復合絕緣子用環(huán)氧玻璃纖維芯棒的彎曲負荷性能

研究了復合絕緣子用耐酸芯棒的性能,對4種芯棒在不同濃度的硝酸中的耐腐蝕性能進行了長期試驗。結果表明,各項指標都符合應力腐蝕試驗標準的耐酸芯棒其耐腐蝕性能也存在較大差別,性能好的耐酸芯棒即使在非常嚴酷的條件下也很難發(fā)生脆斷。為適應不同工程應用的要求,作者根據(jù)試驗結果討論了選擇優(yōu)良耐酸芯棒的試驗方法。

玻璃(瓷)復合絕緣子的介紹

瓷（玻璃）復合絕緣子的優(yōu)越性 優(yōu)異的耐污閃性能——由于硅橡膠外套具有優(yōu)良的憎水性及憎水遷移性，因而提高了工 頻濕閃絡電壓和抗污閃能力。通過人工污移閃絡電壓對比試驗，每片瓷（玻璃）復合絕緣子 的污移閃絡電壓比相同類型的瓷絕緣子提高幅度為70%以上。同時該產品傘形設計合理，有 很好的風雨自潔能力，積污速度慢，特別是在粉塵類污穢環(huán)境中，愈見其優(yōu)。該絕緣子容易 調整外絕緣爬距，可滿足重污區(qū)運行線路對絕緣子爬電距離的要求。它可以有效地防止輸電 線路污閃跳閘事故，保證線路的安全運行。 穩(wěn)定可靠的機械性能——該絕緣子的端部聯(lián)接金具（鋼腳、鐵帽），全部采用盤形瓷絕 緣子的結構，瓷芯盤采用高強瓷，玻璃芯盤采用鋼化玻璃，強度高，從而可靠的保證了 作用于絕緣子上的力矩的承接和傳遞。試驗結果證明，機械性能穩(wěn)定可靠，完全達到瓷 絕緣子的水平。 體積小，重量輕，方便運輸及維護——此系列產品具備了

分析了河南省2起220kv輸電線路復合絕緣子芯棒斷裂掉串的原因。斷串均發(fā)生在絕緣子的高壓端,端口垂直于芯棒軸線,斷口大部分光滑平整;產品采用內鍥式連接工藝、室溫硫化硅橡膠封堵和普通芯棒;發(fā)生斷串的檔距都接近700m,屬于大檔距。結合拉力抽檢實驗,提出220kv以上輸電線路,應采用壓接式復合絕緣子,其端部采用高溫硫化硅橡膠、多層密封工藝,采用耐酸芯棒;對于大跨越線路段,全部采用雙懸垂串、"v"形串或"八"字形串絕緣子,并盡可能采用雙獨立掛點。

為了減少復合絕緣子脆斷而采用耐酸芯棒,耐酸芯棒是由無捻直接粗紗纖維浸漬起著粘合、保護纖維作用的樹脂經(jīng)模具拉擠固化而成型的。通過分析論證無捻直接粗紗的特點和樹脂的防護性能,認為采用無捻直接粗紗纖維拉制的芯棒和提高芯棒纖維間樹脂的固化度,可以避免酸介質進入棒內腐蝕纖維,保證耐酸芯棒性能的穩(wěn)定性。并得出芯棒長期承受較大載荷對其樹脂防護性能影響不大的結論

用于減少復合絕緣子發(fā)生脆斷的耐酸芯棒的性能穩(wěn)定性取決于芯棒中起粘合纖維作用的樹脂的防護性能。通過分析論證,認為采用無捻直接粗紗纖維拉制芯棒和提高芯棒纖維間樹脂固化度,可以避免酸介質進入內部腐蝕纖維,保證耐酸芯棒性能的穩(wěn)定性。同時也得出芯棒長期承擔較大載荷對其樹脂防護性能影響不大的結論。

為了減少復合絕緣子脆斷而采用的耐酸芯棒,是依據(jù)芯棒中起著粘合纖維作用的樹脂防護性能特點,通過分析論證,認為采用無捻玻璃纖維粗紗拉制芯棒和提高芯棒的基體樹脂固化度,可以避免酸介質進入內部腐蝕纖維,保證耐酸芯棒性能的穩(wěn)定性。同時也得出芯棒長期承擔較大載荷過程中對其樹脂防護性能影響不大的結論

復合絕緣子的結構特點導致其電位分布不均勻,兩端金具附近具有強電場區(qū)。隨著電壓等級和復合絕緣子結構高度的增大,這種現(xiàn)象愈加嚴重。強電場將導致外絕緣介質和金具表面發(fā)生電暈放電,降低絕緣子的運行壽命,對電力安全運行造成嚴重威脅。筆者通過在復合絕緣子導線側串聯(lián)玻璃絕緣子的方法降低了復合絕緣子導線端承受的電壓,消除了畸變電場,改善了復合絕緣子端部的電場分布,并推薦了不同電壓等級的復合絕緣子導線側需串聯(lián)的玻璃絕緣子片數(shù)。

為合理利用設計復合絕緣子和玻璃絕緣子,建立了分析500kv線路懸式絕緣子電位分布的計算模型,并利用ansys計算和分析比較兩者的電位分布。結果表明,加均壓環(huán)可顯著改善絕緣子的電位分布,玻璃絕緣子串加均壓環(huán)后的軸向電位分布要優(yōu)于復合絕緣子,且均壓環(huán)的半徑對絕緣子兩端關鍵部位的電壓分布有影響。

對有機復合絕緣子用拉擠電絕緣芯棒的組成及結構特性進行了論述。對芯棒的燈光透視試驗及芯棒透光性問題進行了探討,認為燈光透視檢驗不能作為拉擠電絕緣芯棒性能優(yōu)劣的判斷標準。

瓷（玻璃）復合絕緣子的優(yōu)越性 優(yōu)異的耐污閃性能——由于硅橡膠外套具有優(yōu)良的憎水性及憎水遷移性，因而提高了工 頻濕閃絡電壓和抗污閃能力。通過人工污移閃絡電壓對比試驗，每片瓷（玻璃）復合絕緣子 的污移閃絡電壓比相同類型的瓷絕緣子提高幅度為70%以上。同時該產品傘形設計合理，有 很好的風雨自潔能力，積污速度慢，特別是在粉塵類污穢環(huán)境中，愈見其優(yōu)。該絕緣子容易 調整外絕緣爬距，可滿足重污區(qū)運行線路對絕緣子爬電距離的要求。它可以有效地防止輸電 線路污閃跳閘事故，保證線路的安全運行。 穩(wěn)定可靠的機械性能——該絕緣子的端部聯(lián)接金具（鋼腳、鐵帽），全部采用盤形瓷絕 緣子的結構，瓷芯盤采用高強瓷，玻璃芯盤采用鋼化玻璃，強度高，從而可靠的保證了 作用于絕緣子上的力矩的承接和傳遞。試驗結果證明，機械性能穩(wěn)定可靠，完全達到瓷 絕緣子的水平。 體積小，重量輕，方便運輸及維護——此系列產品具備了

為滿足我國特高壓直流工程建設的需要,該文通過人工污穢試驗,對3種超、特高壓直流復合絕緣子短樣及4種不同型式瓷和玻璃絕緣子的直流污閃特性進行了比較分析。結果表明:復合絕緣子的污穢影響特征指數(shù)a為0.267~0.291,小于瓷和玻璃絕緣子;其沿面50%閃絡電壓梯度和爬電距離有效系數(shù)均高于瓷和玻璃絕緣子;復合絕緣子耐污性能優(yōu)于瓷和玻璃絕緣子,污穢越嚴重,其耐污性能越明顯;絕緣子傘裙結構和型式對其污閃特性有重要影響。

通過對500kv棒形復合絕緣子高壓端芯棒脆斷事故發(fā)生原因的分析,指出其主要原因為絕緣子串電壓分布嚴重不及均壓環(huán)設計、安裝不規(guī)范引起導線端電場畸變,加速硅橡膠護套發(fā)生電蝕穿孔所致。提出將原下垂式線夾更換為上扛式防電暈線夾,導線掛點“八”字型改造,在復合絕緣子導線側加掛玻璃絕緣子;采用非標準長度的復合絕緣子與玻璃絕緣子組合成串等對策來改善復合絕緣子的電場分布,降低其導線端承受的電壓,消除畸變電場,達到預防芯棒脆斷目的

為改善復合絕緣子電場和電位分布,基于有限元法,以復合絕緣子和玻璃絕緣子串聯(lián)組合使用為例,建立了輸電線路復合絕緣子三維電場計算模型,提出了一種改善復合絕緣子電場分布的新方法,研究了在不同電壓等級的復合絕緣子導線側串聯(lián)玻璃絕緣子后復合絕緣子表面電位和電場分布的改善情況。計算結果表明:復合絕緣子導線側串聯(lián)玻璃絕緣子后,降低了復合絕緣子導線端承受的電壓,消除了畸變電場,改善了復合絕緣子端部的電場分布,并推薦了不同電壓等級的復合絕緣子導線側需串聯(lián)的玻璃絕緣子片數(shù)。110kv電壓等級復合絕緣子串聯(lián)玻璃絕緣子的人工污穢試驗表明:串聯(lián)玻璃絕緣子后,絕緣子串的閃絡電壓明顯提高,而閃絡梯度變化不大,這是由于玻璃絕緣子的均壓作用使得高壓端電位均勻,對絕緣子的閃絡起弧起了一定的抑制作用。220kv和500kv電壓等級的復合絕緣子可以此作為參考。

　采用丙烯酸改性酚醛環(huán)氧樹脂,并對以此樹脂為基體,以ddsa為增韌劑研制成功一種耐酸性玻璃鋼拉擠電絕緣芯棒用樹脂基體配方。應用dsc、tga和ft-ir等分析技術對該改性樹脂基體的固化反應進行了研究,對其澆鑄體以及玻璃纖維增強的拉擠芯棒的耐酸性、耐熱性等性能也進行了研究。結果表明:該樹脂基體滿足拉擠工藝要求,用此樹脂基體制得的玻璃鋼拉擠芯棒具有優(yōu)異的耐酸性以及良好的機電熱性能。

本文詳細介紹了復合絕緣子芯棒脆斷原因及主要影響因素,在此基礎上敘述了目前國內外為降低絕緣子脆斷發(fā)生率采取的一些措施,并有針對性的介紹了對芯棒耐應力腐蝕性的改進。

文章對復合絕緣子芯棒在氣動漩渦作用下發(fā)生振動破壞的使用壽命估算方法進行了研究,計算了架空導線的振動頻率及其時長,根據(jù)修正的goodman圖、s-n曲線和miner線性損傷積累法則,給出了芯棒使用壽命的估算方法,通過220kv復合絕緣子芯棒使用壽命估算的算例,與實際統(tǒng)計壽命對比,表明了文章估算方法具有可靠性。

文章綜述了玻璃復合絕緣子的結構特點、特性參數(shù)、技術特點和制造檢驗標準,并調研了玻璃復合絕緣子在電網(wǎng)中的使用現(xiàn)狀,對玻璃復合絕緣子的使用提出了建議。

通過對2起復合絕緣子芯棒斷裂掉串事故的分析及同期運行的同批次220kv輸電線路復合絕緣子的抽樣試驗,初步分析了發(fā)生復合絕緣子芯棒脆斷的原因,并提出防止類似事故發(fā)生的主要措施:改進金具接頭界面的密封工藝并對檔距較大的跨越采取雙串。

文章對復合絕緣子芯棒在氣動漩渦作用下發(fā)生振動破壞的使用壽命估算方法進行了研究,計算了架空導線的振動頻率及其時長,根據(jù)修正的goodman圖、s-n曲線和miner線性損傷積累法則,給出了芯棒使用壽命的估算方法,通過220kv復合絕緣子芯棒使用壽命估算的算例,與實際統(tǒng)計壽命對比,表明了文章估算方法具有可靠性。

西安交通大學的申文偉等人針對在役復合絕緣子的老化問題，分別對實驗室電暈老化和現(xiàn)場自然老化的熱硫化硅橡膠材料的憎水性、泄漏電流、表面微觀形貌及化學成分等特性進行了對比研究。結果表明，電暈老化與現(xiàn)場老化造成材料特性變化的規(guī)律呈現(xiàn)一致性：電暈老化造成材料憎水性下降；若提高電暈老化強度（電壓和時間），則導致材料憎水性恢復變慢，

使用pea法空間電荷測量系統(tǒng)測量了負直流高壓電場作用后復合絕緣子芯棒材料中空間電荷分布,并進行了相關的分析和討論。結果表明,在高壓直流電場作用下,芯棒材料內部積累的空間電荷的極性和密度受到溫度、電場強度和電場作用時間等因素的影響。由于陷阱深度的不同和物理、化學變化的作用,不同溫度下芯棒材料內空間電荷的積聚極性和積聚量不同,特別是在20℃和40℃之間以及100℃和120℃之間存在明顯變化。20℃下芯棒材料中空間電荷的積累隨電場增大、電壓作用時間的增加而增加。