制情况。根据产品的使用特点,对瓷绝缘子配方进行了改进;同时,对1 100 kV棒形支柱瓷绝缘子的结构抗震稳定性进行了计算。试验结果表明,产品通过了所要求的定型试验。     

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。     

激励入波角度对瓷支柱绝缘子振动检测的影响研究

研究了利用振动检测法对220 kV瓷支柱绝缘子进行故障诊断时,激励力的入波角度对检测结果的影响。首先,利用SolidWorks建立瓷支柱绝缘子三维模型,针对正常、下故障、上故障三种绝缘子,采用有限元数值仿真分析了在不同入波角度下的绝缘子轴向振动响应和激励方向总的振动响应特性。然后研制了瓷支柱绝缘子故障模拟实验台,实测了正常、下故障、上故障三种绝缘子在不同入波角度激励下的振动响应加速度。仿真和实测结果表明,入波角度对绝缘子轴向振动响应的影响较小,但对激励方向的振动响应存在较大影响,导致频谱图中出现新的波峰,进而对缺陷判断产生影响。     

高压支柱瓷绝缘子力学特性分析及断裂机理研究

高压支柱瓷绝缘子断裂故障时有发生,对电力系统的安全稳定运行造成了严重的影响。结合对高压支柱瓷绝缘子的力学特性及断裂事故统计的分析,提出了弯曲力矩作用下和结冰膨胀下的瓷绝缘子断裂模型,系统地研究了瓷绝缘子的断裂机理。基于热-结构耦合场理论,建立了支柱瓷绝缘子的有限元数值计算模型,分析了不同弯矩载荷下和胶装区域发生不同程度结冰膨胀时支柱瓷绝缘子的应力分布情况及所受的最大拉应力变化规律,计算结果有效地验证了本文提出的瓷绝缘子断裂模型。该研究成果可为瓷绝缘子的安装设计和运行维护提供有效的理论指导和技术支持。     

高压支柱瓷绝缘子运行事故分析

在对交流运行高压支柱瓷绝缘子的机械、电气事故进行分析的基础上 ,提出了解决断裂及裂纹事故的关键是控制水泥膨胀、胶合面增加胶装缓冲层和消除产品在制造过程中残留的内在缺陷 ;解决污闪问题应在预计污秽度下以其真型试验求取污耐压为基础进行污秽绝缘的设计。     

基于AR谱估计的瓷支柱绝缘子结构振动声学检测技术研究与试验

振动声学仪器采集到的绝缘子检测信号需要通过频谱分析来得到特征信息，进而判断绝缘子的损伤状态。现有的频谱分析多采用经典谱估计法，存在谱线分辨率低、谱泄露、虚假谱峰等问题，降低了缺陷检测准确率，且误报率偏大。本文采用自回归（AR）模型这种参数化的现代信号处理方法，通过采集220 kV瓷支柱绝缘子振动声学检测信号，建立AR模型，采用Yule-Walker方程计算AR参数，得到了瓷支柱绝缘子检测信号的AR功率谱。实验结果表明：相比于经典谱估计，AR谱估计的绝缘子检测信号处理方法具有更高的谱分辨率，谱线平滑，结合AR谱的对数标尺图，提高了振动声学法检测瓷支柱绝缘子缺陷的准确率。