特高压空心复合绝缘子机械强度有限元计算分析

以荆门特高压变电站使用的1 000 kV空心复合绝缘子为计算模型,采用有限元计算方法,从法兰壁厚和加强筋分布形式、胶装比对机械强度的影响、密封结构的长期稳定性等3个方面开展了仿真计算,并对绝缘子的机械强度裕度进行计算分析。结果表明,现有特高压空心复合绝缘子的弯曲强度裕度较高,整体安全系数为3.35。但密封结构处胶粘剂与法兰粘接面安全系数最小,在极端异常条件下,可能引发产品密封结构破坏。设计时应重点考虑密封结构的稳定性,并安装SF6密度监测仪器。     

1000kV特高压绝缘子运行特性研究方向

介绍了晋东南-南阳-荆门1000kV交流试验示范工程中线路用盘形悬式瓷、玻璃和复合绝缘子的使用情况。分析研究了特高压绝缘子运行的积污、电气、机械和劣化等性能方面的情况,认为:应加强对特高压绝缘子积污特性、绝缘子直径对雨闪特性的影响,串形对绝缘子的机械特性影响,绝缘子运行的可靠性和劣化特性及机械振动特性的研究。建议待建特高压工程支柱绝缘子采用双柱并列式或三角锥式;及时开展盘形悬式瓷绝缘子劣化率、复合绝缘子憎水性和机械特性及钢脚腐蚀检测等工作。为制订1000kV特高压绝缘子相关运行规程和待建特高压工程绝缘子优化选型奠定基础。     

防掉串用环-环型±800kV特高压直流复合绝缘子的研制

绝缘子是保证高压输电线路安全可靠运行的关键技术之一,防掉串±800kV直流复合绝缘子系列产品采用环-环型金具结构代替球头-球窝结构,防止掉串事故的发生。这种防掉串用环-环型特高压复合绝缘子的研制开发严格按照满足±800kV直流特高压工程要求进行设计和选材,采用完善的生产工艺和制造技术,总结加工经验,确保制造质量。产品机电性能能够满足特高压直流输电线路在重污秽、高海拔、覆冰等复杂气候地理环境下的安全使用要求。     

空心复合绝缘子密封结构研究

空心复合绝缘子一般作为承压部件广泛应用于多种电器设备中,其密封性能对配套主机电气性能指标起着至关重要的作用.列举了国内外现有空心复合绝缘子密封结构,着重分析了国内常用三种密封结构的优缺点.分析表明三角形及平面密封结构的技术成熟,适合我国工艺装备水平,可作为一般设计推荐.讨论了影响密封效果的核心因素,提出密封面粗糙度、密封圈压缩量和材质、密封圈内径选取、密封沟槽倒角的基本设计要求,可以为同类产品设计制造提供参考.     

复合绝缘子用硅橡胶材料的配方设计与老化性能评估

从复合绝缘子的设计、制造、运行等各阶段,就如何开展硅橡胶材料的性能检测和评估,如何采取有效方法去甄别各个制造企业所提供复合绝缘子材料性能的优劣,阐述了当前的技术认识和发展方向。研究认为,为保证复合绝缘子正常的使用寿命,避免复合绝缘子非正常老化,需从设计阶段的配方筛选试验、制造阶段的型式试验和抽样试验、运行阶段的抽检试验、微观检测分析技术等多方面实施质量管控,确保使用设计合理、制造质量合格的复合绝缘子产品。为指导运行维护,最后还提出了硅橡胶材料老化特征参量和分级方法,实现现场评估硅橡胶材料的运行性能。     

±800 kV楚穗直流棒形悬式复合绝缘子运行性能研究

为了对楚穗直流棒形悬式复合绝缘子的运行性能进行监测和研究,从而为评估现场运行棒形悬式复合绝缘子的特性和状态提供指导。本文对5支从线路上取下的棒形悬式复合绝缘子进行了试验研究,主要包括红外测温、憎水性试验、伞裙材料试验、水煮及陡波试验、工频电压耐受试验、密封性能测试和机械耐受及破坏试验。研究结果表明:在楚穗直流已经运行了6年的棒形悬式复合绝缘子的电气性能和机械性能均保持良好,但是整体憎水性保持情况一般,并且有不同程度的温升现象发生。对于异常温升和憎水性下降的样品区域,建议加强红外温升巡检以及再抽样检测研究,本文研究结果对日后棒形悬式复合绝缘子相关运行性能的研究提供了参考。     

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。     

复合绝缘子在“V”形串中的应用研究

为研究"V"形串中复合绝缘子长期运行受压对绝缘子性能的影响,进行了"V"形串复合绝缘子的受力试验。监测了角度偏移、受压复合绝缘子的应力及水平荷载和垂直荷载,并在多次试验后对受压绝缘子进行了机械破坏负荷试验。结果表明,在"V"形串中复合绝缘子受压并不影响其机械性能,但应注意频繁弯曲是否会造成密封破坏。     

500kV直流穿墙套管空心复合绝缘子连接界面失效分析

2016年和2017年南方电网公司牛从直流工程牛寨换流站和从西换流站相继发生2起500 kV直流穿墙套管SF6漏气故障。解体发现穿墙套管空心复合绝缘子采用过盈配合工艺,玻璃钢筒和法兰发生相对位移,连接界面失效。通过分析过盈配合设计原理,空心复合绝缘子连接结构制造工艺、表面处理及胶黏剂的选用等方面,发现空心复合绝缘子过盈配合不当、胶黏剂失效、配合表面处理不当等原因,运行中法兰和玻璃钢筒在弯曲负荷和内压力共同作用过下发生相对位移,致使出现界面间隙,最终导致套管漏气。建议提高同类型工艺空心复合绝缘子考核指标,重点考核其长期运行特性。     

运行中绝缘子的性能及分析

通过分析雷电、污秽、鸟害及材料、工艺、结构等因素对绝缘子运行性能的影响 ,对瓷、玻璃、复合绝缘子的运行性能进行了比较 ,讨论了运行中绝缘子存在的问题及解决措施 ,以期改善和提高绝缘子的运行性能 ,提高线路的运行可靠性。     

铁路隧道复合绝缘子运行特性分析

抽取了1支在铁路隧道内挂网运行的复合绝缘子,该绝缘子在运行时表面放电频繁,为了研究该绝缘子运行性能,在实验室进行了自然污闪电压、憎水性、材料拉伸强度、撕裂强度和硬度试验,利用离子色谱仪、电子扫描显微镜、X射线衍射分析、拉曼光谱对硅橡胶表面污秽进行分析,研究结果表明该绝缘子自然污闪电压较高,表面憎水性整体较差,憎水丧失及...     

三种绝缘子性能及其在特高压线路应用研究

对三种绝缘子的预期寿命、失效检出率、机械强度、尺寸重量、电击穿强度、电压分布、耐电弧性能、掉串事故、耐污性能应用场合和经济性分别进行比较。结合日本和俄罗斯特高压线路绝缘子选型经验,比较了我国±800kV直流特高压线路和1000kV交流特高压线路绝缘子选型区别,得出主要结论:在我国特高压线路上,Ⅱ级及以上污秽地区可考虑采用复合绝缘子;0和Ⅰ级污秽地区可考虑采用玻璃绝缘子;特高压直流输电线路上应考虑采用复合绝缘子。对于复合绝缘子在特高压线路应用中存在的问题,可以在导线侧挂若干个玻璃防污绝缘子来改善芯棒脆断;合理设计复合绝缘子的均压环来改善电压分布不均匀;采用合理的招弧设计来改善雷击闪络性能;采用2只组合结构来改善工频大电弧性能。     

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。     

空心复合绝缘子疲劳负荷下的破坏特性

空心复合绝缘子是高压电器的重要外绝缘部件,同时承受机电热等多种应力.空心复合绝缘子的长期疲劳性能对配套主机设备安全运行意义重大,但相关研究很少.以500 kV典型规格的空心复合绝缘子为试验对象,分别进行了2组有无1000次弯曲疲劳对比试验,研究了不同弯曲负荷下的端部连接结构破坏形式.试验数据表明,两组试验的最终弯曲破坏...     

1000kV交流变电站用支柱、空心绝缘子存在的问题及解决办法

根据我国1000kV交流输变电工程对高压支柱绝缘子和空心绝缘子技术参数的要求,综合分析国外成功的制造经验、技术参数、500kV运行经验及国内制造能力,提出了国内支柱瓷绝缘子和空心绝缘子在按Ⅲ级污秽等级设计中,额定机械弯曲破坏负荷为10kN和16kN的支柱瓷绝缘子的高度应在(10000～120000)mm之间,如受制造设备限制,高度至少不小于8800mm,主体直径为(280～320)mm,爬电距离为(27500～33275)mm,并且应在其瓷表面涂PRTV、RTV;空心绝缘子的长度为(11000～13000)mm,最低高度不应小于9600mm,主体直径为(900～1200)mm,爬电距离为(40000～50000)mm。阐述了空心复合绝缘子可以解决空心瓷绝缘子不能解决的污秽和机械强度问题,建议在我国1000kV交流输变电工程中大量使用。     

特高压直流线路复合转动横担关键制造技术及电气试验

针对特高压直流输电线路复合转动横担的关键制造技术进行研究,通过对复合横担硅橡胶材料、复合材料及端部连接工艺进行研究,给出改进后的材料参数值,并结合复合横担的结构尺寸进行电气试验,确定试验方法对试验结果进行分析,结果表明:设计的复合转动横担结构和设计尺寸满足工程应用要求。     

我国绝缘子的发展现状及应考虑的问题

介绍了我国交直流悬式瓷、玻璃和复合绝缘子以及变电站和换流站支柱瓷、复合绝缘子和空心瓷、复合绝缘子及套管制造技术的发展历程和技术水平。并结合我国绝缘子的运行经验、制造技术水平以及对技术的认识,提出了不同类型绝缘子在制造、设计、选型、运行方面应考虑的问题及建议。如:330 kV及以上支柱瓷绝缘子应采用等静压干法成型工艺;制造企业应控制悬式瓷和玻璃绝缘子的铁帽、绝缘件和水泥胶装剂机械强度的分散性;160 kN、210 kN、300 kN、400 kN、530 kN机械强度等级的绝缘子,应分别采用φ24、φ24或φ28、φ30、φ34或φ38、φ38或φ40芯棒制造绝缘子。超高压和特高压可选该系列中芯棒较大值。不能在同一电压等级采用同一直径的芯棒来制造不同机械强度等级的绝缘子。c级及以下污秽等级复合绝缘子的爬电系数(C.F)不大于3.2;d级及以上污秽等级爬电系数(C.F)不大于3.5;e级及以上污秽等级爬电系数(C.F)不大于3.8;等。     

运行复合绝缘子芯棒-护套界面性能评估

芯棒-护套界面性能是表征复合绝缘子运行状态和老化进程的重要对象之一.为准确评估宁夏地区运行复合绝缘子的芯棒-护套界面性能,对宁夏电网运行6年及以上、35 kV～750 kV的33个厂家批次复合绝缘子进行剖检试验和带护套芯棒水扩散试验,并对水扩散试验结果不同的试品做傅里叶红外光谱分析.结果表明,在密封性能良好的情况下,有...     

棒形悬式复合绝缘子老化性能的评估

为了评估运行中棒形悬式复合绝缘子的老化性能,保证线路安全性,从实际运行线路选取不同运行年限的110kV棒形悬式复合绝缘子作为研究对象,对其进行了外观检查试验、机械性能试验和憎水性试验的研究,并借助所使用HTV材料的微观试验(FTIR、SEM、TGA),从微观上分析和探讨棒形悬式复合绝缘子的老化机理。研究表明:定期对运行中棒形悬式复合绝缘子进行宏观和微观试验,可实现对棒形悬式复合绝缘子老化性能的评估。     

兼作支柱用高抗震性能特高压避雷器的研发

特高压避雷器兼作支柱绝缘子,对避雷器的抗弯和抗震性能要求越来越高。本文结合研究成果提出了塔形结构等应力设计的避雷器结构设计新思路,通过仿真计算,提出了具有较高抗震和抗弯性能的避雷器基本结构设计方案。研发出适用于交流特高压避雷器的大容量饼状电阻片和大直径高强度瓷套;研发出能够兼作支柱绝缘子使用的高强度特高压避雷器。开展了抗震性能和弯曲性能试验研究,新研发的避雷器在0.3 g水平加速度下进行抗震试验时,安全系数均大于1.67;弯曲负荷破坏强度在80 k N左右,远大于标准要求,能够兼作支柱绝缘子使用。研发的特高压避雷器已通过全部型式试验,并在多个工程中正式运行,目前运行情况良好。