E玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料输电杆塔拉杆的疲劳性能试验

研究了E玻璃钢纤维环氧树脂基复合材料输电杆塔结构中拉杆的疲劳性能。采用升降法测定试件条件疲劳极限荷载,分析了试件的条件疲劳极限荷载和位移。试验结果表明,在105次循环荷载作用下,试件疲劳极限应力为246.75 MPa;试件位移幅值随加载次数增加而增加,各试件疲劳试验过程中位移幅值为3.8~4.9 mm;由于试件连接处强度小于复合材料本身强度,试件疲劳破坏均为连接处破坏,设计时应重点考虑连接处强度是否满足疲劳要求。     

纤维增强复合材料输电杆塔研究现状

随着复合材料及其工艺技术的发展,比强度高、绝缘性好、耐腐蚀性强、可设计性优的纤维增强聚合物(FRP)复合材料杆塔得到越来越多的关注,目前已在多条不同电压等级的线路上获得试点工程应用。研究及试点应用中发现复合材料杆塔还存在刚度不足、节点强度不够、前期投资高昂等问题,国内外学者从材料选择、杆塔设计、节点设计、局部加强等方面提出了改善复合材料杆塔结构、减小复合材料杆塔挠度的方法。从杆塔材料、加工工艺、结构设计等方面综述了国内外研究人员对复合材料杆塔的最新研究进展。     

纤维增强复合材料输电杆塔研究进展

纤维增强复合材料杆塔由于具有轻质高强、绝缘性能好、耐腐蚀等优点,已经在输电线路工程获得应用。综述了纤维增强复合材料杆塔在国内外的应用研究,总结纤维增强复合材料在输电杆塔应用中的关键性技术难题,评述和分析国内外在纤维增强复合材料杆塔材料、铺层设计、节点连接、压杆稳定计算及防雷接地等方面的研究现状。最后对纤维增强复合材料在输电杆塔设计及应用中的关键问题进行了展望。     

纤维增强树脂基复合材料输电杆塔材料选型

纤维增强树脂基复合材料是输电杆塔结构较理想的材料.通过对纤维增强树脂基复合材料纤维、树脂、加工工艺、产品形式等方面的广泛调研,对比分析了各种纤维、树脂的基本力学性能及优缺点,从力学性能和成本角度探讨了各种复合材料型材在输电杆塔工程中的应用可行性,最后推荐了适合输电杆塔结构采用的复合材料原材料及成品形式.     

复合材料在输电杆塔中的应用研究

简要介绍了复合材料在输电杆塔的应用及特点,介绍了复合材料构件的连接型式,并对角钢塔、上字型复合横担塔和酒杯复合材料塔进行了技术经济对比分析。结果表明,复合材料塔在输电杆塔中具有的优势可推广应用。     

110kV输电线路复合材料杆塔特性试验研究

为了研究110 kV复合材料杆塔特性,对2种不同接地方式下的110 kV单杆双回复合材料杆塔进行了相地操作冲击、雷电冲击、工频污闪等电气特性的试验研究,并对3种结构形式的110 kV复合材料杆塔进行了6种典型工况下的结构荷载试验.根据复合材料杆塔试验结果得出:110 kV复合材料杆塔在合适的接地方式下,杆塔的绝缘水平有...     

纤维增强复合材料在35 kV 输电杆塔中的应用研究

为开展复合材料在35 kV 输电杆塔中的应用研究,结合山东某35 kV 试点工程,通过杆塔真型试验及ANSYS有限元分析,从杆塔选型、材料选择、结构设计、节点优化等方面探讨35 kV 复合材料杆塔的设计方法。研究显示,该设计方法对35 kV全复合材料杆塔安全可靠,为工程应用提供了技术参考。     

输电杆塔用环氧树脂复合材料的电气性能研究

基于输电杆塔用复合材料对力学性能、绝缘性能以及耐候性的要求,研究了架空输电杆塔用环氧树脂复合材料的电气绝缘性能,分析其在浸水、盐水煮沸和漏电起痕等试验条件下的电气绝缘性能变化情况。结果表明:在浸水试验后,环氧树脂复合材料的介质损耗因数略有增大,电阻率仅下降一个数量级;在盐水中煮沸后其泄漏电流没有明显增大;复合材料具有优良的憎水性能,但憎水迁移特性较差;与绝缘涂层结合可经受3.5级的耐漏电起痕烧蚀,复合材料切片的电气强度达到25.3 MV/m(厚度1 mm)和19.6 MV/m(厚度2 mm),可以满足架空输电杆塔材料对绝缘性能面的要求。     

纤维增强复合材料输电杆塔节点设计及优化

为研究复合材料输电杆塔的节点构造方案,对比分析了预埋金属件、插接以及金属套筒三种复合材料节点连接方案,确定了金属套筒方案为复合材料输电杆塔节点连接方式。利用ANSYS 有限元程序,并结合真型试验的结果,从节点可靠性、变形控制等方面对金属套筒方案进行优化。研究了节点刚度与变形协调性、局部变形与节点失效的关系,从而为工程应用提供参考。探讨了复合材料杆塔横担与塔身及金具的连接方案,并且进行了横担连接真型试验。     

E玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料剪切性能

为了探究E玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料（E-glass fiber reinforced polymer,E-GFRP）的剪切性能,对E-GFRP进行了±45°拉伸试验、45°偏轴拉伸试验和层间剪切强度试验,研究了E-GFRP的面内（纵横）剪切强度、面内（纵横）剪切模量和层间剪切强度;探讨了E-GFRP剪切破坏的特征。依据现有的多种复合材料计算模型对试件的面内剪切模量进行计算并与试验结果对比,比较各计算模型的预测效果。结果表明：与45°偏轴拉伸试验相比,±45°轴向拉伸试验测定E-GFRP材料的剪切性能参数更可靠;各模型给出的面内弹性剪切模量预测值中,哈尔平-蔡（Halpin-Tsai）模型和王震鸣推荐公式的预测值与试验值吻合程度最好。     

荆门换流站接地极工程玻璃钢构架真型试验研究

荆门换流站接地极工程玻璃钢构架是国内首次应用玻璃钢复合材料的变电构架。为掌握玻璃钢构架的受力特点并检验节点连接的合理性,对玻璃钢构架进行了预加载、正常和超载工况下的力学试验,测定相应工况下玻璃钢构架的位移。试验结果表明,玻璃钢应用于变电构架具有可行性、合理性和安全性,并已经成功应用于实际工程中。本成果为推广玻璃钢构架应用提供了理论和实践依据。     

500kV拉线门型塔补强加固试验研究

拉线塔是高压输电线路中常见的一种塔形,而在运行维护过程中发现,在许多拉线塔的上部横担中与拉线挂板连接处存在角钢发生较大变形的现象,严重威胁线路安全.针对东长哈送电线路中大量存在的87LM21塔,建立了其有限元模型,并对其进行非线性分析,得到了在静风荷载作用下拉线门型塔的一些力学特性,找到了该塔在实际应用中不能满足使用要求的原因,并初步提出了2种补强加固方案;通过对87LM21拉线门型塔进行静风荷载加载试验,进一步明确了拉线门型塔的力学特性,验证了数值分析结果的正确性,并通过试验测试了补强加固方案的可行性.     

输电铁塔计算模型分析研究

计算模型的选取是进行输电铁塔结构分析的首要任务之一。通过建立桁架模型、梁-桁架混合模型和刚架模型,分别对某角钢塔和钢管塔进行建模分析,得出输电塔在常见大风工况下的受力及位移状态。结果表明：对于角钢塔,采用桁架单元能够满足设计分析要求;对于钢管塔,使用梁单元建模分析能获得更加合理的计算结果。     

荆门换流站接地极工程玻璃钢构架真型试验

荆门换流站接地极工程玻璃钢构架是国内首次应用玻璃钢复合材料的变电构架.为掌握玻璃钢构架的受力特点并检验节点连接的合理性,对玻璃钢构架进行了预加载、正常和超载工况下的力学试验,测定相应工况下玻璃钢构架的位移.试验结果表明,玻璃钢应用于变电构架具有可行性、合理性和安全性,并已经成功应用于实际工程中.本成果为推广玻璃钢构架应用提供了理论和实践依据.     

具有导电铺层的碳纤维复合材料直流体电阻测量方法

为了对航空航天领域中广泛使用的碳纤维增强型聚合物复合材料（CFRP）的静态电性能测试方法及直流体电阻进行研究,建立了CFRP直流电阻特性测量平台。研究发现传统三电极测试方法测得的材料体电阻率与CFRP的典型体电阻值存在明显差异,进而提出了改进型三电极测量方法,并开展CFRP直流体电阻特性实验研究。结果表明：CFRP体电阻率处于108Ω·m量级,导电性介于导体与绝缘体之间,且其体电阻特性与CFRP的铺层结构、表面涂敷材料、内部导电铺层等密切关联。建立的包含电场扩展和面电流综合效应的CFRP导电模型能够对实验结果进行很好的解释,研究结果为CFRP的电气特性、温度场分布、树脂热降解及热失重等研究提供了必要的理论支撑,同时为CFRP在航空航天领域的广泛应用奠定了坚实的基础。     

玻璃纤维复合材料拉伸试验及强度预测模型

为了探究单向玻璃纤维复合材料（glass fiber reinforced polymer,GFRP）的性能,采用2种成型工艺制备了GFRP,并进行拉伸强度试验,测定了GFRP的极限强度,研究成型工艺对其拉伸强度的影响。对传统单向纤维复合材料拉伸强度预测模型进行了改进,提出了基于纤维强度服从正态分布的单向纤维复合材料纵向拉伸强度预测模型。试验结果与模型预测结果对比表明,所提出的预测模型具有良好的精度。     

杆塔接地电阻对同塔多回线路防雷性能的影响

杆塔接地电阻是最直接影响杆塔反击耐雷水平和反击跳闸率的因素,为了解杆塔接地电阻在不同杆塔模型下对杆塔反击耐雷水平的影响以及接地电阻对同塔多回线路不同回路导线耐雷水平的影响,通过相关模拟计算,分析了不同杆塔模型和不同绝缘子模型下,不同电压等级的输电线路杆塔接地电阻的变化对杆塔反击耐雷水平以及塔顶电位的影响。不同杆塔模型所得杆塔的塔顶电位和耐雷水平有所差异,且随着杆塔接地电阻的增大这一差异会越来越小,当接地电阻增大到一定值时,不同杆塔模型的耐雷水平趋于一致。最后,计算分析了杆塔接地电阻对同塔多回线路各回路导线反击耐雷水平的影响,对于同塔多回线路,各不同回路导线高度不同,杆塔接地电阻对各不同回导线的影响也有所差异,导线越接近地面,耐雷水平受接地电阻的影响越大。降低接地电阻对提高多回线路下层线路耐雷水平有明显作用。