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。     

±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。     

表面应力分布对252 kV GIS盆式绝缘子机械性能影响的研究

针对252 kV GIS盆式绝缘子表面应力分布对其机械性能的影响建立了模型,并利用三维有限元分析软件对其进行仿真计算。为验证理论计算的有效性,搭建了一个盆式绝缘子水压试验平台。采用静态应变测试系统和应变片对盆式绝缘子在水压试验过程中其表面应力分布情况进行信号转换和数据采集。试验结果表明:水压强度为2. 5 MPa时,盆式绝缘子先从嵌件一侧脱落,沿两侧路径破裂至其弧面末端与内密封槽间的倒圆角处;试验中测得环氧树脂部分最先开裂位置的最大应力约为52. 25 MPa,且破裂位置与仿真计算结果一致;由于工艺上的不完善导致了破裂的起始位置为嵌件处,而不是树脂表面最大应力处。试验结果可为盆式绝缘子在结构上的优化设计提供参考,最终达到提高盆式绝缘子机械强度的目的。     

±1100kV/16kN支柱瓷绝缘子应力分析与选取

为确保±1100 kV/16 kN支柱瓷绝缘子抗弯性能满足要求,通过对样品的三节、四节、五节、六节进行整柱弯曲破坏负荷试验,摸索出多节产品在承受整柱破坏负荷时的应力变化。初步确定,在多节产品的设计过程中,等应力设计具有一定的不合理性。对±1100 kV/16 kN支柱瓷绝缘子的各节应力选取时,要有不小于10%的应力叠装系数。试验证明:选用此种应力分布设计的产品,满足整柱的抗弯性能要求,可以满足±1100 kV特高压工程的需要。     

基于改进CV模型的绝缘子精确定位研究

在进行绝缘子污秽处理研究时,对绝缘子进行匹配识别后不可避免的要对绝缘子进行精确定位分割,针对运用普通的Chan-Vese(CV)模型对绝缘子图像分割时存在无法完整分割目标,甚至错误分割的问题,提出应用改进的CV模型对绝缘子图像进行精确定位。首先为抑制图像过渡部分的突变,利用中值滤波增强原始图像的平滑性;其次通过分析目标图像RGB各分量特点对目标图像进行粗定位,得到绝缘子的位置点,同时运用Hough变换确定绝缘子倾斜角度;然后提出应用绝缘子的位置点与倾斜角度对绝缘子进行精确定位,并构造绝缘子的CV模型初始轮廓,最终完成绝缘子的分割处理。实验结果表明:通过改进CV模型对任意位置的绝缘子进行精确定位的方法可准确、快速地分割绝缘子图像,具有较强的自适应性。     

冻融循环试验对绝缘子机械性能的影响研究

绝缘子是电力系统中使用量最大的器件,当运行中的任何一片绝缘子出现机械故障,就有可能造成掉串的严重事故,造成不可估量的损失。将4种类型的绝缘子预加不同应力,放入高低温交变试验箱,在绝缘子水泥胶合剂、钢脚和瓷件之间注入少量的纯净水,模拟冻融循环的环境条件,经冻融循环试验后再进行机械破坏负荷试验。研究表明:冻融循环将对A型和C型的绝缘子的机械破坏负荷产生显著影响,其机械破坏负荷随着预加应力增加或冻融循环次数增加而降低;而对于B型和D的绝缘子冻融循环的影响是有限的即冻融循环试验后该类型的绝缘子机械破坏负荷不会出现明显的变化;对于部分钢脚出现松动的D型绝缘子,由于水分子更容易渗透到水泥胶合剂与钢脚之间的裂隙当中,冻融循环试验后,水泥胶合剂性能出现明显的下降,导致绝缘子机械破坏负荷显著降低。     

500 kV线路复合绝缘子脆断故障研究与机理分析

为了深入揭示复合绝缘子脆断机理并提出预防措施,分析了一起500 kV复合绝缘子脆断事故,采集故障绝缘子与正常绝缘子样本进行对比试验。对样本绝缘子进行外观检查、解剖测试、拉力和耐应力腐蚀测试、憎水性测试等试验,并对试验结果进行实验室条件下的分析。结果表明:故障复合绝缘子存在3层较为明显的光滑断面,且断面处芯棒与硅橡胶护套交界面处存在硅橡胶粉化层;6只试验绝缘子只有2只通过耐应力腐蚀试验;试验绝缘子憎水性等级在HC4～HC5之间;元素分析发现脆断绝缘子芯棒中硼元素含量较高,结合测试结果可知芯棒为非耐酸芯棒。从结构设计、密封性能和芯棒材料的耐酸性能等方面对芯棒的脆断机理进行了分析,并提出了预防复合绝缘子脆断的措施。     

河南电网一起500kV复合绝缘子断裂故障分析

为研究分析河南电网某500 kV重要输电线路复合绝缘子断裂的原因,对断裂复合绝缘子及故障处相邻铁塔上挂网运行的6支复合绝缘子,依照GB/T 19519-2014和DL/T 864-2004进行了机械特性试验、耐应力腐蚀试验和憎水性试验,同时对芯棒进行了材质分析,并对断裂的整支绝缘子进行了解剖分析。试验结果表明,6支绝缘子机械破坏负荷值在0.91 SML以上,憎水性为HC4~HC5级,故障绝缘子试品耐应力腐蚀试验4小时发生断裂,芯棒玻璃纤维硼(B)元素含量为5.8%,同批次6支抽样试品中仅2支通过耐应力腐蚀试验。依照标准并对试验结果进行分析,可得出结论此次断裂原因为芯棒脆断,断裂绝缘子芯棒为非耐酸芯棒,与该绝缘子同批次的产品耐酸性能差。最后,针对此类故障提出了防范措施,以避免此类故障再次发生,确保电网安全稳定运行。     

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。     

动车受电弓用绝缘子紫外线老化特性研究

研究了动车组车顶受电弓支撑绝缘子紫外线老化特性。通过搭建人工紫外线老化试验平台分别对受电弓用有机复合绝缘子和环氧树脂绝缘子进行强紫外线老化试验研究。研究结果表明,紫外线老化对有机复合绝缘子的憎水性影响不大,但会导致环氧树脂绝缘子憎水性部分丧失;此外,试验前后绝缘子的泄漏电流均变化不明显。     

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。     

特高压交流棒形悬式复合绝缘子的研究

介绍了特高压交流架空线路用1000kV系列棒形悬式复合绝缘子的研究、设计及试验等情况。以硅橡胶为基料,进行了改性配制的研究试验,结果表明,伞套材料的耐电痕化和蚀损性能与分子量、硫化剂、填料及加工条件等有关,但填料对其影响最大;由两个复合元件组成的复合绝缘子对电场分布没有任何改善,同时元件连接处不加装均压环时,会引起局部的场强集中,尤其是由1/6和5/6两元件组合而成的复合绝缘子,故采用整体单只复合绝缘子比由两个元件组合而成的复合绝缘子好;均压环配置采用大、小均压环结构,可以最大限度地改善绝缘子端部金具与硅橡胶复合界面处的电场分布,对防止电晕、电蚀,提高绝缘子运行可靠性十分有利。     

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。     

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。     

复合绝缘子振动蠕变特点及试验参数的确定

复合绝缘子芯棒是由纤维束浸渍树脂拉挤固化成型的。复合绝缘子在运行过程中,由于风等因素的影响而引起振动,在芯棒与金具的交接部位,因芯棒中的纤维受力不均,在纤维和树脂间出现了层间界面,这就存在着振动蠕变现象。因此有必要进行复合绝缘子振动蠕变试验。根据易振区线路上架空导线风振动实际情况确定出合理的试验参数;静载荷不低于复合绝缘子额定机械应力的20%～25%;振动角为其最大振动角波动范围平均值,振动次数应以绝缘子振动角大于5′的振动时间、相应的振动频率以及复合绝缘子的运行期限来进行选取。通过对复合绝缘子进行的振动蠕变试验,可以认为,在其芯棒与金具交接部位存在着振动蠕变现象,但对组装工艺先进的产品的机械性能影响较小。     

开发棒形悬式瓷绝缘子的展望

简要介绍了棒形悬式瓷绝缘子的结构特点及发展史。通过与盘形悬式瓷和玻璃绝缘子对比 ,说明了其特有的优良性能 (如没有零值劣化现象、耐污闪能力较强等 )。通过与复合绝缘子对比 ,说明其几乎不存在老化问题。如果采用半导体釉新技术 ,在耐污性能上甚至可以超过复合绝缘子。另外 ,还介绍了半导体釉的发展和使用情况 ;对棒形悬式瓷绝缘子制造成本与经济效益进行了初步估算 ;最后指出目前技术成熟 ,条件具备 ,生产棒形悬式瓷绝缘子有着良好的经济效益和社会效益     

±800kV直流棒形悬式复合绝缘子的研究

介绍了±800kV直流棒形悬式复合绝缘子的研究、设计及试验等情况.研究的硅橡胶伞套材料直流配方,经1 500h紫外线老化试验,其性能指标均超过中国南方电网有限责任公司企标<±800kV直流输电用线路棒形悬式复合绝缘子>的规定;采用低碱玻璃纤维芯棒制成的 复合绝缘子,在长期直流电压作用下不会因离子迁移导致其机械性能显著下...     

超大型瓷套切割研磨芯杆的研究与应用

介绍了超大型瓷套端面切割、研磨芯杆的设计及使用方法。通过对不同切割、研磨工艺结构和种类的优缺点比较,结合超大型瓷套的结构特点及切割、研磨方法,确定了新结构的切割、研磨芯杆。该芯杆增加了延伸杆、保护套和辅助支撑,在实际应用中,能够满足制造工艺要求。加工出的产品满足产品技术要求,解决了超大型瓷套产品制造技术中的断面切割研磨难题。     

沿海电网110kV复合绝缘子断裂事故原因分析

2009年6月份山东东营沿海电网发生了2起110 kV复合绝缘子断裂事故,给沿海电网造成了严重危害,影响了电网的安全运行。两次事故的复合绝缘子连接结构均为早期内锲式连接结构,一种断裂是在芯棒劈缝端部;另一种是在劈缝沿轴线方向发展最终断裂。事故主要原因是:内锲结构芯棒端部被锲件扩开后,芯棒事实上已被破坏,在端部形成了应力集中,在受力之后,芯棒与锲子间发生微小位移,受损的芯棒纤维断裂增加;另外端部密封不好,高盐、高酸等腐蚀性气体进入了锯开的缝隙,玻璃纤维对酸敏感,它们接触产生特定离子交换在玻璃纤维表面产生作用力,产生了螺旋裂纹,导致最后断裂。     

500kV串联外间隙复合绝缘避雷器结构部件性能可靠性分析

根据 5 0 0 k V串联外间隙复合绝缘避雷器 (以下简称 SGMOA)结构部件组成特点 ,以及在运行过程中所起的作用 ,对其本体阀片结构形状和通流能力 ,本体支撑部件防护性能 ,本体密封紧密状况 ,串联外间隙场强分布 ,以及间隙复合绝缘子芯棒承压程度等 ,进行系统性能分析 ,从而验证其各自性能质量的可靠性